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Bernhard Englhart
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Mobilfunk - Einheiten - Größen - Begriffe Mobilfunkeinheiten

Einheiten und Größen im Mobilfunkbereich
Strahlung
Mobilfunkantennen senden elektromagnetische Wellen oder Strahlung von hoher Frequenz aus – diese wird auch als hochfrequente nichtionisierende Strahlung bezeichnet.

Wellenlänge
gibt an, nach welcher Strecke sich das „Wellenmuster“ wiederholt.

Wellenstärke (Amplitude)
bezeichnet die Höhe der Welle vom Minimum zum Maximum.

Frequenz:
Sie bezeichnet die Anzahl Schwingungen einer elektromagnetischen Welle pro Sekunde und wird in Hertz (Hz), Megahertz (MHz) oder Gigahertz (GHz) angegeben.
1 Hz = 1 Schwingung pro Sekunde
1 kHz = 1000 Hz
1 MHz = 1 000 000 Hz
1 GHz = 1 000 000 000 Hz
Die Mobilfunknetze operieren bei 900 MHz (GSM900), 1800 MHz (GSM1800) sowie zwischen 1900 und 2200 MHz (UMTS).

Sendeleistung in Watt (W):
Diese Größe gibt an, wie viel Energie einer Antenne pro Zeiteinheit zugeführt wird. Typische Werte pro Senderichtung liegen zwischen wenigen Tausendstel Watt und rund 40 bis 50 W. Bedingt durch die variable Auslastung der Mobilfunkanlagen treten im Laufe eines Tages gewisse Schwankungen auf.
 
Äquivalente Sendeleistung ERP in W:
ERP steht für «equivalent radiated power » oder äquivalente Strahlungsleistung und ist eine weitere Grösse zur Angabe der Sendeleistung, die ebenfalls in Watt angegeben wird. Sie dient zur Berechnung der Immissionen und ist in der Schweiz für die Bewilligung von Mobilfunkanlagen maßgebend. Die ERP-Werte liegen wesentlich höher als jene der zugeführten Sendeleistung. Bei einer typischen Mobilfunkantenne machen sie etwa das 30fache aus. Sie tragen der Tatsache Rechnung, dass eine Antenne ihre Strahlung nicht rundum gleichmäßig, sondern gebündelt in einen Sektor abgibt. Im Gegensatz zur zugeführten Sendeleistung beschreibt der ERP-Wert die Verhältnisse im gebündelten Abstrahlungskegel. Die Situation ist vergleichbar mit einem Scheinwerfer. Wegen der Bündelung ist sein Licht wesentlich heller als jenes einer normalen Glühbirne mit gleicher Leistung. In diesem Beispiel würde die ERP der erforderlichen Leistung einer herkömmlichen Glühlampe entsprechen, welche die gleiche Helligkeit erzeugt wie der Scheinwerfer in seinem Strahlungskegel.

Elektrische Feldstärke:
Sie ist ein Maß für die Intensität der Strahlung und wird in Volt pro Meter (V/m) gemessen.

Leistungsflussdichte:
MobilfunkeinheitenAuch diese Größe gibt die Intensität der Strahlung an. Sie misst die pro Zeiteinheit durch eine senkrechte Bezugsfläche durchtretende Energie und wird in der Einheit Watt pro Quadratmeter (W/m2) oder Mikrowatt pro Quadratzentimeter (μW/cm2) angegeben. Aus der elektrischen Feldstärke lässt sich die Leistungsflussdichte berechnen und umgekehrt. Die Leistungsflussdichte ist proportional zum Quadrat der elektrischen Feldstärke. Beide Feldgrößen stehen in einem direkten Zusammenhang zur Sendeleistung einer Antenne:

Die Leistungsflussdichte ist direkt proportional zur Sendeleistung. Eine Verdoppelung der Sendeleistung führt also zu einer Verdoppelung der Leistungsflussdichte.

Die Feldstärke wächst demgegenüber nur mit der Wurzel der Sendeleistung an. Eine Verdoppelung der Sendeleistung erhöht die elektrische Feldstärke folglich nur um den Faktor 2, was einer Zunahme um 41 Prozent entspricht. Diese physikalische Tatsache ist auch von Bedeutung, wenn zwei Antennen von verschiedenen Standorten aus mit gleicher Sendeleistung denselben Ort bestrahlen. Die kumulierte Feldstärke verdoppelt sich auch in diesem Fall nicht, sondern steigt lediglich um 41 Prozent an. Für eine Verdoppelung der Feldstärke müssten vier Antennen mit gleicher Stärke einen bestimmten Ort bestrahlen, und für eine Verzehnfachung wären 100 Antennen erforderlich.

Gleich- und Wechselfelder
Im Zusammenhang mit der Frequenz sprechen wir auch von Gleich- und Wechselfeldern. So entspricht das uns umgebende natürliche Feld der Erde einem Gleichfeld, das einerseits durch die Erdrotation aufrecht erhalten wird und sich auf der anderen Seite durch die Spannung zwischen den Polen der Erde bildet. Grundsätzlich kann man sagen, dass Gleichfelder eine zeitliche konstante Kraft ausstrahlen, die seit Jahrmillionen relativ gleich geblieben ist, so dass der Mensch im Laufe seiner Evolution sich in dieses Kraftfeld hinein entwickeln konnte. Ganz anders ist das bei Wechselfeldern. Alle technisch erzeugten Felder sind Wechselfelder. Unser häusliches Stromversorgungsnetz zum Beispiel ändert mit einer Frequenz von 50 Hz fünfzig Mal in der Sekunde die Richtung. Elektrische Felder

Elektrische Felder
entstehen immer, wenn ein Gerät unter Spannung steht. Das ist schon der Fall, wenn der Stecker in der Dose steckt – auch wenn kein Strom fließt. Die elektrische Feldstärke wird in Volt pro Meter (Kürzel V/m) gemessen. Sie ist abhängig von der Höhe der Spannung, der Leitfähigkeit von Materialien und der Erdung. Unser Körper nimmt diese elektrischen Felder aus der Umgebung auf, er steht also „unter Strom“ – besonders dann, wenn er nicht geerdet ist, also zum Beispiel im Liegen. Die so genannte Körperspannung kann mit einem speziellen Gerät, dem Voltmeter, gemessen werden. Gegen elektrische Felder kann man sich abschirmen.

Magnetische Felder
Schalten wir aber ein Gerät ein, so fließt der Strom, und es entsteht zusätzlich ein magnetisches Feld. Bei unserer alltäglichen Stromversorgung können wir diese beiden Größen voneinander unterscheiden, denn wir sind ja im niederfrequenten Bereich. Die magnetische Feldstärke wird in Ampère pro Meter (Kürzel A/m) gemessen. Die magnetische Flussdichte in Tesla (T).

Magnetfelder gehen durch sämtliche Materialien: Häuser, Bäume – und natürlich auch durch den Menschen. Darum sollten wir also darauf achten, dass wir uns ihnen möglichst wenig aussetzen und  natürlich Abstand halten. Denn mit zunehmender Entfernung nehmen auch sie drastisch ab. 

Elektromagnetische Felder
Ab 400 kHz,  im Hochfrequenzbereich (HF) lassen sich die Eigenschaften von elektrischen und magnetischen Feldern nicht mehr klar trennen, weshalb man nun von elektromagnetischen Feldern spricht. Der Grund: Die hohe Frequenz  von 400 kHz und mehr bringt es mit sich, dass die Spannungsverteilung und damit die Richtung und Stärke des Stroms mindestens 400 000 Mal pro Sekunde hin und her schwingt. Hochfrequenz geht bis in den Gigahertzbereich (GHz) mit Milliarden Schwingungen pro Sekunde. 

Einheiten und Größen

Größe Einheit  Abkürzung
Frequenz Hertz Hz
Spannung Volt V
Stromstärke Ampère A
Elektrische Feldstärke  Volt pro Meter  V/m
Magnetische Feldstärke  Ampere pro Meter  A/m
Magnetische Induktion  Tesla T

 

Einheiten - Umrechnung
Piko p  1/1.000.000.000.000  10-12  1 Billionstel
Nano  n 1/1.000.000.000  10-9 1 Milliardstel
Mikro  µ 1/1.000.000  10-6 1 Millionstel
Milli   m 1/1.000  10-3 1 Tausendstel
Kilo  k 1.000  103 1 Tausend
Mega  M 1.000.000  106 1 Million
Giga  G 1.000.000.000  109 1 Milliarde
Terra  T 1.000.000.000.000  1012 1 Billion

 

Verstrahlte Schüler:
Schulprojekt in Hamburg gestoppt

 Verstrahlte Schüler

Artikel vom 1.12.2014 vom Kopp-Verlag:

Bereits nach einem halben Jahr hat die Hamburger Schulbehörde ein Projekt zur Einführung von Laptops und Tablets wegen gesundheitlicher Bedenken abgebrochen. Mit dem auf zwei Jahre angelegten Programm an sechs Hamburger Schulen sollten Kreidetafeln, Stifte und Schulhefte abgeschafft werden.
Die hierfür benötigte WLAN-Verbindung könne allerdings durch die gebündelte und körpernahe Nutzung bei den Schülern Schädigungen durch Strahlung hervorrufen, befürchten nun Fachleute
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