Zona Fresnel

Pada bidang-bidang menyangkut radiasi gelombang, termasuk elektrodinamik, akustik dan radiasi gravitasional, khususnya dalam optika dan komunikasi radio; zona Fresnel (pengucapan: /fre?'n?l/ fray-NELL), yang diberi nama menurut penemunya, seorang ahli Fisika Augustin Jean Fresnel, adalah salah satu bentuk elipsoida konsentrik (secara teoretis mempunyai besaran tak terhingga) dari pola radiasi yang terpancar keluar (biasanya) dari circular aperture. Zona Fresnel adalah hasil pola difraksi dari circular aperture.

Zona Fresnel: d adalah jarak antara transmitter dan receiver, b adalah radius zona Fresnel.

Penampang melintang zona Fresnel berupa lingkaran, zona Fresnel subsekuen sesudahnya berupa lingkaran yang konsentrik dengan lingkaran utama. Secara keseluruhan, penampang melintang zona Fresnel berbentuk sama dengan cincin Newton.

Gelombang radio

Gelombang radio akan merambat lurus dari transmitter menuju receiver. Pada saat terdapat halangan pada jalurnya, gelombang radio terpantul atau terdifraksi oleh objek halangan dan dapat menyebabkan interferensi desktruktif yang dapat melemahkan daya sinyal yang diterima receiver. Interferensi yang terjadi juga dapat menghasilkan maksima, tergantung pada posisi antena sesuai rasio S+N/N. Itu sebabnya mengapa orang suka mengkalibrasi ketinggian antena.

Pada zona Fresnel, zona gasal mempunyai interferensi konstruktif dan zona genap mempunyai interferensi destruktif. Hal ini terjadi karena halangan pada zona Fresnel yang pertama akan menghasilkan sinyal dengan fase 0 - 90 derajat, pada zona yang kedua berkisar antara 90 - 270 derajat, zona ketiga akan berfase 270 - 450 derajat dan seterusnya.

Perhitungan

Beberapa contoh disrupsi yang dapat terjadi pada zona Fresnel.

Konsep kejernihan zona Fresnel dapat digunakan untuk menganalisis interferensi dan gangguan yang disebabkan oleh halangan yang terdapat pada jalur sorotan gelombang radio. Zona yang pertama harus diletakkan pada suatu ketinggian yang bebas hambatan untuk menghindari interferensi pada penerimaan gelombang radio. Walaupun demikian, sejumlah tingkat hambatan masih dapat ditoleransi, sesuai aturan tangan kanan, hambatan maksimum yang dapat ditoleransi adalah 40%, hambatan yang disarankan adalah kurang dari 20%.

Untuk membuat sebuah zona Fresnel, pertama kali haruslah ditentukan RF Line of Sight (RF LoS), yaitu suatu garis lurus antara antena pemancar dan penerima. Zona di sekitar RF LoS tersebut akan menjadi zona Fresnel.

Persamaan zona Fresnel pada titik P sepanjang garis lurus RF LoS adalah:

$F_{n}={\sqrt {\frac {n\lambda d_{1}d_{2}}{d_{1}+d_{2}}}}$

dimana,

• F_n adalah radius zona Fresnel urutan ke n (meter)
• d₁ adalah jarak dari titik P ke salah satu antena (meter)
• d₂ adalah jarak dari titik P ke antena yang lain (meter)
• $\lambda$ adalah panjang gelombang dari sinyal yang dipancarkan (meter)

Radius maksimal penampang melintang dari zona Fresnel yang pertama yang terletak pada titik tengah garis lurus RF LoS dapat dihitung:

$r=72.05{\sqrt {{D} \over {4f}}}$

dimana

• r adalah radius (feet)
• D adalah jarak antara antena pemancar dan penerima (mil)
• f adalah frekuensi gelombang yang dipancarkan (gigahertz).

atau:

$r=17.32{\sqrt {{D} \over {4f}}}$

dimana,

• r adalah radius (meter)
• D adalah jarak antara antena pemancar dan penerima (kilometer)
• f adalah frekuensi gelombang yang dipancarkan (gigahertz).

Referensi

•  Artikel ini berisi bahan berstatus domain umum dari General Services Administration dokumen "Federal Standard 1037C" (untuk mendukung MIL-STD-188).

Pranala luar

• (Inggris) Kalkulator zona Fresnel Diarsipkan 2008-08-27 di Wayback Machine.
• (Inggris) Kalkulator FEN zona Fresnel Diarsipkan 2016-09-15 di Wayback Machine.
• (Inggris) Detail zona Fresnel Diarsipkan 2007-09-28 di Wayback Machine.
• (Inggris) R.E. Sherriff, Mengerti zona Fresnel
• (Inggris) Perambatan VHF/UHF/Gelombang mikro Diarsipkan 2018-02-16 di Wayback Machine.