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菲涅耳区

1800
  • Augustin-Jean Fresnel
无线电通信装置,说明用于波传播分析的菲涅尔区。.

(图片仅供参考)

菲涅尔区是位于发射器和接收器之间的一系列共焦长椭球区域之一。主菲涅尔区的边界是一个椭球体,在该椭球体上,从发射器到接收器表面某一点的路径长度比直接路径长半个波长,从而导致180度的相位偏移。

菲涅耳区的概念由奥古斯丁·让·菲涅耳提出,为理解和分析波的传播,特别是衍射,提供了一种强有力的方法。它将波源和观测者之间的空间划分为一系列同心椭球区。第一个(n=1)菲涅耳区的边界由空间中所有点定义,这些点从波源到该点再到观测者的总路径长度恰好比直线路径长半个波长(λ/2)。类似地,第n个菲涅耳区由一个椭球面定义,该椭球面满足路径长度比直线路径长多半个波长(n·λ/2)。

这种结构意义重大,因为来自相邻区域的波到达观测者时相位相差约180度。根据惠更斯-菲涅耳原理,观测者处的总场是所有这些区域贡献的叠加。相邻区域的贡献会相互抵消。在畅通无阻的路径中,大部分信号能量来自第一个菲涅耳区域。如果该区域部分被遮挡,被障碍物衍射的波会与直达信号发生相消干涉,导致显著衰减。

UNESCO Nomenclature: 2205
- 电磁学

类型

抽象系统

中断

次金融

用法

广泛使用

前体

  • 惠更斯次级小波原理
  • 托马斯·杨的双缝干涉实验证明了干涉现象
  • 光的波动理论
  • 克里斯蒂安·惠更斯波传播工作

应用程序

  • 无线链路设计与分析
  • 微波通信系统
  • 天线位置优化
  • 声学和声呐设计
  • 光学中的衍射分析
  • 全息摄影

专利:

NA

潜在创新理念

  • 用于安全通信的动态菲涅尔区整形
  • 利用无人机或气球的自适应菲涅尔区清障系统
  • 基于菲涅尔区的医学成像技术用于非侵入性诊断
  • underwater 声学 communication networks optimized via fresnel zone analysis
  • 利用菲涅尔区控制声音传播的建筑声学设计
  • 利用菲涅耳区操控增强无线电力传输
  • 能够主动改变菲涅尔区以控制无线电波束的智能表面
  • 利用菲涅尔区分析的农业传感器监测作物密度
  • 利用雷达和菲涅尔区障碍物检测的交通流量管理系统
  • 增强现实 overlays visualizing fresnel zones for technicians installing antennas
相关概念:菲涅耳区、波传播、衍射、相移、惠更斯-菲涅耳原理、椭球体、相长干涉、相消干涉、光学、无线电波。

历史背景

菲涅耳区

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1808
1811

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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