Zona di fresnel

Diffrazione della zona di fresnel

Un adeguato reticolo circolare assorbente o di fase è chiamato Fresnel zone plate (FZP) [Fre 1866]. Una FZP focalizza il fascio in entrata su un punto di fuoco (fig. 1). Il diametro minimo del fuoco raggiunto è di 15 nm per i raggi X nel 2008. Ci sono anche piastre di zona che riflettono la luce in entrata.

Come per la luce visibile, le piastre a zona di Fresnel per i raggi X possono essere assorbenti o a cambiamento di fase. Le piastre a zona assorbenti sono più comuni nella gamma dei raggi X. Sono fatte di un materiale che assorbe i raggi X, per esempio alcuni micrometri d’oro, su una membrana trasparente per i raggi X, per esempio Si3N4. Normalmente il metallo assorbente è strutturato per deposizione elettrica in una resistenza pre-strutturata. Il resist è strutturato mediante scrittura con fascio di elettroni o di ioni.

Poiché è tecnicamente impegnativo produrre gli stretti anelli esterni di una piastra a zona, a volte vengono usate le cosiddette “piastre a zona composte”. Queste consistono in una piastra di zona interna utilizzata nel 1° ordine di diffrazione circondata da un anello di piastra di zona esterna con strutture meno strette utilizzate nel 2° ordine di diffrazione (fig. 2). In questo modo le strutture dell’anello più esterno della piastra di zona esterna sono meno fini e meno difficili da produrre.

Calcolatrice zona fresnel google earth

Le basse frequenze nella gamma dei 900 MHz sono una benedizione e una maledizione per LPWAN. Le basse frequenze si diffondono maggiormente in campo aperto e penetrano meglio le pareti degli edifici. Ma la maledizione delle basse frequenze è la zona di Fresnel molto più ampia. Per garantire una trasmissione indisturbata, lo spazio tra il trasmettitore e il ricevitore deve essere libero da ostacoli di ogni tipo. In questo caso, gli ostacoli non sono solo oggetti nella linea diretta di vista tra le due antenne, ma anche oggetti in una curva tra le due antenne. Qualsiasi ostacolo porta a riflessioni e quindi a interferenze con l’onda radio diretta. Questa propagazione curva dell’onda segue un ellissoide rotatorio immaginario. L’area intorno al raggio radio diretto e l’area intorno all’ellissoide di rotazione devono essere libere da ostacoli. Quest’area, sotto forma di ellissoide rotazionale, è chiamata la prima zona di Fresnel dal nome dell’ingegnere francese Augustine Jean Fresnel. Le zone di Fresnel possono essere utilizzate per stimare il grado di attenuazione aggiuntivo causato dagli ostacoli.

Calcolo della zona di fresnel

Quando un’installazione di un ponte wireless punto a punto viene progettata e installata, si pensa generalmente che sia richiesta la linea di vista. Ma c’è anche un requisito per la distanza da quella che è conosciuta come la zona di Fresnel (Fresnel pronunciato con una s muta (Fre:nell), dal nome del fisico francese Monsieur Fresnel).

Avere una linea di vista diretta non vi darà sempre una connessione perfetta. Mentre le onde radio punteranno dritte dal trasmettitore al ricevitore, il problema sorge con le onde radio che emanano dal trasmettitore che si diffondono in un angolo dal trasmettitore. Se questi segnali non incontrano ostacoli, allora continueranno ad andare avanti fino a quando non si disperderanno. Tuttavia, più spesso accade che colpiscano una superficie solida, che può deviare il segnale e raggiungere l’estremità ricevente, che può essere “fuori fase” che può ridurre la potenza del segnale in arrivo, chiamato anche “Phase Cancelling”.

Fresnel ha creato un calcolo su quanto l’onda sarebbe fuori fase tra il trasmettitore e il ricevitore. La zona di Fresnel è un’ellisse cilindrica tridimensionale (come un sigaro o una salsiccia) ed è composta da più zone, la zona 1 è la più forte per la forza del segnale, la zona 2 la più debole, la zona 3 ancora più debole e così via. Ci sono molte zone fresnel, ma solo le prime 3 hanno effetti importanti sulla forza del segnale. L’effetto di cancellazione di fase nelle zone a numero pari ha il massimo effetto, mentre nelle zone a numero dispari può avere un effetto positivo sulla potenza del segnale.

Tutorial sulla zona di fresnel

Quando il segnale Bluetooth viene riflesso da una superficie all’interno della prima zona di Fresnel, arriva al ricevitore fuori fase rispetto al segnale Bluetooth diretto, riducendone l’ampiezza. Se non c’è un’ostruzione all’interno del 60% del raggio della zona di Fresnel, la riduzione del segnale è piccola.

Il raggio della zona di Fresnel e lo spazio libero per il segnale Bluetooth per varie distanze sono elencati qui sotto. Quando la portata del Bluetooth era di 10 metri, l’interferenza di percorsi multipli non era un problema. È il fattore principale che limita la portata della trasmissione Bluetooth 5 a lungo raggio.