菲涅耳区计算器
根据频率和路径距离,计算菲涅耳区半径及无线链路建议净空。
计算菲涅耳区半径
输入无线电频率、区域序号及障碍物两侧的路径距离。
关于菲涅耳区
菲涅耳区是围绕无线电发射端与接收端之间直视路径的椭球形区域。无线电能量并非只沿无限细的射线传播。邻近路径的信号到达时可能具有不同相位,从而在接收端产生相长或相消干涉。第一菲涅耳区是实际链路设计中最重要的区域,让其中大部分空间不受地形、树木、建筑物及其他障碍物遮挡,有助于保持信号强度。
本计算器可求出路径上某个位置的指定菲涅耳区半径。计算使用区域序号、波长、发射端到障碍物的距离,以及障碍物到接收端的距离。以吉赫兹输入的频率会转换为赫兹,以千米输入的两段距离会转换为米。波长等于光速除以频率。半径等于区域序号、波长和两段距离的乘积除以两段距离之和后,再取平方根。
菲涅耳区在链路中点附近最宽,向两端天线逐渐收窄。因此计算器需要两段距离,而不仅是总路径长度。在一条对称的两千米链路中,距离两端各一千米的障碍物位于最宽处。将同一障碍物移近任一端点,会减小该位置的菲涅耳区半径。较低频率具有较长波长,需要更大的无障碍区域;在相同几何条件下,较高频率对应较小区域。
常见规划准则是至少保持第一菲涅耳区半径的 60% 无遮挡。结果包含该 60% 数值,但并不等于完整的天线高度建议。地球曲率、大气折射、地形高度、植被生长、结构晃动及当地法规都可能要求额外净空。两段距离应对应同一个障碍点,且必须为正。专业链路应使用实测路径剖面,并考虑等效地球半径模型。本计算器适用于无线网桥、微波回传、点对点 Wi-Fi 和业余无线电的初步规划,但现场核验仍不可少。
菲涅耳区示例
| 链路几何参数 | 第一区半径 | 规划情境 |
|---|---|---|
| 2.4 GHz, 1 km + 1 km | 7.903 m | 障碍物位于 2 km 链路的中点 |
| 5.8 GHz, 5 km + 5 km | 11.368 m | 10 km 无线链路的中点 |
| 2.4 GHz, 0.5 km + 4.5 km | 7.497 m | 障碍物靠近某一端点 |
如何计算菲涅耳区
- 输入无线链路频率,单位为吉赫兹。
- 常规净空规划请使用第一区。
- 输入障碍物到两个端点的距离,单位为千米。
- 选择“计算菲涅耳区”,将半径与实际净空比较。
- 结合地形和安全余量,应用显示的 60% 净空准则。
常见问题
什么是第一菲涅耳区?
它是无线电直达路径周围最内层的椭球形区域,区域内的障碍物会显著影响相位和接收功率。无线链路净空规划通常使用这一区域。
第一菲涅耳区需要保持多少净空?
广泛使用的最低准则是保持第一区半径的 60% 无遮挡。关键链路考虑地形、植被和大气影响后,可能需要更大的余量。
菲涅耳区在哪里最大?
对于水平链路,区域在两天线之间的中点附近最大。计算位置越靠近任一端点,半径越小。
提高频率会改变半径吗?
会。频率越高,波长越短,因此同一路径的菲涅耳区半径越小。低频链路需要更大的实际净空。
仅有视距通畅就足够吗?
不够。即使中心线目视无遮挡,菲涅耳区仍可能受到严重阻挡。可靠的设计需同时检查直达视距与周围区域的净空。