Abschätzung eines dreidimensionalen Antennendiagramms als Maximalbetrachtung

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Die öffentliche Diskussion um die Emissionen von Mobilfunkbasisstationen kann häufig dadurch versachlicht werden, dass die in der Nachbarschaft auftretenden elektromagnetischen Felder berechnet werden. Da an den Berechnungspunkten die Abstände zur Antenne deutlich größer sind als die Antennenabmessungen, genügen für die Berechnung die Fernfeldbeziehungen. Um bei einer entsprechenden Immissionsprognose möglichst realistische Werte zu erhalten, muss aber die Antennencharakteristik genau berücksichtigt werden. Gewöhnlich ist für jeden Antennentyp das Horizontal- und das Vertikaldiagramm bekannt. Somit sind einfache Berechnungen ohne detaillierte Kenntnisse der Antenneneigenschaften streng genommen nur in diesen Ebenen möglich. In der Praxis wird nun häufig von diesen beiden Ebenen auf die übrigen Punkte im Raum geschlossen. Dies ist aber mit hohen Unsicherheiten behaftet, da das dreidimensionale Antennendiagramm sich nicht aus dem Horizontal- und dem Vertikaldiagramm berechnen lässt. Im folgenden wird ein dreidimensionales Antennendiagramm vorgestellt, welches mathematisch einfach parametrisiert ist und die Forderung erfüllt, dass das Modell in allen Raumrichtungen größere Werte liefert als sie in der Realität vorkommen. Zudem sollte für Immissionsprognosen immer ein Antennendiagramm gewählt werden, bei dem eine Glättung von Einzügen erfolgt, da ansonsten große Unterschiede bei der Berechnung bei nur kleinen Winkelabweichungen gegenüber der Praxis auftreten können. Auch diese Forderung wird mit dem Modell erfüllt. Um das Modell zu verifizieren, wurde die Modellfunktion zum einen mit Berechnungen aus einem Nahfeldberechnungsprogramm eines Herstellers und zum anderen mit dreidimensionalen Antennenmessungen verglichen. Auf diese Weise wurde eine große Zahl von Antennen mit unterschiedlichsten Antenneneigenschaften mit dem Modell verifiziert. Bei keiner der betrachteten Antennen gab es Abweichungen in der Form, dass das Modell zu kleine Werte lieferte. Damit liegt ein empirisches Modell vor, welches Maximalwertberechnungen in der Nachbarschaft von Mobilfunkantennen für alle Raumbereiche ermöglicht. Weiterhin werden zum einen Fehler durch tiefe Einzüge im Antennendiagramm ausgeschlossen und zum anderen wird dadurch das Rechenverfahren so wesentlich vereinfacht, dass selbst mit einer einfachen Excelapplikation eine Immissionsberechnung einer komplexen Antennenkonfiguration möglich wird.