Spektrumanalyse Hochfrequenz


Spektrumanalyse der Hochfrequenz


Frequenzselektive Messung von hochfrequenten (HF-) Immissionen

Bei der allgemein häufiger verwendeten Methode der HF-Darstellung, der sog. Breitbandmessung kann die Summe aller zum Zeitpunkt der Messung vorhandenen HF-Immissionen erfasst werden sowie ein für den jeweiligen Mobilfunkdienst charakteristisches akustisches Signal.

Je nach Aufgabenstellung zur Untersuchung eines Wohn- oder Schlafplatzes kann es erforderlich sein, detaillierte Informationen der hochfrequenten Immissionen zu erfassen z.B., um welchen Funkdienst es sich handelt, welche Signalstärke vorliegt und welche dauerhafte minimale sowie maximale HF-Immission am Messpunkt zu erwarten ist. Diese Informationen können durch die sogenannte frequenzselektive Spektrumanalyse erfasst werden, bei der alle zum Zeitpunkt der Messung vorhandenen Mobilfunkdienste getrennt voneinander ermittelt werden.

In einer ersten Übersichtsmessung der Spektrumanalyse wird dargestellt, in welchen Frequenzbereichen eine HF-Immission vorliegt. Anschließend wird der jeweilige Funkdienst messtechnisch in Frequenz und Signalstärke erfasst (Detailspektrum), aus der die dauerhaft bestehende Grundlast (Minimallast) sowie die maximale Volllast (MaxPeak bzw. Worst Case) der Sendeanlage ermittelt werden kann. Mithilfe vorgegebener Korrekturfaktoren werden die unterschiedlichen Bandbreiten der jeweiligen Mobilfunkdienste berücksichtigt und auf die Maximalleistung hochgerechnet. Von der maximalen Sendeleistung (MaxPeak) kann nun die Minimallast errechnet werden (Grundlast).

Die Gesamtimmission aller am Messpunkt ermittelten Mobilfunkdienste wird aus der Summe der Detailspektren gebildet und in der Strahlungsdichte (Leistungsflussdichte) in Mikrowatt pro Quadratmeter (μW/m2) angegeben. Für die Planung einer Sanierungsmaßnahme zur Abschirmung (Dämpfung) von hochfrequenten Immissionen ist grundsätzlich eine frequenzselektive Spektrumanalyse zu empfehlen.

Die Breitbandmesstechnik

Summenmessung von hochfrequenten Immissionen

Die Breitbandmessung arbeitet anders als die Spektrumanalyse nur summenbasiert, d.h. nur die vom Gerät erfasste Gesamtsumme der hochfrequenten Immissionen wird angegeben. Das Problem dabei ist jedoch, dass ein Breitbandgerät nicht zwischen den jeweiligen Funkdiensten unterscheiden kann, diese können jedoch mit sehr unterschiedlichen Bandbreiten im gleichen Frequenzbereich vorhanden sein (GSM/LTE).

Die Bandbreiten des jeweiligen Mobilfunkdienstes müssen jedoch zur Ermittlung der hochfrequenten Immission berücksichtigt werden. Somit kann es bei der Messung einer HF-Immission mittels Breitbandmessgerät zu einer Unterbewertung kommen, die den Faktor 100 betragen kann. Zur Bestimmung einer HF-Immission durch unterschiedliche Mobilfunkdienste oder der Planung einer Sanierungsmaßnahme zur Abschirmung von Hochfrequenz ist die Breitbandmessung daher nicht geeignet.

Die Breitbandmesstechnik eignet sich gut für die „InHouse“-Quellensuche, kann aber auch zur Langzeitaufzeichnung von HF-Immissionen eingesetzt werden. Breitband-Langzeitmessungen können auch dann sinnvoll sein, wenn zum Zeitpunkt einer Spektrumanalyse nicht die erwarteten HF-Immissionen festgestellt werden können, da die Quelle außerhalb des eigenen Schlaf-/ Wohnbereiches liegt und ggf. nicht dauerhaft sendet.

Für ein Konzept zur Abschirmung von HF-Immissionen ist eine HF-Langzeitmessung i.d.R. nicht erforderlich, da die ermittelte Minimal- sowie Maximalbelastung durch die Spektrumanalyse den Rahmen die zur Einhaltung internationaler Empfehlungen erforderlichen Schirmdämpfungs- leistungen eines Abschirmmaterials vorgeben.

 

Abschirmung von hochfrequenten Immissionen (HF-Immission)

Der Begriff „Abschirmung“ vermittelt den Eindruck, dass nach Anbringen eines Abschirmmaterials nichts mehr hindurchkommt, sprich die HF-Immission vollständig abgehalten wird.

Dies ist für die Abschirmung von HF-Immissionen jedoch nicht der Fall. Korrekt bezeichnet wird von einer Hochfrequenzdämpfung bzw. Schirmdämpfung gesprochen. Diese gibt an, wie effektiv eine Abschirmung die HF-Immissionen verringert bzw. dämpften kann. Die Effizienz einer Schirmdämpfungsleistung ist zudem frequenzabhängig, es existiert somit nicht die „eine“ Schirmdämpfungs- leistung für Hochfrequente Immissionen. Je nach Frequenz eines Mobilfunkdienstes und Größe der HF-Immission sind unterschiedliche Maßnahmen erforderlich.

Je größer die Schirmdämpfungsleistung eines Abschirmmaterials ist, umso weniger HF-Immissionen können die Abschirmung durchdringen. Auf dem Markt werden unterschiedliche Abschirmmaterialien angeboten, die große Unterschiede in der Schirmdämpfungs- leistung aufweisen können. Hierbei wird zunächst unterschieden, ob eine Abschirmung von außen (Gebäudehülle) oder in Innenräumen erfolgen soll. Für Innenräume kann entschieden werden, ob die Abschirmung fest eingebaut (Gewebe/Abschirmfarbe usw.) oder mobil (Abschirmstoffe als Gardine oder Baldachin) erfolgen soll.

Für die erfolgreiche Abschirmung einer hochfrequenten Immission ist es daher wichtig zu wissen, um welchen Funkdienst es sich handelt, der in seiner HF-Immission reduziert bzw. gedämpft werden soll. Durch eine frequenzselektive Spektrumanalyse können diese für eine Abschirmung wichtigen Informationen im Detail ermittelt werden.

Mobilfunk-Sendemast

Gesundheitsrisiko durch Mobilfunk & WLAN in Wohn- und Schlafräumen

Als Hochfrequenz werden elektromagnetische Felder (EMF-HF) mit Frequenzen über 300 kHz bezeichnet. Im Mobilfunk werden eine ganze Reihe von Frequenzen für die Übertragung von Kommunikation und Daten verwendet, diese reichen von 700 MHz bis 2.600 MHz (2,6 GHz). Für die Nutzung von der 5. Mobilfunkgeneration (5G) kommen die Frequenzen von 3,4 bis 3,7 GHz hinzu.

DECT-Telefone arbeiten z.B. mit einer Frequenz von 1,88 GHz-1,9 GHz, WLAN arbeitet mit Frequenzen von 2,4 GHz und 5 GHz. Das neue 6-GHz-WLAN „Wi-Fi 6E“ arbeitet zwischen den Frequenzen von 5,9 GHz bis 7,1 GHz, die ab Mitte 2021 zur Verfügung stehen sollen.

Die Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC), stuft EMF-HF Felder, die z.B. bei der Nutzung von Mobilfunk entstehen, als „möglicherweise krebserregend“ ein. Mobilfunkstrahlung wurde damit in die Klasse 2B der Karzinogene eingestuft. In dieser Gruppe finden sich u.a. Dieselkraftstoff, Autoabgase von Benzinmotoren, Biozid Lindan oder Pentachlorphenol PCP.

Gesundheitliche Auswirkungen von Hochfrequenter Strahlung wie z.B. Mobilfunk oder WLAN können sich durch Symptome wie z.B. chronische Erschöpfungszustände, Schlaflosigkeit, Unruhe, Nervosität oder Leistungsverlust zeigen. Schätzungen zur Folge sind bereits ca. fünf bis neun Prozent der Bevölkerung elektrosensibel.

Die Dauerbelastung der menschlichen Zellen unter EMF-HF-Einfluss wird auch Elektrostress genannt. Der Begriff Elektrostress beschreibt die negativen biologischen oder gesundheitlichen Auswirkungen bzw. Folgen, die durch die Exposition des Menschen gegenüber EMF-NF Feldern sowie EMF-HF Felder entstehen können. Gerade Kinder sollten vor einer zu hohen sowie lang anhaltenden Strahlenbelastung geschützt werden.

Ein Gesundheistrisiko durch die Nutzung von Mobilfunk, WLAN oder Bluetooth kann nicht ausgeschlossen werden. Die Empfehlung der Baubiologie ist hierbei klar, weniger ist mehr. Die Nutzung von Mobilfunk, WLAN und Bluetooth bzw. gepulste Hochfrequenz im Allgemeinen sollte in Wohn- und Schlafräumen möglichst vermieden werden.

Viele Geräte lassen sich problemlos mit einem Ethernet Adapter (LAN Anschluss) verbinden, sodass die Nutzung der smarten Geräte auch „offline“ weiterhin möglich ist.