Richtfunk und Umweltverträglichkeit

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Richtfunk und Umweltverträglichkeit Weiterhin steigen mit zunehmendem Modulationsgrad die qualitativen Anforderungen an sämtliche digitalen und analogen Baugruppen einer Richtfunkstation mit entsprechendem Kostenaufwand. Vermeidung von Interferenz durch ausgeklügelte Streckenplanung und Zulassung nur solcher Richtfunkanlagen, die den strengen Kriterien der nationalen Regulierungsbehörde entsprechen. Unter Interferenz versteht man ein Störsignal innerhalb des eigentlich zugewiesenen Frequenzkanals, das den Empfang des gewünschten Trägers erschwert oder unmöglich macht. Wesentlich für die Minimierung von Interferenz sind stark bündelnde Antennen, gute Empfangsselektion, Einhaltung des Sendespektrums, und eine möglichst geringe Sendeleistung mit adaptiver Nachregelung unter Schlechtwetterbedingungen. Die Zielsetzung besteht also darin, die gleiche Frequenz auf einer weiteren Richtfunkstrecke mit möglichst geringem räumlichen Abstand wiederverwenden zu können. Sendeleistung Trotz der hohen Übertragungsdatenrate und der großen Reichweiten werden im Richtfunk nur niedrige Sendeleistungen benötigt. Dies ist nur möglich durch stark bündelnde Antennen für Sender und Empfänger. Abbildung 2 zeigt einen Vergleich mit anderen Funkanwendungen. Die in die Antennen eingespeiste Sendeleistung bei Richtfunkanlagen liegt also selbst bei ausgesteuerter Regelung deutlich unter der eines Mobiltelefons. 1 MW Sichtverbindung nicht notwendig Sichtverbindung notwendig Sendeleistung 100 kW 10 kW 1 kW 100 W 10 W MW- Rundfunk- Sender VHF-Fernseh-Sender UKW-Rundfunk-Sender UHF-Fernseh-Sender Mobilfunk- Basisstation MW-Herd stark bündelnde Antennen 1 W Mobil- Telefon 100 mW 10 mW WLAN Weit- verkehr- Richtfunk Kurz- strecken- Richtfunk 1 MHz 10 MHz 100 MHz 1 GHz 10 GHz Frequenz Abbildung 2 Sendeleistungen (logarithmische Skalierung) Um potentielle Interferenzen in andere Richtfunkstrecken gering zu halten, wird bei guten Ausbreitungsbedingungen - im Schönwetterfall - die Sendeleistung erheblich (15 dB und mehr) abgesenkt. 7/221 09-FGB 101 004 Rev A 11.04.2008 © Ericsson GmbH 2008 EDD/FP Wolfgang Rümmer Public 8 (14)
Richtfunk und Umweltverträglichkeit Antennen für Richtfunk Im Richtfunk werden stark bündelnde Antennen eingesetzt, um • die kostbare Sendeleistung möglichst gezielt auf die Empfangsantenne zu richten • wie mit einem Hohlspiegel die niedrige Empfangsleistung auf den Antennenerreger des Empfängers zu konzentrieren • Interferenz durch unerwünschte Sender und Empfänger außerhalb des Hauptstrahls zu unterdrücken Die Bündelung des Hauptstrahls und damit die Unterdrückung sämtlicher Signale außerhalb des Strahls wird umso besser, je größer das Verhältnis von Antennendurchmesser zur Wellenlänge wird. Im Fernfeld der Antenne wird deren Öffnungswinkel, innerhalb dessen die maximale Strahlungsleistung auf die Hälfte gesunken ist, berechnet mit: λ θ 3dB = 70 ⋅ [Grad] D mit λ = Wellenlänge D = Antennendurchmesser Der maximale Antennengewinn in Hauptstrahlrichtung kann näherungsweise errechnet werden mittels: ⎛ πD ⎞ G = 0,6 ⋅ ⎜ ⎟ ⎝ λ ⎠ bzw. 2 ⎡ ⎛ πD ⎞ ⎤ g = 10log⎢0,6 ⋅ ⎜ ⎟ ⎥ ⎢⎣ ⎝ λ ⎠ ⎥⎦ 2 [ absolut] [ dBi] Durch eine passive Antenne wird also die Sendeleistung nicht erhöht, sondern im Hauptstrahl konzentriert. Entsprechend wird außerhalb des Hauptstrahls die Strahlungsleistung abgesenkt. D.h. wenn man sämtliche abgestrahlten Leistungsanteile über sämtliche Richtungen einer fiktiven Kugeloberfläche, in deren Zentrum die Sendeantenne liegt, aufaddiert, erhält man die ursprünglich Kurzstreckenrichtfunk 26 GHz eingespeiste Sendeleistung Wellenlänge 1,15 cm abzüglich etwaiger Verluste. Antennendurchmesser 60 cm Halbwertsbreite: Gewinn ca. 1,35 Grad ca. 42 dBi Die typische Antenne nach Abbildung 3 zeigt im Winkelbereich von 15 bis 55 Grad von der Hauptstrahlrichtung eine Absenkung Beispiel 1 Typische Antennenparameter von 42 dB; da der Maximalgewinn 42 dBi beträgt, hat die Antenne in diesem Winkelbereich noch einen Gewinn von 0 dBi (dass die gleiche Zahl 42 zweimal auftritt, ist Zufall). 7/221 09-FGB 101 004 Rev A 11.04.2008 © Ericsson GmbH 2008 EDD/FP Wolfgang Rümmer Public 9 (14)
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