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Elektronik-Experte Dieter Perkuhn klärt auf: 2,4 GHz-Abstrahlstärke messen?

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Wir befinden uns mitten in der Flugsaison, und die Organisatoren von Wettbewerben und Flugtagen nehmen erleichtert zur Kenntnis, dass man sich dank der 2,4-GHz-Technologie um Senderabgabe und Frequenzkontrolle nicht mehr kümmern muss. Dafür kommen immer mehr Diskussionen um die Messung von Abstrahlstärken auf, vor allem, wenn es sich um internationale Veranstaltungen handelt. Es ist bekannt, dass zum Beispiel in den USA mit Abstrahlstärken geflogen wird, die höher sind als die in Deutschland erlaubten 100 mW. Da hier offenbar Klärungsbedarf besteht, hat Winfried Ohlgart, Redakteur der Zeitschrift JetPower,  mit Dieter Perkuhn, dem Referenten Funk des DMFV, gesprochen.

Winfried Ohlgart: Ist es möglich, mit einem wie auch immer gearteten Gerät die Abstrahlstärke eines 2,4-GHz-Senders bei einer Veranstaltung zu messen?

Dieter Perkuhn: Die Hochfrequenzleistung eines 2,4-GHz-Senders kann auf zwei Arten gemessen werden: gestrahlt oder leitungsgebunden. Soll genau und reproduzierbar gemessen werden, ist bei gestrahlter Messung ein gewaltiger Aufwand notwendig, bei leitungsgebundener Messung ist ein Zugang zum Hochfrequenzausgang des Senders für den Anschluss eines Messkabels notwendig.

Bei einer Veranstaltung ist eine genaue gestrahlte Messung nicht möglich. Das Ergebnis der Messung ist von drei wesentlichen Faktoren abhängig: 1. dem Abstand zwischen dem Sender und dem Messgerät; 2. der Ausrichtung der Senderantenne und der Antenne des Messgeräts; und 3. den Reflexions- und Absorptionseigenschaften der Umgebung. Infolge der kurzen Wellenlänge von 12 cm genügen bereits Positionsänderungen von wenigen Zentimetern, um eine wesentliche Änderung der angezeigten Hochfrequenzleistung zu verursachen.

Soll eine gestrahlte Messung wissenschaftlich exakt durchgeführt werden, sind ein reflexionsarmer Raum, ein um drei Achsen beweglicher Messstand und eine geeichte Messantenne für das Messgerät erforderlich. Dann wird in einer zeitlich aufwendigen Prozedur ein dreidimensionales Kennfeld des abgestrahlten Sendersignals aufgenommen, aus dem die maximale Leistung entnommen werden kann.
Bei einer Veranstaltung wäre eine genaue und reproduzierbare leitungsgebundene Messung unter der Voraussetzung möglich, dass ein Messkabel an den Hochfrequenzausgang des Senders anschließbar ist. Das ist bei solchen Sendern möglich, bei denen die Antenne abgeschraubt werden kann.

Winfried Ohlgart: Ist es möglich, einen Sender, der mit einer höheren Abstrahlstärke als erlaubt arbeitet, mit Hilfe eines Messgeräts bei einer Veranstaltung im laufenden Flugbetrieb zu lokalisieren?

Dieter Perkuhn: 2,4-GHz-Sender strahlen ein breitbandiges, gepulstes Signal ab. Selbst mit einem aufwendigen Messempfänger oder Spektrumanalyser ist es nicht möglich, im angezeigten Spektrum einen einzelnen, speziellen Sender zu identifizieren. Allein die Tatsache, dass die am Spektrum beteiligten Sender nicht stationär, sondern mobil betrieben werden und bereits wenige Zentimeter Positionsänderung die Anzeige erheblich beeinflussen, machen eine eindeutige Identifizierung unmöglich.

Winfried Ohlgart: Ist eine irgendwie geartete Vergleichsmessung von Abstrahlungen (Handy, Umwelteinflüsse, im Betrieb befindliche Sender ) aussagefähig über die erhöhte illegale Abstrahlleistung eines Senders?

Dieter Perkuhn:. Eine vergleichende Messung im wissenschaftlichen Sinn ist nicht möglich. Eine vergleichende Messung im Sinne einer groben Abschätzung ist möglich, wenn die beiden zu vergleichenden Sendegeräte kooperativ betrieben werden können. Das bedeutet, sie dürfen nicht gleichzeitig, sondern müssen nacheinander beurteilt werden. Das Ergebnis einer solchen groben Abschätzung kann nur lauten: Dieser Sender scheint offenbar etwas mehr abzustrahlen als jener. Eine brauchbare quantitative Aussage, wie zum Beispiel dieser Sender hat 100 mW und jener hat 150 mW, ist nicht möglich.

Noch etwas muss beachtet werden: Es muss bekannt sein, ob das verwendete Messgerät die Spitzenleistung oder die mittlere Leistung anzeigt. Alles bisher Gesagte setzt voraus, dass die Spitzenleistung angezeigt wird. Zeigt das Messgerät hingegen die mittlere Leistung an, spielt das Tastverhältnis oder Duty Cycle des Senders eine wesentliche Rolle. Mit Tastverhältnis bezeichnet man die Zeit in Prozent, in der der Sender sendet, im Verhältnis zu der Zeit, in der er nicht sendet.

Ein Beispiel: Zwei Sender haben jeweils 100 mW Spitzenleistung. Der eine Sender hat ein Tastverhältnis von 10 % und folglich eine mittlere Leistung von 10 mW, der andere Sender hat ein Tastverhältnis von 50 % und folglich eine mittlere Leistung von 50 mW. Mit einem Messgerät, das die mittlere Leistung anzeigt, lassen sich nur Sender gleichen Typs vergleichen bzw. grob schätzen.

Dieter Perkuhn: Vielen Dank für das Gespräch und  die ausführlichen Antworten, die sicher ein wenig Licht ins (Sender-) Dunkel gebracht haben

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