Berechnungen bei Mobilfunk-Basisstationen

 
Die von Sendeantennen erzeugten hochfrequenten elektromagnetischen Felder schwächen sich mit zunehmender Entfernung von diesen und beim Durchgang durch Gebäude usw. ab. Bei Kenntnis der Eigenschaften der Sendeantenne und der Sendeleistung, der Entfernung und der Umgebung kann man die von ihnen herrührenden Immissionen (= "Einstrahlung") an einem bestimmten Ort zumindest näherungsweise berechnen, wobei die erreichbare Genauigkeit von dem dafür investierten Aufwand abhängt.

Auf dieser und den Folgeseiten wird eine Einführung in derartige Berechnungen gegeben.


Grundlagen

Eine Mobilfunkanlage besteht stets aus einer sogenannten Basisstation, welche die für den Betrieb notwendige Elektronik enthält sowie den dazugehörigen Sendeantennen. Dabei kann eine Basisstation eine kreisförmig aussendende Antenne speisen, oder auch mehrere (meist drei) sogenannte Sektorantennen, welche jeweils nur eine bestimmte Richtung versorgen.

Eine solche Basistation besteht oft nicht nur aus einem einzelnen Sender je Senderichtung, sondern je nach gewünschter Kapazität aus bis zu acht Sendern verschiedener Frequenz (je Senderichtung), die ihr Ausgangssignal auf eine gemeinsame Sendeantenne geben.
Dabei muss beim GSM-System aus technischen Gründen immer ein Sender permanent mit seiner vorgegebenen Maximalleistung senden. Die Ausgangsleistung der weiteren Sender (falls vorhanden) ist je nach Anzahl und Entfernung der Teilnehmer unterschiedlich stark gepulst, die jeweiligen Maximalwerte sind die des permanent sendenden Senders.
Zur Berechnung der gesamten, maximalen Sendeleistung einer Anlage je Senderichtung ist es also sinnvoll, die Sendeleistung des permanent sendenden Senders mit der Anzahl der Sender zu multiplizieren. Dann liegen die realen Sendeleistungen mit Sicherheit darunter.

Ausserdem können an einem Standort auch mehrere Mobilfunkanlagen verschiedener Netzbetreiber vorhanden sein. Dieser Umstand muss bei der Berechnung entsprechend berücksichtigt werden, indem nach der Berechnung der einzelnen Immissionen diese wie bei einer frequenzselektiven Messung korrekt zusammengezählt werden (mehr dazu).

 

Berechnungen

Überschlagsmässige Berechnungen mit der Fernfeldformel
Hier nimmt man an, sich im freien Raum in der Hauptsenderichtung der Sendeantenne zu befinden. Solche Berechnungen sind vergleichsweise unkompliziert und dienen für die Bestimmung des Sicherheitsabstandes zu einer Anlage oder für einfache Abschätzungen.
Genauere Berücksichtigung von Antennencharakteristiken und Gebäudedämpfungen
Hier bezieht man noch mehr immissionsbestimmende Faktoren mit ein, wie etwa die genauen Eigenschaften einer Sendeantenne oder den Höhenunterschied zu dieser. Ausserdem können Dämpfungen durch Mauerwerk etc. mit berücksichtigt werden.
Nahfeld-Berechnungen
Im Nahfeld von Sendeantennen im Abstand bis wenige Meter herrschen ganz besondere physikalische Bedingungen, welche eine exakte Berechnung sehr erschweren. Solche Berechnungen sind im wesentlichen für die Abschätzung der Belastung von Servicepersonal wichtig, welches bei Montagearbeiten direkt neben einer in Betrieb befindlichen Sendeantenne tätig ist.

 


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Zuletzt geändert: 04.01.03