菲涅耳區計算機
根據頻率與路徑距離,計算菲涅耳區半徑及無線鏈路建議淨空。
計算菲涅耳區半徑
輸入無線電頻率、區域序號,以及障礙物兩側的路徑距離。
關於菲涅耳區
菲涅耳區是圍繞無線電發射端與接收端之間直視路徑的橢球形區域。無線電能量不只沿著無限細的射線傳播。鄰近路徑的訊號抵達時可能具有不同相位,在接收端產生建設性或破壞性干涉。第一菲涅耳區是實際鏈路設計中最重要的區域,讓其中大部分空間不受地形、樹木、建築物及其他障礙物遮擋,有助於維持訊號強度。
本計算機可求出路徑上特定位置的指定菲涅耳區半徑。計算使用區域序號、波長、發射端至障礙物的距離,以及障礙物至接收端的距離。以吉赫茲輸入的頻率會轉換為赫茲,以公里輸入的各段距離則轉換為公尺。波長等於光速除以頻率。半徑為區域序號、波長與兩段距離的乘積,除以距離總和後再取平方根。
區域在鏈路中點附近最寬,朝兩端天線逐漸縮窄。因此計算機需要兩段距離,而不只是路徑總長。在對稱的兩公里鏈路中,距離兩端各一公里的障礙物位於最寬處。將同一障礙物移近任一端點,會減小該位置的菲涅耳區半徑。較低頻率的波長較長,需要較大的無障礙區域;在相同幾何條件下,較高頻率會產生較小區域。
常見規劃準則是至少保持第一菲涅耳區半徑的 60% 無遮擋。結果會包含這個 60% 數值,但它不是完整的天線高度建議。地球曲率、大氣折射、地形高程、植被生長、結構位移及當地法規,都可能需要額外淨空。兩段距離應描述同一障礙點,並且都必須為正。專業鏈路應使用實測路徑剖面,並納入有效地球半徑模型。本計算機適合無線橋接、微波回傳、點對點 Wi-Fi 與業餘無線電的初步規劃,但現場確認仍不可或缺。
菲涅耳區範例
| 鏈路幾何參數 | 第一區半徑 | 規劃情境 |
|---|---|---|
| 2.4 GHz, 1 km + 1 km | 7.903 m | 障礙物位於 2 km 鏈路中點 |
| 5.8 GHz, 5 km + 5 km | 11.368 m | 10 km 無線鏈路的中點 |
| 2.4 GHz, 0.5 km + 4.5 km | 7.497 m | 障礙物靠近其中一個端點 |
如何計算菲涅耳區
- 輸入無線鏈路頻率,單位為吉赫茲。
- 一般淨空規劃請使用第一區。
- 輸入障礙物至各端點的距離,單位為公里。
- 選擇「計算菲涅耳區」,比較半徑與實際淨空。
- 結合地形及安全裕度,套用顯示的 60% 準則。
常見問題
什麼是第一菲涅耳區?
它是無線電直達路徑周圍最內層的橢球形區域,其中的障礙物會明顯影響相位與接收功率。無線鏈路淨空規劃通常使用此區。
第一菲涅耳區應保持多少淨空?
廣泛使用的最低準則是第一區半徑的 60%。重要鏈路在考慮地形、植被及大氣影響後,可能需要更大裕度。
菲涅耳區在哪裡最大?
水平鏈路在兩天線之間的中點附近最大。評估位置越靠近任一端點,半徑就越小。
較高頻率會改變半徑嗎?
會。頻率越高,波長越短,因此相同路徑的菲涅耳區半徑越小。低頻鏈路需要較大的實體淨空。
只有視線暢通就夠了嗎?
不夠。即使中心線目視無遮擋,菲涅耳區仍可能受到明顯阻擋。可靠設計必須同時檢查直視路徑與周圍區域淨空。