UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO

Disciplina: Tecnologias em Redes Sem Fio

Nomes R.A.

Leonardo de Jesus Mateus 311108326

Mário Hernani Miranda Zuniga 311108671

TECNOLOGIA EM REDES SEM FIO

ZONA DE FRESNEL E DIFRAÇÃO FRESNEL

Trabalho apresentado à Universidade Nove de Julho, em cumprimento às exigências da disciplina de Tecnologias em Redes Sem Fio sob orientação do Prof. Marcelo Akira Yamamoto.

SÃO PAULO

2012

Zona de Fresnel

Quando geramos uma freqüência e queremos transmiti-la de um lugar para

outro, através do espaço livre, necessitamos de duas antenas, uma para cada lugar,

e se esta freqüência for alta, será necessário que tenha visada entre elas,ou seja,

que de uma antena possamos enxergar a outra, mesmo que com o auxilio de um

binóculo ou similar.

Este fator que chamamos de visada, é de fundamental importância, pois sem

ele, não haverá comunicação (enlace) entre antenas de alta freqüência.

 

Mas não basta enxergarmos de uma antena, somente a outra antena, é

preciso enxergar mais que isto, é preciso enxergar uma área pré-determinada, que

deverá ser maior quanto maior for a distancia entre antenas.

É dentro desta área pré-determinada que encontramos a zona de Fresnel. A

propagação das freqüências altas, forma em torno da linha de visada um campo na

forma elíptica, o qual recebeu a denominação de "zona de Fresnel", por onde trafega

a maioria dos dados que interagem entre antenas.

A figura abaixo mostra o exemplo detalhado de como funciona a zona de

Fresnel, onde a linha verde escura representa a linha de visada e as linhas

pontilhadas o tráfego de dados, tanto de ida quanto de volta.

A área azul é a zona de Fresnel e a vermelha a zona onde os sinais estão

interrompidos pelo obstáculo, não permitindo que nesta área haja a troca de dados

entre antenas. Quando esta área começar a atingir aproximadamente 25% da zona

de Fresnel, começaremos a ter no mínimo perda de pacotes, e à medida que ela for

aumentando, ira piorando a qualidade do enlace chegando à interrupção total do

mesmo.

Fórmula para calcular o raio desta área no ponto do possível obstáculo:

R = 0,6 x raiz quadrada (0,12 x D.ant. x D. obst. / (D.ant. + D. obst.).

Lembramos que às vezes não nos damos conta de obstáculos comprometendo a

zona de Fresnel, por não prestarmos atenção na proximidade desta área de objetos,

tais como, árvores, torres, montanhas, outdoors, etc..., Nunca esquecendo que

árvores crescem e modifica este cenário com o tempo.

Por falar em modificação, o cenário que hoje permite um enlace com ótima

qualidade, no futuro pode sofrer modificações que venham comprometer a zona de

Fresnel deste enlace, como a construção de um edifício, a colocação de um outdoor,

a instalação de uma torre etc...

Por esta razão, a zona de Fresnel quando de um enlace (link), de utilidade

Pública ou de segurança Nacional, seja ele de empresa privada ou do próprio

governo, esta protegida pela ANACON através do Decreto lei Nº 597-73 de sete de

novembro, o qual prevê e regulamenta, tanto as regiões onde estão estes enlaces,

como também possíveis modificações nas mesmas.

Difração Fresnel

Augustin Jean Fresnel (1788-1827)

• Físico Francês

• Engenheiro Civil interessado em óptica

• Apresentou 1° tratamento rigoroso sobre difração

• Inventou lentes mais leves usadas em faróis de carros, iluminação.

Não limitada à luz paralela

Faixas aumentam de ½ λ

Elementos de frente de onda

“Zonas de Meio-período de Fresnel”

a+b

a '+b'=a+b+12λ

a+b+2(12 λ)a+b+3(12 λ)

Considerando o

distúrbio

Causado por

dW = elemento da frente de onda

E agindo no ponto médio da tela

Somando as contribuições das ondas temos a Integral de Fresnel

v = comprimento da curva de vibração (variável)

dv = fasor (amplitude) de elementos individuais de frente de onda

Considerando o distúrbio

dy=A . sen (2. π .v . t )dW

x=∫cos (12 .π .v2)dvy=∫ sen (12 .π .v2)dv

Direção de dv

Espiral de Cornu

Método gráfico para solução de problemas de difração

Marie Alfred Cornu (1841-1902)

• Físico alemão

• Professor de Física experimental

• Determinou a velocidade da luz pelo método de Fizeau

Solucionando as Integrais de Fresnel entre

temos a tabela

δ=12.π .v2

e

tg .δ=yx

v1=0ev2=∞

Espiral de Cornu

Traçando um gráfico de x versus y temos

Espiral de Cornu

Amplitude total = corda

Corda ^2 = Intensidade de Luz

Olhos da Espiral

Superior :x=y=(+0,5 , +0,5)

Inferior :X=y=(-0,5 , -0,5)

Aplicações

Difração Borda da Lâmina

Amplitude Po é porporcional à corda

Corda = amplitude total

(corda)2 = intensidade de luz

Aplicações

Amplitude Po é porporcional à corda

Corda > amplitude total

(corda)2 = intensidade de luz

Aplicaçõe

Cor sofre variações periódicas (máximas e mínimas) não mudando

monotonicamente.

Em certos pontos:

Amplitude > Amplitude

sem obstáculos

Na sombra > Intensidade decai gradualmente

Fora da Sombra > Há Franjas

Exemplo

Calcular a intensidade relativa (Io):

a) Onde v=-1,0 (dentro da sombra)

b) Onde v=+1,0 (fora da

sombra)

Da tabela temos

V=1,00 , x = 0,7799 , y = 0,4383

Exemplo

a) Onde v=-1,0 (dentro da sombra)

Dentro da sombra

Fasor > de (-0,5 , -0,5) a (-0,7799 , -0,4383)

Io > Intensidae na máxima de ordem zero

Exemplo

b) Onde v=+1,0 (dentro da sombra)

Fora da sombra

Δx=0,5−0 ,7799=|0 ,2799|Δ y=0,5−0 ,4383=0 ,0617

I=12

(0 ,27992+0 ,06172) IoI=0 ,041 . Io

Δx=0,5+0 ,7799=1 ,2799Δ y=0,5+0 ,4383=0 ,9383

I=12

(1 ,27992+0 ,93832) IoI=1 ,26 . Io

Io > Intensidade na máxima de ordem zero