Hochfrequenz-Messungen?
Antwort
Mit der Spektrumanalyse lassen sich die Immissionsbeiträge der verschiedenen Funkdienste einzeln bestimmen. Breitbandmessgeräte ermitteln dagegen summarisch die Gesamt-Immission in einem größeren Frequenzbereich:
- entweder über den gesamten Bereich, der mit dem Messgerät möglich ist (z. B. 27 MHz bis 2,5 GHz)
- oder in einem auswählbaren Band (z. B. E-Netz).
Eine Problematik der Breitbandmesstechnik liegt nun darin, dass LTE überwiegend gemischt mit anderen Funkdiensten (z. B. GSM) in gemeinsam genutzten Bändern arbeitet. Breitbandmessgeräte können aber nicht zwischen LTE und GSM unterscheiden.
Bei GSM handelt es sich um ein schmalbandiges Signal mit nahezu identischem Spitzen- und Effektivwert. LTE jedoch – wie z. B. auch digitales Fernsehen und UMTS-Mobilfunk – verwendet breitbandige Signale mit einem großen Unterschied zwischen Spitzen- und Effektivwert (sog. Crestfaktor). Bei der Messung solcher Signale mit Breitbandmessgeräten kommt es i. d. R. zu einer deutlichen Unterbewertung des Spitzenwertes, deren Höhe vom Gerätehersteller und -typ, den Geräteeinstellungen und der verwendeten Antenne abhängig ist. Ein Hersteller gibt (leider ist es nur einer) Korrekturfaktoren an, die aber nicht für alle Antennen gelten. Außerdem wäre es für eine sinnvolle Anwendung der Korrekturfaktoren erforderlich, dass ein einziger Funkdienst – den man dann auch kennen muss – dominant ist.
Wenn ein reines LTE Signal vorliegt – was, wie oben erläutert, mit dem Breitbandmessgerät nicht unbedingt festzustellen ist – und das Messgerät z. B. einen Wert von 100 Mikrowatt pro Quadratmeter (μW/m²) anzeigt, dann muss dieser Wert bei den Messgeräten des erwähnten Herstellers mit dem Faktor 10 multipliziert werden; macht 1.000 μW/m². Zusätzlich muss der Wert mit dem Faktor 2 multipliziert werden, da bei LTE-Sendern – und nur bei LTE – eine eigene Antennentechnik eingesetzt wird. Nun hat man schon 2.000 μW/m².
Man weiß aber noch nicht, bei welcher Auslastung der Basisstation gemessen wurde. Diese kann um den Faktor 4–6 schwanken. Somit könnte die tatsächliche Immission zwischen 2.000 und 12.000 μW/m² liegen!
Sind nun Breitbandmessgeräte überhaupt noch sinnvoll? Jein … sie haben nach wie vor ihre Berechtigung beim Aufspüren „hauseigener“ Hochfrequenzquellen wie DECT, WLAN, Bluetooth… und können in der Messpraxis durch die akustische Signalwiedergabe hilfreich sein.
Wichtig ist, dass derjenige, der mit Breitbandmessgeräten arbeitet, über die Grenzen dieses Messverfahrens Bescheid weiß und entspr. aufklärt: Breitbandmessungen können – insbesondere bei Signalen mit hohem Crestfaktor – nur orientierend sein, und deshalb sind in vielen Fällen frequenzselektive Messungen mit Spektrumanalysatoren notwendig. Insbesondere dann, wenn es sich um Vergleichsmessungen – wie z. B. vor und nach Abschirmmaßnahmen – handelt oder korrekte, belastbare Messwerte mit Ausweisung von Grundlast und Volllast notwendig sind. Messtechniker, die nur mit Breitbandmessgeräten arbeiten, sollten deshalb mit Kollegen, die über Spektrumanalysatoren verfügen, kooperieren und sie bei Bedarf hinzuziehen.
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Heute kommen zunehmend auch auch Frequenzen um die 6 GHz hinzu, weil das neuere WiFi 6E genutzt wird. Wichtig dabei ist, dass die Feldstärke nicht zu hoch wird, da Autos wie auch andere Geräte und Fahrzeuge aufgrund der geringen Abschirmung ausfallen können.
Die Wellenausrichtung könnte bei Gebäudeaufteilungen bereits in der Planung berücksichtigt werden, wie auch vorbereitet werden, wenn in naher Zukunft die Frequenzen steigen. Ein Haus steht Jahrzehnte und die technische Entwicklung wird mit dem 6 GHz Band nicht still stehen. https://bit.ly/3eWJLke
Ein Spektrumanalyser variiert in der Preisgestaltung. Je mehr Messungen und je breiter das Frequenzband, umso teurer das Messgerät. Im Wi-Fi Bereich lohnt eine Anschaffung, während aktuell in höheren Frequenzbereichen über 7 GHz Messgeräte extrem teuer sind.