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Grundlagen moderner Netzwerktechnologien im Überblick – Teil 57

Wireless Basics – Wellenausbreitung und Antennen

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Von Dämpfungsgraden und Durchlassverhalten

Generell gibt es Materialien, die Funkwellen mehr oder minder gut durchlassen. Das Durchlassverhalten ist überdies von der Wellenlänge abhängig. So ist der Durchlass im Vakuum für alle Frequenzbereiche gut. In der Luft muss man bei niedrigen Frequenzen mit Reflexionen rechnen, mittlere gehen gut durch und hohe Frequenzen eigentlich auch, es sei denn, es regnet. Das mögen sie nicht und werden gedämpft.

Im Wasser kann man noch langwellige elektromagnetische Wellen weiterleiten, je kürzer die Wellen werden, desto schlechter ist die Leitfähigkeit. Für den Gigahertz-Bereich der drahtlosenLANs können wir Wasser als undurchlässig ansehen. In Erde tun sich elektromagnetische Wellen generell schwer. Die Durchlässigkeit von Metallen hängt davon ab, inwieweit diese geerdet sind. Ein nichtgeerdetes Metallstück wird die elektromagnetische Welle aufnehmen und im günstigsten Falle wird sich in dem Metallstück eine Stehwelle ausbilden, die das laufende Signal sogar regeneriert. Diesen fall werden wir aber äußerst selten antreffen – denn da hätte schon der Architekt die Metallstücke in den Wänden extra klein abschneiden müssen. Sind Metalle geerdet, so fließt der in ihnen durch die elektromagnetische Welle erzeugte Strom ab und dieses „Stück“ Intensität fehlt der elektromagnetischen Welle. In einem solchen Fall ist das Metall eine undurchdringliche Wand für die elektromagnetische Strahlung.

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In Gebäuden sind besonders die Matten interessant, die im Beton stecken und ihm seine Fetsigkeit geben. O.B.d.A. kann man davon ausgehen, dass diese Matten nicht auf die Wellenlängen drahtloser LANs abgestimmt sind. Vielmehr hängt die Dämpfung davon ab, wie viele Matten es sind und inwieweit diese geerdet sind. Normalerweise muss man davon ausgehen, dass armierte Betonwände oder Säulen entsprechender Bauart erhebliche Hindernisse darstellen. Und was für Betonwände gilt, gilt natürlich besonders für Betondecken und -böden.

Anders verhält es sich mit Rigips-Wänden und deren Ständerwerk. Das Ständerwerk beinhaltet zwar auch metallische Komponenten, die aber normalerweise nicht geerdet werden und die auch bezogen auf die gesamte Wand eine sehr geringe Dichte haben. Ständerwerkwände haben also keinen besonders dämpfenden Einfluss auf Funksignale.

Glasscheiben sind auch kein großes Hindernis für die kurzen Wellen. Für Panzerglasscheiben mit eingelassenen Metallfäden gilt das allerdings nicht.

Es gibt aber noch eine Reihe weiterer Effekte, nämlich z.B. Überlagerungseffekte durch Reflexion/Brechung. Wir stellen uns einmal vor, eine mobile Station werde von einer Basisstation angefunkt. Wegen eines unglücklichen Hindernisses wird die Station nicht direkt erreicht, sondern auf zwei verschieden langen Wegen, die schließlich an der Station zu sich überlagernden Wellenfronten führen.

Solche Überlagerungseffekte machen sich, falls sie nicht zur Unbrauchbarkeit des Signals führen, auch als Echo bemerkbar.

Einen ersten Eindruck von den Dämpfungsverhältnissen in einem Gebäude erhält man schon dann, wenn man mit eingeschaltetem Mobiltelefon durch das Gebäude geht. Wird die Sende/Empfangsleistung schwach, kann man davon ausgehen, dass in unmittelbarer Nähe Wände und Decken von erheblicher Dämpfung sind.

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