Freihaltung der Fresnelzone berechnen

Legen Sie ein Hindernis auf der Funkstrecke fest und geben Sie an, wie weit dessen Oberkante unter der direkten Verbindungslinie zwischen den Antennen liegt. Die schattierte Zone zeigt, warum freie Sicht allein für eine Funkmessung nicht genügt.

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Streckenlänge1.000Frequenz868
AB

Erste Fresnelzone und Ihr Ziel von 60 % Freihaltung. Die vertikale Skala ist überhöht; die Hindernisposition wird zur direkten Sichtlinie angegeben.

Freiraum unterhalb der direkten Sichtlinie6Erforderlicher Freiraum3,345

Der Freiraum am Hindernis liegt 2,655 m über dem Freihalteziel. Ein negativer eingegebener Freiraum bedeutet, dass das Hindernis die direkte Sichtlinie schneidet.

Diese Entfernung und Frequenz im Linkbudget verwenden

Funkstrecke
MHz
m
Hindernis
%

Ein negativer Wert bedeutet, dass das Hindernis die direkte Verbindungslinie schneidet.

m
%

Radius der ersten Fresnelzone am Hindernis

5,575m

Das Hindernis liegt 100 m von der ersten Antenne entfernt auf einer Strecke von 1.000 m.

Erforderlicher Freiraum für Ihr Ziel
3,345 m
Über dem Freihalteziel
2,655 m

Nur geometrische Berechnung. Geben Sie den Freiraum gegenüber der direkten Sichtlinie ein und berücksichtigen Sie zuvor Gelände und Erdkrümmung. Das Ergebnis ist keine Empfangsprognose.

So wird es berechnet
  1. Wellenlänge = Lichtgeschwindigkeit ÷ Frequenz=299792458 ÷ (868 × 1000000)=0,3454 m
  2. Radius der ersten Fresnelzone = √(Wellenlänge × d₁ × d₂ ÷ Streckenlänge)=√(0,3454 × 100 × 900 ÷ 1.000)=5,575 m

Die erste Fresnelzone hat hier einen Radius von 5,575 m. Für 60 % Freihaltung sind 3,345 m Freiraum unterhalb der direkten Sichtlinie nötig.

Tipp: Messen Sie den Freiraum von der direkten Verbindungslinie aus, nicht vom Boden. Prüfen Sie Gelände und Erdkrümmung bei langen Strecken gesondert.

Ein Hindernis auf der Funkstrecke prüfen

Eine Funkstrecke braucht Freiraum um die direkte Verbindungslinie zwischen den Antennen. Ein Hindernis kann unter der freien Sichtlinie liegen und dennoch in die erste Fresnelzone hineinragen. Die Zone ist etwa in der Streckenmitte am breitesten und verengt sich zu beiden Antennen hin.

Dieser Rechner bestimmt die Geometrie an einem Hindernis. Er ruft keine Geländedaten ab und prognostiziert keinen Beugungsverlust. Ermitteln Sie den Freiraum relativ zur direkten Verbindungslinie aus einer Funkmessung, gegebenenfalls einschließlich Korrekturen für die Erdkrümmung.

Hindernis lokalisieren

d₁ + d₂ = gesamte Streckenlänge

Der Positionsregler misst den Abstand ab Antenne A. Die beiden Abstände lokalisieren das Hindernis auf der Strecke; sie sind keine Antennenhöhen.

Erste Zone berechnen

r₁ = √(λ × d₁ × d₂ / (d₁ + d₂))

Verwenden Sie Meter für Abstände und Wellenlänge. Dies ist die übliche Näherung für die Funkstreckenplanung. In der Streckenmitte vereinfacht sich der Radius zu √(λ × Streckenlänge / 4). Bei gleicher Strecke ist der Radius der ersten Zone bei höherer Frequenz kleiner.

Mit einem Freihalteziel vergleichen

Erforderlicher Freiraum = Zielanteil × Radius

Der anfängliche Wert von 60 % ist ein anpassbares Planungsziel und garantiert nicht in jeder Umgebung vernachlässigbare Verluste. Eine positive Marge bedeutet, dass das eingegebene Hindernis unter der Zielgrenze liegt. Negativer Freiraum bedeutet, dass es die direkte Verbindungslinie selbst schneidet.

Anschließend das Linkbudget prüfen

Geometrie und Leistungsreserve sind getrennte Prüfungen

Übernehmen Sie Streckenlänge und Frequenz in den Linkbudget-Rechner. Gelände, Reflexionen, Bewuchs und Störungen bleiben gesonderte Faktoren. Eine freie Fresnelzone kann zu geringe Empfangsleistung nicht ausgleichen.

Beispiele: Freihaltung der Fresnelzone

Eine 1-km-Strecke bei 868 MHz

Die Wellenlänge beträgt etwa 0,3454 m. In der Streckenmitte ist der Radius der ersten Zone ungefähr 9,292 m. Ein 60-%-Ziel erfordert etwa 5,575 m Freiraum. Gemessene 6 m liegen um etwa 0,425 m über diesem geometrischen Ziel.

Radius der ersten Fresnelzone am Hindernis 9,292 m Im Rechner öffnen

Hindernis zu einem Streckenende verschieben

100 m von Antenne A entfernt beträgt der Radius 60 % des Werts in der Streckenmitte, etwa 5,575 m. Das gewählte Freihalteziel von 60 % beträgt dort ungefähr 3,345 m. Die Lage des Hindernisses ändert die Geometrie, obwohl Frequenz und gesamte Streckenlänge gleich bleiben.

Radius der ersten Fresnelzone am Hindernis 5,575 m Im Rechner öffnen

Fragen zu Freihaltung der Fresnelzone

Ist der Radius die erforderliche Antennenhöhe?

Nein. Er ist ein Abstand senkrecht zur direkten Verbindungslinie an einem bestimmten Punkt. Bei Antennenhöhen sind außerdem Gelände, Hindernishöhe, Erdkrümmung und die gewählte Streckengeometrie zu berücksichtigen.

Ist die Erdkrümmung berücksichtigt?

Nein. Der Freiraum muss bereits relativ zur direkten Verbindungslinie unter Berücksichtigung erforderlicher Gelände- und effektiver Erdradius-Korrekturen gemessen sein. Die Refraktion auf langen Strecken variiert und erfordert eine Ausbreitungsstudie.

Warum ist der Radius am Endpunkt null?

Die Formel für die Funkstreckenplanung verengt sich an beiden Antennen auf null. Dieser mathematische Endpunkt sagt nichts über das Nahfeld der Antenne oder den Abstand zu nahegelegenen Montagestrukturen aus.

Garantieren 60 % Freihaltung den Empfang?

Nein. Damit wird ein eingegebenes geometrisches Ziel geprüft. Leistungsreserve, Störungen, wechselnder Bewuchs und Mehrwegeausbreitung beeinflussen die Kommunikation weiterhin.

Grenzen dieses Ergebnisses

  • Das anfängliche Ziel von 60 % ist anpassbar. Es belegt weder eine zuverlässige Verbindung noch eine allgemeingültige Abnahmeregel für jeden Standort.
  • Es sind keine Geländedatenbank und kein Modell für Erdkrümmung, atmosphärische Refraktion, Beugungsverlust, Bewuchs oder Störungen enthalten. Geben Sie den Freiraum nach diesen geometrischen Korrekturen ein.
  • Am Antennen-Endpunkt ist der mathematische Radius null. Daraus folgt keine Eignung im Nahfeld der Antenne.

Verwandte Leitfäden

Quellen

  1. Propagation by diffraction (öffnet in einem neuen Tab) (PDF) ITU-R, P.526-16, 2025, Fresnel zones