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Las Zonas Fresnel y el alcance de los equipos de radio frecuencia: asterion
Por asterion, hace 5 años y 8 meses

Las Zonas Fresnel y el alcance de los equipos de radio frecuencia

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Muchos de los compradores de quipos RF (Radio Frecuencia) como, walkie talkies, se ven decepcionados cuando descubren que el alcance que les dijo el fabricante que tendrían los equipos, no son necesariamente respetados por la realidad.

Uno de los factores que influyen en la distancia que una señal de radio puede sortear es el poco conocido Fresnel.
Para que se nos quite la ignorancia en el tema, pasare a reproducir en su totalidad un articulo sacado del blog: blogelectronica.com

En el catálogo de cualquier fabricante de módulos RF, como pueden ser Maxstream, Coronis, Jennic, Nordic, etc, etc, etc encontraréis que siempre se indica la máxima distancia a la que se pueden comunicar un equipo emisor y receptor.

Los datos que nos indican en los catálogos son ciertos, pero tenemos que saberlos interpretar para no llevarnos sorpresas desagradables. Los datos proporcionados por los fabricantes de alcance máximo RF son siempre bajo ciertas condiciones idóneas. Estas condiciones idóneas son básicamente:

1.- Utilización de antenas correctas. No vale utilizar una antena de 868Mhz para un dispositivo de 2.4Ghz.
2.- Ausencia de condiciones climatológicas adversas (en el caso de comunicaciones outdoor (exteriores)).
3.- Visión directa entre dispositivos radio, es decir, sin obstáculos entre medio.
4.- Altura correcta donde se colocarán las antenas para respetar la primera zona de Fresnel.

Es este importantísimo punto nº4, relativo a las zonas de Fresnel, un tanto desconocido, es del que voy a hablar un poco.

¿Y qué son las zonas de Fresnel?

Hablando un poco académicamente «zona de Fresnel se le llama al volumen de espacio entre emisor y receptor RF de manera que el desfase entre las ondas en dicho volumen no supere los 180º

Fresnel2
TX (Transmisor de radio), RX (Receptor de radio)

Es decir, cuando transmitimos algo en tierra (es decir, no estamos en el espacio) tenemos rebotes en el suelo. Los rebotes pueden contribuir positivamente a la recepción de la señal en el caso de que lleguen en fase y negativamente si llegan en contrafase.

Fresnel definió una zona que hay que tener en cuenta además de tener, como indicaba en el punto 3), visibilidad directa entre antenas. Realmente definió una serie de zonas. La zona 1 contribuye positivamente a la propagación de la onda, la segunda negativamente, la tercera positivamente, la cuarta negativamente, y así sucesivamente. Es decir, las impares contribuyen positivamente y las pares negativamente. Además, la primera zona concentra el 50% de la potencia de la señal por lo que debemos procurar que llegue lo más integra posible al receptor.

¿Y cómo puedo llevar a la práctica la teoría de Fresnel para conseguir el máximo alcance de mis dispositivos RF?

Pues es sencillo. Debemos mantener despejado, al menos, el 80% de la primera zona de Fresnel. Fijémonos en el siguiente dibujo:

Fresnel

En color gris se representa a la primera zona de fresnel. Es decir para conseguir comunicarnos a una distancia D con una señal portadora de frecuencia f, debemos conseguir que la altura r de la primera zona de Fresnel (o al menos el 80% de r) esté libre de obstáculos.

O visto desde otro escenario, imáginemos que estamos en el desierto en ausencia de cualquier tipo de edificio, árbol u obstaculo entre emisor y receptor. El fabricante nos dice que el alcance máximo de un dispositivo son X metros. ¿Cual es la distancia respecto al suelo a la que hemos de colocar las antenas para conseguir no entorpecer al menos el 80% de la primera zona de fresnel y conseguir el máximo alcance?

Ecuacionfresnel

Pues si aplicamos la fórmula de ahí arriba (D en Km, r en metros, f en Ghz) nos sale que si un fabricante nos dice que la distancia máxima de su dispositivo que trabaja por ejemplo a 2.4Ghz (una frecuencia común en los teléfonos inhalambricos) es de:

300 metros, implica que las antenas tienen que estar como mínimo a 2.45 metros de altura respecto al suelo.

1.6 kilómetros, implica que las antenas tienen que estar por lo menos a 5.65 metros de altura respecto al suelo.

8 kilómetros, implica que las antenas tienen que estar por lo menos a 12.64 metros de altura respecto al suelo.

16 kilómetros, implica que las antenas tienen que estar por lo menos a 17.88 metros de altura respecto al suelo.

11 comentarios

Gravatar #1. Fejiro
hace 5 años y 6 meses

Me abriste los ojos con tu explicación amigo, te lo agradezco mucho.

Gravatar #2. asterion
hace 5 años y 6 meses

No hay porque, sin embargo detallo al principio que es un articulo tomado de blogelectronica.com :D

Gravatar #3. Fox
hace 5 años y 3 meses

Muy buen la explicacion

Gravatar #4. chapu77
hace 3 años y 8 meses

Muy buena explicación, lo lei en 100 lugares y nunca lo entendí... ahora si!!!

Gravatar #5. asterion
hace 3 años y 8 meses

Gracias a todos.

Gravatar #6. Oscar Pat
hace 3 años y 4 meses

Excelente explicación mi amigo, me estaba secando los sesos un montón buscando qué era esto. Lo había visto en las clases de Cine pero no lo comprendí bien.

Gravatar #7. Enrique Alejandro
hace 3 años y 2 meses

Excelente informacion, porque va derecho al punto cuando se requiere
dar luz a una duda ya sea tecnica o de otra indole.

Gravatar #8. Pool
hace 3 años y 1 mes

Pero una pregunta de donde sale el 17.32... de la fórmula

Gravatar #9. MARIO PALACIOS
hace 3 años y 1 mes

MIL GRACIAS HERMANO, NO SABE LO OPORTUNO DE SU MAGISTRAL Y SENCILLA EXPLICACIÓN. GRACIAS

Gravatar #10. Manuel
hace 2 años y 10 meses

Buenas noches, muy buena la explicacion.
Pero tengo una duda, quisiera me la aclararan..
En un radio enlace posiciono mis antenas con su linea de vista, ellas a su vez me van a generar una PEOR ZONA DE FRESNEL..
Mi pregunta es: Como se yo cuando mi PEOR ZONA DE FRESNEL es buena o es mala..?
La que me genera 2.2F1 o la que me genera 24.1F1???

Gravatar #11. carlos
hace 2 años y 2 meses

Gracias mi amigo. La explicación es genial.

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