Grundlagen moderner Netzwerktechnologien im Überblick – Teil 57

Wireless Basics – Wellenausbreitung und Antennen

22.12.2009 | Autor / Redakteur: Dr. Franz-Joachim Kauffels / Andreas Donner

Breiten sich Funkwellen in realistischen Umgebungen aus, unterliegen sie immer Störeinflüssen, die es technisch zu minimieren gilt; Bild: Dr. Franz-Joachim Kauffels
Breiten sich Funkwellen in realistischen Umgebungen aus, unterliegen sie immer Störeinflüssen, die es technisch zu minimieren gilt; Bild: Dr. Franz-Joachim Kauffels

Für das Verständnis der Funktion von Wireless LANs sind die grundlegenden Fakten zur Wellenausbreitung und die wichtigsten Bauweisen von Antennen wichtig. Der Autor hat hier oft haarsträubende Vorstellungen erlebt. Spätestens im Planungsprozess für größere drahtlose Netze ist das Wissen der korrekten Zusammenhänge jedoch enorm wichtig.

Für die im Zusammenhang mit den Wireless LANs zu betrachtenden Wellenlängen gibt es keine Besonderheiten hinsichtlich der Ausbreitung. Die ultrakurzen Wellen breiten sich einfach grade aus, folgen der Erdkrümmung nicht mehr und werden in der Ionosphäre im Allgemeinen nicht mehr reflektiert, einfach weil sie zu schwach sind, um hierhin zu gelangen.

So haben wir es auch nicht mit Überreichweiten oder Schatten zu tun. Lediglich bei besonderen atmosphärischen Bedingungen mit Luftschichten verschiedener Dichte, Feuchte und Temperatur, wie dies besonders bei Inversionswetterlagen auftreten kann, können auch Ultrakurzwellen in der Atmosphäre durch Bündelung, Beugung und Brechung weitergeleitet werden.

Eine weitere Störungsmöglichkeit sind Reflexionen an stark ionisierten Luftschichten. Solche Nordlichterscheinungen sind aber in Büroräumen eher selten, wie auch das Wetter innerhalb geschlossener Räume meist keine so große Rolle spielt.

Allerdings sind ultrakurze Wellen sehr empfindlich gegenüber festen Gegenständen, besondere Dämpfung geht z.B. von mit viel Eisen armierten Betonwänden aus. Selbst einfache Hindernisse wie scheinbar harmlose Säulen können dazu führen, dass die Sendeleistung erheblich beeinträchtigt wird.

Die Intensität einer elektromagnetischen Welle nimmt im Vakuum quadratisch zur Entfernung ihres Generationspunktes ab. Sei P die Leistung und r die Distanz zur Quelle der elektromagnetischen Strahlung. Dann ist

  • P ~ 1/r²

Wir können davon ausgehen, dass die Bedingungen in einem Bürogebäude schlechter sind als im Vakuum, jedenfalls was die elektromagnetischen Wellen betrifft, uns geht es ja in der Sauerstoffatmosphäre besser. So macht man also keinen Fehler, wenn man sagt, dass die Intensität mindestens mit dem oben genannten Faktor abnimmt.

Man kann sich das Leben bei der Planung nun dadurch vereinfachen, dass man sich die (unsichtbaren) elektromagnetischen Wellen als Lichtwellen vorstellt. In der Tat ist ja Licht auch als elektromagnetische Welle zu beschreiben, neben seiner korpuskularen Natur.

weiter mit: Von Dämpfungsgraden und Durchlassverhalten

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