mikrocontroller.net

Forum: HF, Funk und Felder HF-Felder Handy


Autor: Marten Mcgonahy (mcgonahy148)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Irgendwie bin ich heute so in Forumlaune...nein, mich interessierts 
wirklich...

Weiß jemand mit welchen Feldstärken (E,H) man an einem Handy direkt 
rechnen kann?

E-Feld fällt ja dann mit dem Quadrat ab, richtig? Oder war es kubisch?

Autor: Ralph Berres (rberres)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Direkt am Ohr dürfte die Feldstärke schon in den zweistelligen Bereich 
gehen ( bei voller Ausgangsleistung, welche nur auftritt, wenn die 
Basisstation extrem schlecht empfangen wird). Die Feldstärke in V/m 
nimmt linear mit der Entfernung ab. Ebenso die magnetische Feldstärke.

Wenn man mal von annimmt, das das Handy mit 2 Watt sendet, und der 
Freifeldwiderstand 377 Ohm beträgt, würde ich mal daraus schließen, das 
die Feldstärke sqr 2W*377 Ohm = 27,45V/m direkt an der Antenne beträgt.

( korrigiert mich bitte wenn ich mit meiner Annahme falsch liege).

Die Felddichte ( also die Leistung ) in w/m² nimmt dagegen quadratisch 
mit der Entfernung ab. Zumindest im Fernfeld also nach so ca 6-8 
Wellenlängen.
Im Nahfeld nimmt sie glaube ich mit der dritten Potenz ab, aber da bin 
ich mir ehrlich gesagt jetzt nicht so ganz sicher.

Ralph Berres

Autor: Plasmon (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ralph Berres schrieb:
> Wenn man mal von annimmt, das das Handy mit 2 Watt sendet, und der
> Freifeldwiderstand 377 Ohm beträgt, würde ich mal daraus schließen, das
> die Feldstärke sqr 2W*377 Ohm = 27,45V/m direkt an der Antenne beträgt.

Das kann man so nicht rechnen, weil die 377 Ohm nicht der Widerstand 
sind, an den die 2W abgegeben werden. Man könnte so bestenfalls auf die 
Spannung am Strahlungswiderstand der Antenne kommen, von der aber 
wiederum kein einfacher Rückschluss auf die auftretenden Feldstärken 
möglich ist. Das Ergebnis deiner Rechnung (sqrt(P*R)) wäre auch eine 
Spannung in V und nicht eine Feldstärke in V/m. Sie stimmt also schon 
dimensionsmäßig nicht.

Die Feldstärken im Nahfeld hängen stark vom Aufbau der Antenne ab und 
können nur numerisch bestimmt werden. Ich würde aber folgende 
Abschätzung vorschlagen:

Tun wir mal so, als würden die 2 W isotrop abgestrahlt und als gäbe es 
kein Nahfeld. In 0,1 m Entfernung entsteht dann die 
Strahlungsleistungsdichte S = 2 W/(4*pi*(0,1m)^2) = 16 W/m^2. Die 
zugehörige elektrische Feldstärke (Spitzenwert) ist E = sqrt(2 * 16 
W/m^2 * 377 Ohm) = 110 V/m. Der ICNIRP-Grenzwert für kurzzeitige 
Befeldung würde also in dieser Entfernung knapp eingehalten.

Die tatsächliche Feldstärke hängt wie gesagt stark von der jeweiligen 
Antenne und von ihrer echten Charakteristik ab, die ganz sicher nicht 
isotrop ist. Sie wird aber auch nicht um Größenordnungen von dieser 
Abschätzung weg sein.

Autor: Ralph Berres (rberres)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
hmm ist es nicht so , das die Antenne den Fusspunktwiderstand von 50 Ohm 
auf die 377 Ohm Freifeldwiderstand transformieren soll?

Verstehe ich nicht ganz wie du aus den 2 Watt plötzlich 16 Watt machst.

Die 2 Watt verteilen sich ja über die gesamte Fläche der gedachten Kugel 
mit in deinem Falle 10cm Radius. Dann kann an einen Kugelausschnitt 
nicht plötzlich 16 Watt auftreten. Oder bin ich jetzt zu doof das zu 
kapieren?

Ralph Berres

Autor: Plasmon (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ralph Berres schrieb:
> hmm ist es nicht so , das die Antenne den Fusspunktwiderstand von 50 Ohm
> auf die 377 Ohm Freifeldwiderstand transformieren soll?

Sie transformiert den Feldwellenwiderstand auf der Speiseleitung (das 
Verhältnis zwischen E- und H-Feld) in den Feldwellenwiderstand des 
freien Raumes. Es gibt aber nirgendwo einen ohmschen Widerstand mit dem 
Wert 377 Ohm, an den die gesamte Sendeleistung abgegeben wird und dem 
deshalb die Spannung U = sqrt(2  2W  377 Ohm) = 38,8 V (Spitzenwert) 
auftritt.

Wenn du also meinst, diesen Widerstand von 377 Ohm, der die 2 W 
aufnimmt, irgendwo gefunden zu haben, dann musst du auch die zwei Punkte 
erklären, zwischen denen die 38,3 V liegen.

Es gibt höchstens den Strahlungswiderstand der Antenne (der Realteil der 
Speiseimpedanz), an dem eine der Wirkleistung entsprechende Spannung 
auftritt. Aber das ist auch nur eine Größe im Ersatzschaltbild. Es gibt 
im allgemeinen nicht zwei direkt korrespondierende Punkte im Raum, 
zwischen denen diese Spannung liegt.

Im Netzwerkmodell haben wir Spannungen, Widerstände und Leistungen. Im 
Feld gibt uns der Feldwellenwiderstand das Verhältnis aus E und H an, 
dem wir einen flächenbezogenen Wirkleistungsfluss in W/m^2 zuordnen 
können. Diese beiden Dinge hast du vermischt, würde ich sagen.

> Verstehe ich nicht ganz wie du aus den 2 Watt plötzlich 16 Watt machst.

Mach ich doch nicht. Es sind 16 W/m^2 und eine Kugel mit 10 cm Radius 
hat weniger als 1 m^2 Oberfläche.

> Die 2 Watt verteilen sich ja über die gesamte Fläche der gedachten Kugel
> mit in deinem Falle 10cm Radius. Dann kann an einen Kugelausschnitt
> nicht plötzlich 16 Watt auftreten. Oder bin ich jetzt zu doof das zu
> kapieren?

Es treten nicht irgendwo 16 W auf. Wenn man 2 W auf die Oberfläche einer 
Kugel mit 10 cm Radius verteilt, entsteht dort eine Leistungsdichte von 
16 W/m^2 -- nicht eine Gesamtleistung von 16 W.

Autor: Ralph Berres (rberres)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Plasmon schrieb:
> Sie transformiert den Feldwellenwiderstand auf der Speiseleitung (das
>
> Verhältnis zwischen E- und H-Feld) in den Feldwellenwiderstand des
>
> freien Raumes.

Ich war bisher immer der Meinung das genau der Feldwellenwiderstand der 
Speiseleitung in der Regel 50 Ohm beträgt.

Plasmon schrieb:
> Wenn du also meinst, diesen Widerstand von 377 Ohm, der die 2 W
>
> aufnimmt, irgendwo gefunden zu haben, dann musst du auch die zwei Punkte
>
> erklären, zwischen denen die 38,3 V liegen.

Hier war ich bisher der Meinung bei einen Dipol an den beiden Punkten wo 
jeweils die Höchste Spannung auftritt.
 Aber offensichtlich habe ich mich geirrt.

Plasmon schrieb:
> Mach ich doch nicht. Es sind 16 W/m^2 und eine Kugel mit 10 cm Radius
>
> hat weniger als 1 m^2 Oberfläche.

Das habe ich in der Tat übersehen.

Ralph Berres

Autor: Plasmon (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Ralph Berres schrieb:
> Ich war bisher immer der Meinung das genau der Feldwellenwiderstand der
> Speiseleitung in der Regel 50 Ohm beträgt.

Der Feldwellenwiderstand ist das Verhältnis E/H und der 
Leitungswellenwiderstand ist das Verhältnis U/I, jeweils bei einer rein 
vorlaufenden Welle. Die beiden sind nicht unbedingt gleich. Das, was 
eine Antenne durch stetige "Feldverbiegung" transformiert, ist der 
Feldwellenwiderstand. Den Leitungswellenwiderstand gibt es im Freiraum 
gar nicht mehr.

Autor: Silvio K. (exh)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Wir hatten vor einiger Zeit im Kollegenkreis die Frage, ob eine 
Hochspannungsleitung mehr Feld macht oder ein Handy am Ohr. Habe ich 
kurz abgeschätzt. Bei der Hochspannungsleitung die üblichen Gesetze vom 
Linienstrom ohne Superpostion der anderen Leitung. Ich weiß gar nicht 
mehr wie ich das mit dem E-Feld gemacht habe. Beim Handy habe ich das 
auch über die Leistungsdichte gemacht. Also Realteil Poynting. 
Blindleistung für die Rechnung vernachlässigt, obwohl die sicherlich 
einen größeren Anteil hat.
Hier die Ergebnisse von damals:
Bei Annahme 380 kV und 1000 A und 30 Meter Leiterhöhe:
H<8A/m
E<10V/m

Handy am Ohr, ich glaube ich hatte 0,5 W /dm^2 (also 50 W/m^2) 
angenommen:
H>0.36 A/m
E>137 V/m

Jetzt kann man sich streiten...ob 50 Hz schlimmer sind als Mikrowelle

Wenn mir einer andere Größenordnungen vorrechnet, bin ich dafür offen.

Gruß

Silvio

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.