www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radar Basics

Fresnelova zóna

Obrázek 1: Fresnelova zóna pro rádiovou komunikaci

Obrázek 1: Fresnelova zóna pro rádiovou komunikaci

Fresnelova zóna

Když se elektromagnetická vlna šíří mezi dvěma body, jejichž vzdálenost je mnohem větší než vlnová délka, její energie se soustředí v určité oblasti prostoru kolem přímky spojující tyto body. V závislosti na fázi vlny v bodech v různých vzdálenostech od přímky lze vytvořit mnoho takových oblastí. Tyto oblasti, nazývané Fresnelovy zóny, jsou souborem soustředných elipsoidů rotace, jejichž póly jsou body, mezi nimiž se vlna šíří. Prakticky veškerá energie vln je soustředěna v několika prvních Fresnelových zónách. Pro přibližné praktické výpočty a odhady se v mnoha případech bere v úvahu pouze první Fresnelova zóna (obrázek 1).

Velikost první Fresnelovy zóny je určena vzdáleností d mezi emisním a přijímacím bodem a vlnovou délkou λ. Velikost poloosy b elipsoidu lze určit podle vzorce:

(1)

Z energetického hlediska nesmí být pro hladké šíření elektromagnetické vlny mezi dvěma body v první Fresnelově zóně žádné překážky, alespoň o velikosti úměrné vlnové délce. Překážky této velikosti způsobují odražené vlny, které mohou při interakci s přímou vlnou v místě pozorování způsobit její zeslabení.

Fresnelova zóna pro radiolokaci

Obrázek 2: Fresnelova zóna pro radiolokaci

Fresnelova zóna pro radiolokaci

U radarových systémů je třeba při konstrukci Fresnelovy zóny kromě výše uvedených hodnot zohlednit také natočení antény. Pokud jsou parametry Fresnelovy zóny takové, že se dotýká povrchu země, objeví se na tomto povrchu prstencovitý pás (obrázek 2). Příčný rozměr pásma je určen z podmínky, že se fáze vlny na začátku a na konci pásma liší o 180°. Takové pásy se někdy nazývají také Fresnelovy zóny. Přítomnost povrchových nerovností ve Fresnelově zóně ovlivňuje tvorbu obrazce radarové antény, intenzitu vlnění v cílovém bodě, a tedy i výkon přijatého echosignálu. Velikost Fresnelovy zóny na povrchu země kolem radaru lze přibližně vypočítat podle vzorců:

(2)

  • h = výška antény nad zemí
  • λ = vlnová délka vysílače