Vergiss’ g’rad den Mobilfunkmast, wenn Du selbst ein Smartphone hast! – Teil 2

Hinsichtlich der Sendeintensität unterscheiden sich die modernen Smartphones jedoch kaum von ihren „Eltern“, den Handys der 90er Jahre, mit denen man nur telefonieren und SMS versenden konnte.

Sendeintensität von Smartphones – Einflussfaktoren

Die Sendeleistung von Mobilteilen (z. B. Smartphones, Tablets oder einfache „Handys“) wird von der Basisstation (typische Antennen auf den Dach- und Maststandorten) geregelt, bei der das Mobilteil angemeldet ist. Weil jedes Mobilteil für alle anderen ein möglicher Störer ist, wird die Sendeleistung auf dasjenige Maß beschränkt, das erforderlich ist, um eine stabile Verbindung zur Basisstation sicherzustellen. Außerdem hält die Akkuladung länger, wenn mit möglichst niedriger Leistung gesendet wird.

Ein Steuer- oder Pilotkanal der Basisstation teilt dem Mobilteil also ständig mit, ob und wie es ggf. seine Sendeleistung anpassen soll. Wird die Qualität der Funkverbindung zwischen Mobilteil und Basisstation beispielsweise schlechter, weil der Benutzer gerade vom Freien in ein Gebäude eingetreten ist, so wird das Mobilteil angewiesen, die Sendeleistung zu erhöhen, bis die zusätzliche Gebäudedämpfung wieder ausgeglichen ist.

Das Gleiche geschieht, wenn der Benutzer sich mit seinem Mobilteil weiter von der Basisstation entfernt. Somit gibt es nicht „die“ Sendeleistung eines Mobilteils, sondern die Leistung schwankt – je nach Empfangsverhältnissen – zwischen einem Minimum und einem Maximum.

Zeigt ein Mobilteil alle Balken für die Empfangsfeldstärke, so sind die Immissionen seitens der Basisstation relativ hoch, das Mobilteil braucht aber nur mit geringer Leistung zu senden. Werden umgekehrt nur wenige Balken angezeigt, so sind die Immissionen der Basisstation niedrig, aber das Mobilteil muss mit hoher Leistung senden, um die Basisstation zu erreichen.

Bei Mobilteilen für das GSM-DNetz (GSM 900) kann z. B. die aktuelle Leistung zwischen 2.000 mW [Milliwatt] und 20 mW betragen (Variation um den Faktor 100 bzw. 20 dB [Dezibel]), für das GSM-E-Netz (GSM 1800) zwischen 1.000 mW und 2,5 mW (Variation um den Faktor 400 bzw. 26 dB). Im entsprechenden Rahmen schwankt natürlich auch die Befeldung des Mobilteil-Benutzers und seiner Umgebung.

Sendeintensität von Smartphones – Messwerte

Die folgenden exemplarischen Messungen wurden mittels Hochfrequenz-Spektrumanalysator im Dachgeschoss einer viergeschossigen Großstadtwohnung bei maximaler Sendeleistung des Mobilteils durchgeführt.

In der mit einem Spektrumanalysator aufgenommenen Grafik sind rechts vom vertikalen Strich die Immissionen der GSM-Basisstationen im D-Netz zu sehen, links davon die Immissionen von Mobilteilen. Den höchsten Ausschlag verursacht das beim Test verwendete Smartphone, das unmittelbar vor die Messantenne gehalten wurde.

Diese Position ist repräsentativ für die Belastung des Benutzers, der sein Mobilteil direkt am Körper trägt (z. B. am Kopf).

Die Intensität des Mobilteils ist in der Grafik um ca. 6 Teilstriche höher als die der einzelnen Basisstationen, also um 60 dB höher. Bezogen auf die hier gemessene elektrische Feldstärke entspricht dies dem Faktor 1.000; bezogen auf die äquivalente Strahlungsdichte unter Fernfeldbedingungen [1] entspräche dies dem Faktor 1.000.000 (in Worten: eine Million)!

In der Grafik beträgt die Summenimmission der Feldstärken aller Basisstationen im D-Netz als Grundlast 75 mV/m [Millivolt pro Meter], entsprechend einer Strahlungsdichte von 15 μW/m² [Mikrowatt pro Quadratmeter], bei Volllast 150 mV/m, entsprechend 60 μW/m². Hinzu kommen an diesem Messpunkt noch kräftige – in der Grafik nicht sichtbare – Immissionen von mehreren LTE-Basisstationen, so dass sich eine Gesamtbelastung durch Mobilfunk-Basisstationen von 350 mV/m (entsprechend 330 μW/m²) als Grundlast und 700 mV/m (entsprechend 1.330 μW/m²) bei Volllast ergibt (alle Werte sind Peak-Werte, also Spitzenwerte).

Das Smartphone bringt es unmittelbar vor der Messantenne auf eine Feldstärke von 75.000 mV/m, was theoretisch unter Fernfeldbedingungen einer äquivalenten Strahlungsdichte von 15.000.000 μW/m² entspräche.

Die übrigen Spitzen links vom Trennstrich in der Grafik stammen von anderen Mobilteilen in der Nachbarschaft. Ihre Immissionen sind in etwa gleich stark wie die der weiter entfernten Basisstationen!

Betrachten wir nun ein zweites Szenario: Häufig liegt das Smartphone über Nacht neben dem schlafenden Besitzer auf dem Nachttisch; der Abstand zwischen Kopf und Smartphone beträgt dann typischerweise ca. 75 cm oder auch weniger. Nimmt man die Messung vergleichsweise in einem Abstand von 75 cm zum Mobilteil vor, so ist die Intensität des Smartphones noch um ca. 35 dB höher als die der einzelnen D-Netz-Basisstationen. Bezogen auf die hier gemessene elektrische Feldstärke entspricht dies dem Faktor 55; bezogen auf die äquivalente Strahlungsdichte unter Fernfeldbedingungen entspräche dies dem Faktor 3.000.

Als absoluten Messwert verursacht das Mobilteil in 75 cm Abstand 3.400 mV/m, was unter Fernfeldbedingungen einer äquivalenten Strahlungsdichte von 30.000 μW/m² entspräche.

Abschließend sei angemerkt, dass die hier beschriebenen Messungen exemplarischen Charakter haben. Unter anderen Randbedingungen können die Ergebnisse aufgrund der Sendeleistungsvariation von Basisstationen und Mobilteilen unterschiedlich ausfallen. Das Anliegen dieses Beitrags ist es „lediglich“ anschaulich darzustellen, dass typischerweise die Strahlungsbelastung durch das eigene Smartphone um Größenordnungen höher ist als die Belastung durch Mobilfunk-Basisstationen.

[1] – Bei Freiraum-Wellenausbreitung unter Fernfeldbedingungen kann aus der gemessenen elektrischen Feldstärke die Strahlungsdichte über den Wellenwiderstand berechnet werden. Vom Fernfeld spricht man bei einem Abstand des Messpunktes von mehr als vier Wellenlängen von der Sendeantenne. Wird – wie hier – direkt am Mobilteil gemessen, so ist diese Umrechnung nicht korrekt und hat lediglich orientierenden Charakter, um die Größenordnungen zu veranschaulichen.