Zona de Fresnel
Se llama Zona de Fresnel al volumen de espacio 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 emisor y 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 un segundo elipsoide que contiene al primero. Del mismo modo se obtienen las zonas superiores.
Tanto en óptica como en comunicaciones por radio o inalámbricas, la zona de Fresnel es una zona de despeje adicional que hay que tener en consideración además de haber una visibilidad directa entre las dos antenas. Esto es debido a que toda la primera zona contribuye a la propagación de la onda. Por el contrario, la segunda zona tiene la fase invertida, de modo que su contribución es substractiva. En general, las zonas impares son positivas, mientras que las pares son negativas.
Este factor deriva de la teoría de ondas electromagnéticas respecto de la expansión de las mismas al viajar en el espacio libre. Esta expansión resulta en reflexiones y cambios de fase al pasar sobre un obstáculo. El resultado es un aumento o disminución en el nivel de intensidad de señal recibido. Debiendo considerar la curvatura de la tierra(K), que generalmente puede tomar valores de K =2/3 (peor caso) y K =4/3(caso óptimo)
En la óptica y comunicaciones por radio, una zona de Fresnel (pronunciada como zona FRA-nel, de origen francés), nombrada en honor del físico Augustin Fresnel, es uno de los elipsoides de revolución concéntricos teóricamente infinitos que definen volúmenes en el patrón de radiación de la abertura circular (generalmente). Fresnel divide resultado en zonas de la difracción por la abertura circular.
La sección transversal de la primera zona de Fresnel es circular. Las zonas subsecuentes de Fresnel son anulares en la sección transversal, y concéntricas con las primeras. El concepto de las zonas de Fresnel se puede también utilizar para analizar interferencia por obstáculos cerca de la trayectoria de una viga (antena) de radio. Esta zona se debe determinar primero, para mantenerla libre de obstrucciones.
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 valor de K (curvatura de la tierra) considerando que para un K =4/3 la primera zona de fresnel debe estar despejada 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 (“RF LoS”, en inglés), que en términos simples es una línea recta entre la antena transmisora y la receptora. Ahora la zona que rodea el RF LoS es la zona de Fresnel. El radio de la sección transversal de la primera zona de Fresnel tiene su máximo en el centro del enlace. En este punto, el radio r se puede calcular como sigue:
r = radio en metros (m).
d = distancia en kilómetros (km).
f = frecuencia transmitida en megahercios (MHz).
La fórmula genérica de cálculo de las zonas de Fresnel es:
Donde:
rn = radio de la enésima zona de Fresnel.
d1 = distancia desde el transmisor al objeto en km.
d2 = distancia desde el objeto al receptor en km.
d = distancia total del enlace en km.
f = frecuencia en MHz.
Fuente: Wikipedia
