Zona de fresnel





Zona de Fresnel



Teoría Electromagnética



Introducción

Es bien conocido que en un sistema de comunicación se compone de tres elementos los cuales son el emisor, el medio y el receptor. Pero los aparatos o sistemas que se utilizan para entablar una comunicación, generalmente presentan obstáculos o interferencias las cuales degradan la calidad del servicio de comunicación.Los ingenieros en telecomunicaciones siempre buscan una forma o diversas técnicas que ayuden a mejorar la calidad del servicio, para ello buscan utilizar el mejor equipo con el que se pueda contar o tratar de eliminar lo más posible los distintos obstáculos que puedan generar interferencia para que se pueda lograr una comunicación de alta calidad. Una de las técnicas que se emplea es la zona defresnel la cual es el lóbulo de cobertura de las antenas que ha de estar libre de obstáculo para que la comunicación entre 2 puntos sea correcta.






























Objetivos

Explicar lo que es la zona de fresnel.
Demostrar cómo se utiliza la zona de fresnel en un sistema de comunicación.
Demostrar que el uso de la zona de fresnel entre 2 punto ayuda aque la comunicación sea correcta.
Explicar cómo mediante el uso de la zona de fresnel se pueden evitar los obstáculos del terreno para lograr una comunicación correcta.
Calcular la zona de fresnel en un sistema de comunicación.

































Zona de fresnel
Es evidente la necesidad de visión directa (Line Of Sight, LOS) en sistemasinalámbricos que operan a frecuencias altas, pues de lo contrario se producen pérdidas que pueden llegar a ser importantes. Para modelar las pérdidas que se producen por la obstrucción del enlace radioeléctrico (Non Line Of Sight, NLOS) se utiliza el concepto de las llamadas zonas de Fresnel.

Se llama zona de Fresnal al volumen de espacio que existe entre el emisor de una onda -electromagnética, acústica,etc.- y un receptor, de modo que el desfase de las ondas en dicho volumen no supere los 180º.
Así, la fase mínima se produce para el rayo que une en línea recta al emisor y el receptor. Tomando su valor de fase como cero, la primera zona de Fresnel abarca hasta que la fase llegue a 180º, adoptando la forma de un elipsoide de revolución. La segunda zona abarca hasta un desfase de 360º, y es unsegundo elipsoide que contiene al primero. Del mismo modo se obtienen las zonas superiores.
La obstrucción máxima permisible para considerar que no hay obstrucción es el 40% de la primera zona de Fresnel. La obstrucción máxima recomendada es el 20%. Para el caso de radiocomunicaciones depende del factor K (curvatura de la tierra) considerando que para un K=4/3 la primera zona de fresnel debe estardespejada al 100% mientras que para un estudio con K=2/3 se debe tener despejado el 60% de la primera zona de Fresnel.
Para establecer las zonas de Fresnel, primero debemos determinar la línea de vista de RF, que de forma simple, es la línea recta que une los focos de las antenas transmisora y receptora.

r = radio en metros (m).
d= distancia en kilómetros (km).
f = frecuencia transmitida enmegahercios (MHz).

La fórmula genérica de cálculo de las zonas de Fresnel es:



Donde:



Las zonas de fresnel

Las zonas de Fresnel representan regiones donde las ondas secundarias tienen un exceso de recorrido, es decir recorren una distancia mayor que la línea de vista. Y son elipsoides que rodean la ruta directa de la señal (desde el transmisor hasta el receptor). El lugargeométrico de la capa exterior del primer elipsoide está ubicado de tal manera que las señales que llegan al receptor de esta manera tienen un exceso de recorrido de 1/2 comparado con la ruta directa. Ver figuras 4.16 y 4.17.

La región ubicada dentro de este primer elipsoide se denomina primer zona de Fresnel (ver figuras 4.16 y 4.17) y ésta contiene la mayor parte de la potencia que llegará al...