無線・通信
フレネルゾーン計算
無線通信の周波数と距離からフレネルゾーン半径を計算。アンテナ設置高の最低要件を算出。
次はこんな計算どうですか？
この計算と合わせて使われることが多いツールです
解説
フレネルゾーンとは、 無線通信で送受信アンテナ間の電波伝搬に寄与する楕円体状の空間です。 第1フレネルゾーンの60%以上を障害物から確保すれば、自由空間伝搬とほぼ同等の通信品質が得られるため、 アンテナ高の設計基準として広く使われます。 dBm↔W の変換にはdBm ⇔ W 換算をご活用ください。
計算式
中間地点での第nフレネルゾーン半径
Fn = √(n × λ × D / 4)
任意地点での第nフレネルゾーン半径
Fn = √(n × λ × d1 × d2 / D)
| 記号 | 意味 |
|---|---|
| Fn | 第nフレネルゾーン半径 (m) |
| λ | 波長 (m) |
| D | 送受信アンテナ間の距離 (m) |
| d1, d2 | 送信側/受信側からの距離 (m)、D = d1 + d2 |
必要アンテナ高の算出
平坦地では、60%クリアランスに加えて地球の曲率による隆起（バルジ）を考慮する必要があります。
必要アンテナ高 = 60%クリアランス + バルジ高
バルジ高 h = D² / (8 × K × Re)
K: 等価地球半径係数（標準大気 4/3）、Re: 地球の半径（6,371km）
各項目の解説
| 項目 | 説明 |
|---|---|
| 周波数 (MHz) | 使用する無線通信の周波数。高いほどフレネルゾーン半径は小さくなる。Wi-Fi 2.4GHz=2400MHz、5GHz=5000MHz |
| 距離 (m) | 送受信アンテナ間の直線距離。長いほどフレネルゾーン半径とバルジ高の両方が大きくなる |
| 60%クリアランス | 第1フレネルゾーン半径の60%。障害物からこの範囲を確保することが実務上の最低要件 |
| バルジ高 | 地球が球体であるため見通し線に対して地表面が盛り上がる高さ。数km以上で影響が大きくなる |
注意事項
- 簡易計算: 本ツールは平坦地・標準大気（K=4/3）を前提とした簡易計算です。
- K係数の変動: K係数は気象条件により変動します（異常伝搬時はK=2/3程度まで低下）。
- 地形断面図: 実際の設計ではパスプロファイルに基づく検討が必要です。
- 障害物: 建物・樹木等の障害物がある場合は、その高さを加算して検討してください。
