Elektromagnetische Felder - Mobilfunk
Statistisch gesehen verfügt jeder Deutsche über einen Handyanschluss. Dabei sind sich die Fachleute über gesundheitliche Risiken weiterhin nicht einig. Was passiert, wenn wir mit dem Handy telefonieren und welche Gefahren bestehen möglicherweise?
Die Gefahren der Mobilfunkstrahlung werden vom Bundesamt für Strahlenschutz untersucht. (© AP)Der Aufbau der digitalen Mobilfunknetze mit Zehntausenden von Sendeanlagen und die Allgegenwart der Mobiltelefone haben dazu geführt, dass der Mobilfunk mittlerweile die Hauptquelle hochfrequenter elektromagnetischer Felder ist, denen Menschen ausgesetzt sind. Nur in der unmittelbaren Umgebung von leistungsstarken Radio- und Fernsehsendern überwiegen deren Beiträge zur Gesamtbelastung.
Entwicklung des Mobilfunks
Mobilfunk gab es in Deutschland zwar schon seit Ende der 1950er Jahre, die alten Autotelefonnetze (A-, B- und C-Netz) hatten aber wegen der hohen Kosten nur wenige Kunden. Die Infrastruktur der Basisstationen konzentrierte sich auf Hauptverkehrswege und städtische Ballungsgebiete. 1992 begann der Aufbau der digitalen D- und E-Netze nach dem GSM- (Global System for Mobile Communication) Standard. Es kamen kleine und vergleichsweise billige Mobiltelefone auf den Markt, was zu einem rasanten Wachstum der Kundenzahlen führte. Mit UMTS (Universal Mobile Telecommunication Standard) wurde ein völlig neuer technischer Standard zur Übertragung großer Datenmengen eingeführt. Allerdings ersetzen die UMTS-Netze die GSM-Netze nicht, vielmehr werden diese parallel zueinander betrieben.Die Mobilfunknetze bestehen aus vielen Funkzellen, die jeweils von einer Mobilfunkbasisstation bedient werden. Sowohl die Mobiltelefone als auch die Mobilfunkbasisstationen nutzen zur Informationsübertragung elektromagnetische Wellen, deren Intensität mit dem Abstand relativ schnell abnimmt. Folglich kann nur telefonieren, wer sich in der Nähe einer Mobilfunkbasisstation aufhält. Die Basisstationen empfangen die von den Mobiltelefonen ausgesandten Funkwellen und leiten die darin enthaltenen Informationen weiter. Umgekehrt senden sie selbst Funkwellen aus, um a) Informationen an die Mobiltelefone zu übertragen und b) die Informationsübertragung zu organisieren.
Elektromagnetische Felder beim Mobilfunk
Beim Mobilfunk werden Funkwellen mit Frequenzen im unteren Mikrowellenbereich benutzt. Für den GSM-Mobilfunk gibt es einen Frequenzbereich um 900 MHz; (GSM 900) und einen um 1800 MHz (GSM 1800). Für den Betrieb des UMTS-Mobilfunks sind Frequenzen im Bereich von 1.920 bis 2.170 MHz reserviert. Eine Besonderheit des GSM-Mobilfunks ist die gepulste Abstrahlung. Das heißt, das Mobiltelefon sendet nicht kontinuierlich, sondern überträgt die Informationen in schmalen Zeitfenstern 217 Mal pro Sekunde.Die Leistung, die von Mobilfunkanlagen abgestrahlt wird, hängt vor allem von der Größe der zu versorgenden Funkzellen ab, aber auch von der Art ihrer Bebauung. Bei den meisten GSM-Anlagen beträgt die maximale Sendeleistung 25 Watt. Sie könnte deutlich niedriger sein, wenn auf eine Mobilfunkversorgung für Innenräume verzichtet würde oder wenn Gebäude mit gesonderten Anlagen für die Innenraumversorgung ausgestattet würden. UMTS-Anlagen sind in der Regel für eine Sendeleistung von 20 W ausgelegt.
Mobilfunkbasisstation und Mobiltelefon können ihre Sendeleistung in den Sprachkanälen an die jeweiligen Erfordernisse für eine gute Funkverbindung anpassen. Ist der Abstand zwischen Station und Telefon gering und stören keine Hindernisse die Übertragung, senden sowohl Basisstation wie Telefon mit minimaler Sendeleistung. Bei schlechteren Empfangsbedingungen wird die Sendeleistung hochgeregelt. Beim GSM-Mobilfunk sendet das Telefon zu Beginn des Verbindungsaufbaus mit voller Intensität. Die Leistung wird dann schrittweise auf das tatsächlich erforderliche Niveau heruntergefahren. Beim UMTS-Mobilfunk wird die Sendeleistung dagegen von dem niedrigsten bis zu dem erforderlichen Wert hochgefahren.
Funkabstrahlung von Mobilfunkantennen
Die Abstrahlung der Funkwellen erfolgt bei den Basisstationen in der Regel über drei Sektorantennen. Diese werden so angeordnet, dass das gesamte Gebiet um die Station abgedeckt wird. Die Sektorantennen bündeln die Wellen zu einem Hauptstrahl, der in der Horizontalen relativ breit, in der Vertikalen aber sehr schmal ist. An der Antenne treten zusätzlich zu dem Hauptabstrahlkegel auch noch so genannte "Nebenkeulen auf, das heißt es gibt noch weitere Abstrahlungen in andere Winkelbereiche. Diese sind jedoch in der Regel deutlich schwächer als in der Hauptstrahlrichtung. Die Abstrahlung erfolgt bei den meisten Mobilfunkanlagen nicht exakt horizontal, sondern die Hauptstrahlrichtung ist etwas nach unten geneigt. Der Neigungswinkel beträgt in der Regel einige Grad. Aufgrund der Abstrahlcharakteristik der Mobilfunkantenne ist die Intensität direkt unterhalb der Antenne in der Regel deutlich geringer als in anderen Richtungen.Die Funkwellen breiten sich von der Antenne (wie Lichtstrahlen) geradlinig aus. Die Stärke der elektromagnetischen Welle nimmt dabei mit größer werdendem Abstand ab. Sie verhält sich genauso wie das Licht einer Taschenlampe: Je weiter man sich von der Lichtquelle entfernt, umso größer ist der beleuchtete Kreis, umso geringer ist aber auch die Helligkeit in dem Kreis. Die Intensität im Strahl nimmt quadratisch mit dem Abstand ab: Ein 10-fach größerer Abstand verringert die Intensität auf 1/100 ihres ursprünglichen Wertes.
Die Stärke des elektromagnetischen Feldes, das eine Mobilfunkbasisstation an einem bestimmten Ort, etwa in einer Wohnung oder auf einem Spielplatz, hervorruft, hängt von vielen technischen und räumlichen Faktoren ab. Eine verlässliche Aussage zu den elektromagnetischen Belastungen in der Umgebung einer Mobilfunkbasisstation ist meist nur auf Grundlage von Messungen oder aufwändigen Berechnungen möglich.
