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Zona de Fresnel

1800
  • Augustin-Jean Fresnel
Configuración de radiocomunicación que ilustra las zonas de Fresnel para el análisis de propagación de ondas.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

Una zona de Fresnel es una de una serie de regiones elipsoidales alargadas confocales en el espacio entre un transmisor y un receptor. El límite de la zona primaria es el elipsoide donde la longitud del camino desde el transmisor hasta un punto en la superficie del receptor es media longitud de onda mayor que el camino directo, lo que provoca un desfase de 180 grados.

El concepto de zonas de Fresnel, desarrollado por Augustin-Jean Fresnel, proporciona un método eficaz para comprender y analizar la propagación de ondas, en particular la difracción. Divide el espacio entre una fuente y un observador en una serie de zonas elipsoidales concéntricas. El límite de la primera (n=1) zona de Fresnel está definido por todos los puntos del espacio para los cuales la longitud total del camino desde la fuente hasta el punto y luego hasta el observador es exactamente media longitud de onda (λ/2) mayor que la longitud de onda directa en línea recta. De manera similar, la enésima zona está delimitada por el elipsoide donde esta longitud de onda adicional es n ⋅ λ/2.

Esta construcción es importante porque las ondas que se originan en zonas consecutivas llegan al observador con un desfase de aproximadamente 180 grados entre sí. Según el principio de Huygens-Fresnel, el campo total en el observador es la superposición de las contribuciones de todas estas zonas. Las contribuciones de las zonas adyacentes tienden a cancelarse mutuamente. En una trayectoria sin obstáculos, la mayor parte de la energía de la señal proviene de la primera zona de Fresnel. Si esta zona está parcialmente bloqueada, las ondas difractadas por el obstáculo pueden interferir destructivamente con la señal directa, causando una atenuación significativa.

UNESCO Nomenclature: 2205
- Electromagnetismo

Tipo

Sistema abstracto

Ruptura

Sustancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Principio de Huygens de ondículas secundarias
  • El experimento de doble rendija de Thomas Young que demuestra la interferencia
  • La teoría ondulatoria de la luz
  • Christiaan Huygens’ trabajar en la propagación de ondas

Aplicaciones

  • Diseño y análisis de enlaces de radio
  • sistemas de comunicación por microondas
  • optimización de la colocación de la antena
  • Diseño acústico y de sonar
  • análisis de difracción en óptica
  • holografía

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • Conformación dinámica de zonas de Fresnel para comunicaciones seguras
  • Sistemas adaptativos de limpieza de zonas de Fresnel mediante drones o globos
  • Imágenes médicas basadas en la zona de Fresnel para diagnósticos no invasivos
  • underwater acústico communication networks optimized via fresnel zone analysis
  • Diseño acústico arquitectónico utilizando zonas de Fresnel para controlar la propagación del sonido.
  • Manipulación de la zona de Fresnel para mejorar la transferencia de energía inalámbrica
  • superficies inteligentes que modifican activamente las zonas de Fresnel para dirigir los haces de radio
  • Sensores agrícolas que utilizan análisis de zona de Fresnel para monitorear la densidad de cultivos
  • Sistemas de gestión del flujo de tráfico mediante radar con detección de obstrucciones en la zona de Fresnel
  • realidad aumentada overlays visualizing fresnel zones for technicians installing antennas
Relacionado con: zona de Fresnel, propagación de ondas, difracción, desfase, principio de Huygens-Fresnel, elipsoide, interferencia constructiva, interferencia destructiva, óptica, ondas de radio.

Contexto histórico

Zona de Fresnel

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1801
1802
1808
1811

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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