Eine Mobilfunkantenne sendet nicht gleichförmig in alle Richtungen. Aufgrund der Strahlungscharakteristik ist daher für die Bewertung der Strahlungsbelastung in der Umgebung nicht nur der Abstand zur Antenne von Bedeutung, sondern auch die Strahlungsrichtung.
1. Strahlung in der Umgebung einer Mobilfunkanlage
Die Intensität der Strahlung in der Umgebung einer Mobilfunkanlage hängt von mehreren Faktoren ab. Alle diese Parameter werden von den Bewilligungsbehörden bei der Berechnung der Immissionen einer geplanten Anlage berücksichtigt:
- Äquivalente Sendeleistung: Je grösser die Sendeleistung einer Anlage, desto grösser ist auch die Strahlungsintensität in der Umgebung.
- Räumliches Abstrahlungsmuster der Antenne: Die Antennen von Basisstationen strahlen nicht in alle Richtungen gleich stark. Vielmehr bündeln sie die Strahlung - ähnlich wie ein Autoscheinwerfer - und lenken diese in die gewünschte Hauptstrahlrichtung. Ausserhalb des Kegels ist die Strahlung zwar noch vorhanden, aber stark reduziert. Neben der Hauptstrahlrichtung sind so genannte Nebenkeulen zu erkennen.
- Abstand zur Antenne: Bei doppeltem Abstand sinkt die elektrische Feldstärke auf die Hälfte. Dies gilt insbesondere entlang der Hauptstrahlrichtung. Am Boden ist der Verlauf dagegen komplizierter. So stammen die Immissionen im Nahbereich einer Antenne primär von den Nebenkeulen. Ausserhalb ihres Einflussbereichs steigt die Feldstärke mit zunehmendem Abstand allmählich an, weil hier die Strahlung des Hauptkegels dominiert. Sie erreicht im vorliegenden Beispiel bei rund 90 m ihr Maximum und klingt erst dann allmählich ab.
- Dämpfung durch Mauerwerk und Dächer: Mauerwerk und Dächer schwächen die von aussen auf ein Gebäude treffende Strahlung ab. Dies gilt auch für das Gebäude, auf dem eine Anlage steht. Falls sich in einem Betondach keine Oberlichter befinden, wird die Strahlung zu einem grossen Teil abgeschwächt. Durch unbeschichtete Glasfenster, Ziegel- und Holzdächer kann die Strahlung hingegen leicht eindringen.
Bundesamt für Kommunikation BAKOM: Standorte von Sendeanlagen
(Antennenkataster BAKOM)
2. Tagesverlauf der elektrischen Feldstärke bei Basisstationen
Die Strahlungsbelastung in der Umgebung einer Mobilfunkanlage ist nicht immer gleich stark, sondern variiert im Tagesverlauf je nach übermittelter Datenrate.
Während der Nacht sind praktisch nur die Immissionen des Steuerkanals vorhanden. Im Laufe des Vormittags steigen mit der Zahl der übermittelten Gespräche und der zugeschalteten Verkehrskanäle auch die Immissionen an. Ihren Höhepunkt erreicht die Strahlenbelastung im Laufe des Nachmittags oder am frühen Abend.
Die tatsächliche Strahlungsbelastung ist daher im zeitlichen Durchschnitt und speziell während der Nacht niedriger als mit rechnerischen Prognosen und Abnahmemessungen ausgewiesen. Dort wird nämlich auf die nur selten auftretende maximal mögliche Belastung abgestellt.
3. Adaptive Antennen: Messkampagne mit räumlichem Sensornetz
Bisherige in der Schweiz eingesetzte Mobilfunkantennen senden im Wesentlichen mit einer immer gleichen räumlichen Verteilung der Strahlung. Adaptive Antennen sind demgegenüber in der Lage, das Signal in die Richtung der Nutzerin oder des Nutzers bzw. des Mobilfunkgerätes zu fokussieren und es in andere Richtungen zu reduzieren («Beamforming»). Solche Antennen kommen immer mehr zum Einsatz, insbesondere mit der 5. Generation des Mobilfunks (5G).
Der Kanton Aargau hat zusammen mit anderen Kantonen und dem Bundesamt für Umwelt die Firmen Grolimund + Partner AG, Aarau und Fields at Work GmbH, Zürich beauftragt, im Rahmen eines Pilotprojekts die Funktionsweise einer adaptiven 5G-Antenne mit einem neu entwickelten räumlichen Sensornetzwerk zu untersuchen. Das Sensornetzwerk erfasst kontinuierlich bei allen Messpunkten wieviel Strahlung eintrifft. Es ermöglicht damit die gleichzeitige Erfassung mehrerer 5G-Beams, wodurch die räumliche und zeitliche Variabilität der elektrischen Feldstärken detailliert analysiert werden konnte
Zusammenfassend haben die Messungen auf dem Campus Irchel der Universität Zürich folgendes gezeigt: Adaptive Mobilfunkantennen funktionieren in der Praxis so wie theoretisch erwartet und die Funktionsweise kann mit den entwickelten Sensoren aufgezeigt werden.
Im Einzelnen haben die Messungen folgendes ergeben:
- Adaptive Mobilfunkantennen strahlen Beams vorwiegend in jene Raumsegmente ab, in denen Mobilfunkbedarf herrscht (z.B. beim Streamen von Filmen über ein Mobiltelefon). Die übrigen Gebiete ausserhalb des vom Beam abgedeckten Gebiets weisen dabei nur kleine Feldstärkewerte auf.
- Die automatische Leistungsbegrenzung funktioniert. Mit langanhaltendem forciertem Datenverkehr konnte das Eingreifen der automatischen Leistungsbegrenzung (Power-Locking) getestet und aufgezeigt werden. Die automatische Leistungsbegrenzung stellt sicher, dass die adaptive Antenne beim Betrieb mit einem Korrekturfaktor gemäss der Verordnung über den Schutz vor nichtionisierender Strahlung (NISV) die bewilligte Leistung im 6-Minuten-Mittel nicht überschreitet.
- Die Verteilung der Feldstärke ist nicht immer vorhersehbar, insbesondere in Fällen, in denen keine direkte Sichtverbindung zur Antenne besteht.
Detaillierte Informationen zu diesem Projekt finden sich im Schlussbericht Monitoring adaptiver Antennen mittels eines räumlichen Sensornetzes.
4. Vergleich Basisstation - Mobiltelefon
| Basisstation | Mobiltelefon |
|---|---|
| stärkerer Sender | schwacher Sender |
| beträchtliche Distanz zu Personen | sehr kleine Distanz zu Personen |
| gleichmässige Belastung des ganzen Körpers | lokale Bestrahlung des Kopfes |
| geringe absorbierte Leistung | im Kopf höhere absorbierte Leistung |
| Strahlung dauernd vorhanden | Strahlung nur während einer Verbindung vorhanden |
Weiterführende Informationen
Letzte Änderung 11.02.2025
