Was ist Mobilfunk?

1888 entdeckt Heinrich Hertz die elektromagnetischen Wellen und schaffte die Grundlagen für die Funktelegraphie. 1896 führt Guglielmo Marconi den ersten Funkapparat praktisch aus.

Elektromagnetische Wellen können sich im Raum ausbreiten und sind daher als Grundlage für die drahtlose Nachrichtenübermittlung sehr gut geeignet. Sie setzen sich aus einem elektrischen und einem magnetischen Anteil zusammen.

Beide Komponenten stehen in einer festen Beziehung zueinander. Gemessen werden die Feldstärken in Volt/Meter (elektrisches Feld, V/m) bzw. in Ampere/Meter (magnetisches Feld, A/m). Die Feldstärke ist ein Maß für die Kraft auf Ladungen. Aus den Feldkomponenten wird die Intensität einer elektromagnetischen Welle als Produkt der einzelnen Feldstärken berechnet (Strahlungs-, Leistungsflussdichte), sie wird in Watt/Quadratmeter (W/m²) angegeben.

Eine weitere wichtige Größe zur Beschreibung eines elektromagnetischen Feldes ist die Frequenz. Sie gibt an, wie oft sich die Polarität eines Feldes pro Sekunde ändert - verursacht z. B. durch den Wechsel der Stromrichtung an der Steckdose oder der Ladungsumverteilung auf einer Antenne. Die Einheit "Schwingungen pro Sekunde" wird mit Hertz (Hz) bezeichnet:

Zum Vergleich: Auch Licht besteht aus elektromagnetischen Feldern, es besitzt eine sehr hohe Frequenz, um 600.000.000 Millionen Hz. Unser Haushaltsstrom wechselt mit 50 Hz die Polarität.

Besonders Felder mit hohen Frequenzen werden zur Informationsübertragung (Rundfunk, Fernsehen, Sprechfunk) genutzt. Die Feldstärke nimmt dabei sehr schnell mit der Entfernung von der Antenne ab: im doppelten Abstand ist die Feldstärke noch halb so groß, im zehnfachen Abstand beträgt sie nur noch ein Zehntel u. s. w.. Da man für den Empfang eines Senders eine Mindestfeldstärke benötigt, muss folglich bei großer Entfernung zwischen Sender und Empfänger die Sendeleistung entsprechend groß sein (Beispiel Fernsehen). Bei kleinen Abständen zwischen Sender und Empfänger reichen dagegen kleine Sendeleistungen aus.

Diese Tatsache wird auch für den Schutz von Personen relevant: Da die Feldstärke mit zunehmendem Abstand kleiner wird, ist sie außerhalb eines festgelegten Sicherheitsabstandes immer kleiner als der Grenzwert. Je weiter man vom Sender entfernt ist, desto deutlicher wird der Grenzwert unterschritten. Weiterhin werden Funkwellen durch Materialien gedämpft, da sie teilweise aufgezehrt werden. Dies hat zum Beispiel zur Folge, dass die Feldstärke in Gebäuden wesentlich geringer ist als außerhalb.

Im Gegensatz zum Radio und Fernsehen, bei denen das Funksignal nur in einer Richtung - nämlich nur zu den Radios und den Fernsehern abgegeben wird - , sind beim Mobilfunk beide Enden der Strecke zugleich Sender und Empfänger. Das Mobilfunktelefon enthält die technischen Komponenten um einerseits das Funksignal zu empfangen und für den Menschen verständliche Information auszugeben und andererseits die vom Teilnehmer abgegebene Reaktion (z.B. seine gesprochene Antwort) umzusetzen und an die nächstgelegene Basisstation zurückzugeben.

Eine Basisstation besteht aus

1. dem meist auf höheren Standorten (z.B. Dächern) montierten Antennen (in der Stadt werden fast nur noch Stahlmasten mit Sektorantennen aufgestellt) und
2. dem Schaltschrank, der in der Nähe installiert wird (z.B. auf oder im Dach, in einem der Geschosse oder zu ebener Erde). Sie enthalten die Technik, um sowohl Senden als auch Empfangen und um die Nachrichten an das überörtliche Netz weiter geben zu können oder von dort zu erhalten. (zurück)

1000 Hz = 1 kHz (Kilohertz)
1 Million Hz = 1 MHz (Megahertz)
1000 Million Hz = 1 GHz (Gigahertz)

Im Laufe der Zeit werden Techniken entwickelt, die das Funken mit immer kürzeren Wellen (= höhere Frequenzen, die eine bessere Übertragungsqualität bieten) ermöglicht.