Personenschutzabstand
Die von Antennen abgegebenen Funkwellen gehören – wie wir gelernt haben – zu den elektromagnetischen Wellen. Jede elektromagnetische Welle besteht aus sogenannten elektrischen und magnetischen Feldern, die sich ausbreiten. Man spricht zusammenfassend von elektromagnetischen Feldern. Diese können auch eine Auswirkung auf Menschen haben, die sich darin aufhalten.
Insbesondere die bei höheren Sendeleistungen entstehenden Felder können den menschlichen Körper schädigen oder sich störend auf aktive Körperhilfen auswirken, beispielsweise auf Herzschrittmacher oder automatische Insulinpumpen. Damit es durch Amateurfunkanlagen zu keiner Gefährdung von Menschen kommen kann, muss sich jeder Funkamateur mit dem Personenschutz in elektromagnetischen Feldern auskennen.
Der Gesetzgeber hat festgelegt, dass für die sogenannte „elektromagnetische Verträglichkeit in der Umwelt“ (EMVU) bestimmte Grenzwerte für elektromagnetische Felder von ortsfesten Sendeanlagen einzuhalten sind. Diese Grenzwerte, die vor allem dem Schutz von Personen dienen sollen, finden sich in zwei Verordnungen, zum einen in der Anlage zur „26. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes“ (26. BImSchV) und zum anderen in der “Verordnung über das Nachweisverfahren zur Begrenzung elektromagnetischer Felder“ (BEMFV).
Für die Einhaltung ist der Betreiber einer Sendeanlage verantwortlich. Das gilt für Mobilfunknetz-Betreiber genauso wie für jeden Funkamateur, der eine ortsfeste Amateurfunkanlage betreibt.
Der Betreiber einer Sendeanlage ist aber nicht nur verpflichtet, diese Grenzwerte einzuhalten. Darüber hinaus muss vor der Inbetriebnahme einer Sendeanlage der Nachweis erbracht werden, dass die Grenzwerte zum Schutz von Personen auch tatsächlich eingehalten werden. Wie der Nachweis genau erbracht werden muss, ist in der „Verordnung über das Nachweisverfahren zur Begrenzung elektromagnetischer Felder“ (BEMFV) geregelt. Funkamateure haben über das dort beschriebene Anzeigeverfahren für ortsfeste Amateurfunkstellen die Möglichkeit, selbst sicherzustellen und zu dokumentieren, dass alle Grenzwerte eingehalten werden und somit keine Gefahr für Menschen besteht.
Da es bei diesem Verfahren um den Schutz von Menschen geht, wird es in der Amateurfunkprüfung ausführlich behandelt.
Nur Funkamateure genießen das Privileg, die Einhaltung der Grenzwerte für den Schutz von Personen selbst zu ermitteln und zu dokumentieren. Andere Betreiber von Sendeanlagen, beispielsweise Mobilfunknetz-Betreiber, müssen den Nachweis kostenpflichtig durch die Bundesnetzagentur führen lassen.
Jede ortsfeste Amateurfunkanlage muss bei einer Äquivalenten Isotropen Strahlungsleistung (EIRP) von 10 Watt oder mehr bei der BNetzA angezeigt werden. Dies hat vor Aufnahme des Funkbetriebs zu geschehen. Der Funkamateur hat dabei den Nachweis zu erbringen, dass er die Grenzwerte einhält und die dazu notwendigen Sicherheitsabstände ermittelt hat und dass sie innerhalb des kontrollierten Bereichs liegen. Umgangssprachlich wird dies von Funkamateuren als Selbsterklärung bezeichnet.
Auf eine Selbsterklärung kann nur verzichtet werden, wenn die Äquivalente Isotrope Strahlungsleistung (EIRP) kleiner als 10 W ist – nicht 10 W Sendeleistung, auch nicht 10 W ERP!
Selbst mit geringer Erfahrung wird deutlich, dass die Kombination 6 W Sendeleistung und 13 dBd Gewinn den Grenzwert deutlich übersteigt. Im Grunde genommem müsste man hier nicht rechnen. Die nachfolgende Berechnung soll die Verhältnisse nur verdeutlichen.
Berechnung der Strahlungsleistung der ortsfesten Amateurfunkstation:
PERP: 6 W → +13 dBd
PEIRP: 6 W → + 10 dB → +3 dB → + 2,15 dB
In der Formelsammlung wir für 10 dB den Faktor 10, für 3 dB den Faktor 2 und für 2,15 dB ist es 1,64
Die Strahlungsleistung beträgt, 6 W ⋅ 10 ⋅ 2 ⋅ 1,64 = 196,8 W EIRP
Äquivalente isotrope Strahlungsleistung (EIRP)
Der isotrope Strahler ist keine reale Antenne, er ist ein physikalisches Modell für einen Strahler, der die Energie in alle Richtungen des Raumes gleichmäßig abstrahlt.
Die Äquivalente Isotrope Strahlungsleistung (EIRP) einer realen Antenne bezieht sich auf den isotropen Strahler. Mit anderen Worten, die Strahlungsleistung einer realen Antenne wird mit der Strahlungsleistung des isotropen Strahlers verglichen. Für die abgestrahlte Leistung ist nur die Energie relevant, die tatsächlich an der Antenne ankommt. Durch Kabeldämpfung etc. kann die Leistung des Senders in der realen Welt nicht vollständig der Antenne zugeführt werden. Diese verlorene Leistung darf nicht in die Berechnung der Stahlungsleistung eingehen. Der Antennengewinn in der Vorzugsrichtung ist natürlich Teil der Rechnung. EIRP ist das Produkt aus zugeführter Leistung und dem Antennengewinn.
In der Anleitung zur Durchführung der Anzeige ortsfester Amateurfunkanlagen nach §9 der BEMFV ist beschrieben, was genau unter Sicherheitsabstand zu verstehen ist.
Der systembezogenen Sicherheitsabstand ist der Abstand, der zwischen einer einzelnen ortsfesten Antenne und dem Bereich, in dem die Grenzwerte eingehalten werden. Es geht nicht um einen bestimmten Punkt der Antenne, es geht um die ganze Antenne. Mit anderen Worten, es geht um jeden Punkt der Antenne.
Grenzwerte
Das Bundesamt für Strahlenschutz informiert auf seiner Seite über die biologische Wirkungen von hochfrequenten Felder auf menschliche Körper.
- Hochfrequente elektromagnetische Felder werden vom Körper aufgenommen.
- Die Stärke der Energieabsorption hängt von der Stärke und der Frequenz der elektromagnetischen Felder ab.
- Eindeutig nachgewiesen sind Kraftwirkungen und eine Wärmewirkung der hochfrequenten Felder.
- Die Wärmewirkung ist ausschlaggebend für mögliche gesundheitliche Wirkungen beim Menschen.
Näherungsformel
Die Näherungsformel für die Feldstärke im Fernfeld einer Antenne darf eigentlich nur für das Fernfeld angewandt werden, weil nur dort das elektische und magnetische Feld eine konstante Phasenbeziehung aufweisen. Mit Einschränkungen (nicht bei magnetischen Antennen, nicht bei sehr kurzen Antennen) sind die Ergebnisse auch im strahlenden Nahfeld brauchbar.
Im reaktiven Nahfeld kann es lokal zu starken Überhöhungen des elektrischen und des magnetischen Feldes kommen, die mit der Näherungsformel für das Fernfeld nicht bestimmt werden können.
Für 3,5 MHz beginnt das Fernfeld (strahlendes Nahfeld) erst bei 13,64 m.
Der mit 3,65 m ermittelte Abstand liegt deutlich im reaktiven Nahfeld (das strahlende Nahfeld beginnt erst bei 13,64 m) und ist deshalb ungültig. Statt der Näherungsformel für das Fernfeld muss eine andere Methode gewählt werden. In Frage kommen Messungen der E- und H-Feldanteile, Simulations- oder Nahfeldberechnungen.
BEMFV Kontrollierbarer Bereich setzt sich zusammen aus:- Dem eigenen Grundstück. Auf diesem Grundstück kann der Betreiber über den Zutritt oder Aufenthalt von Personen bestimmen- Der „Luftraum“ außerhalb des eigenen Grundstücks, da hierin der Zutritt und Aufenthalt von Personen ausgeschlossen werden kann.
