Personenschutz bei Richtantennen

Bei der Berechnung von Sicherheitsabständen spielt die Winkeldämpfung bei Richtantennen eine wichtige Rolle. Die größte Strahlungsleistung wird in der Mitte der Strahlungskeule abgestrahlt. In den anderen Richtungen ist sie geringer. Ist die Antenne ausreichend hoch, stahlt die Antenne zum großen Teil über den nicht kontrollierbaren Bereich hinweg, also dem Bereich in dem die Grenzwerte unbedingt eingehalten werden müssen.

Im kritischen Winkel von $\qty{40}{\degree}$ unterhalb der Antenne befindet sich ein nicht kontrollierbarer Bereich. Die Strahlungsleistung ist dort um $\qty{6}{\dB}$ niedriger als in der Mitte des Strahlungsdiagramms. Die direkte Folge ist, dass dort der Sicherheitsabstand entsprechend geringer sein kann.

$\qty{6}{\dB}$ entsprechen einem Faktor von $\num{0,25}$ oder $\dfrac{1}{4}$ (Formelsammlung).

$$ E = \dfrac{\sqrt{\qty{30}{\ohm}\cdot P_\textrm{EIRP}}}{d}$$

Umstellen der Formel nach $d$ (Sicherheitsabstand).

$$ d = \dfrac{\sqrt{\qty{30}{\ohm}\cdot P_\textrm{EIRP}}}{E}$$

Die Strahlungsleistung $P_\textrm{EIRP}$ ist nicht bekannt. Allerdings wissen wir, dass bei dieser Rechnung nur ein Viertel der Strahlungsleistung im Vergleich zur maximalen Strahlungleistung ansetzen müssen.

$$\begin{split} d &= \dfrac{\sqrt{\qty{30}{\ohm}\cdot P_\textrm{EIRP}\cdot \dfrac{1}{4}}}{E}\\ d &= \dfrac{\sqrt{\qty{30}{\ohm}\cdot P_\textrm{EIRP}}}{E}\cdot \sqrt{\dfrac{1}{4}}\\ d &= \dfrac{\sqrt{\qty{30}{\ohm}\cdot P_\textrm{EIRP}}}{E}\cdot \mathbf{\dfrac{1}{2}}\end{split}$$

Wird die Strahlungsleistung auf $\dfrac{1}{4}$ reduziert halbiert sich der Sicherheitsabstand von $\qty{20}{\meter}$ auf die Hälfte. Er verringert sich auf $\qty{10}{\meter}$.

AK105: An der Spitze Ihres Antennenmastes befindet sich eine Yagi-Uda-Antenne, deren Sicherheitsabstand in Hauptstrahlrichtung 20 m beträgt. Schräg unterhalb dieser Antenne befindet sich ein nicht kontrollierbarer Bereich. Sie ermitteln einen kritischen Winkel von 40 °. Das vertikale Strahlungsdiagramm der Antenne weist bei diesem Winkel eine Dämpfung von 6 dB auf. Auf welchen Wert verringert sich dann rechnerisch der Sicherheitsabstand bei 40 °?

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1) Kurzzusammenfassung: Eine auf einem Mast montierte Richtantenne steht vor einem Polarkoordinatennetz; ein orangefarbener, nach rechts zeigender Abstrahllobus ist eingezeichnet, mit Winkel- und dB-Beschriftungen, und unten rechts steht eine Strichfigur auf dem Boden.

2) Detaillierte Beschreibung: Unten verläuft eine schwarze Bodenlinie, darauf steht links ein schwarzer Mast. Am Mast ist eine horizontale Trägerstange mit mehreren senkrechten, schwarzen Stäben unterschiedlicher Länge montiert (parallele Elemente). Das Polarkoordinatennetz ist grau und zeigt radial angeordnete Winkelmarken und konzentrische Kurven; am rechten Rand sind die Winkel „0°“, „10°“, „20°“, „30°“, „40°“ nach oben sowie „-10°“, „-20°“, „-30°“, „-40°“ nach unten beschriftet. Entlang der waagerechten Mittellinie stehen die Pegelangaben „0 dB“ ganz rechts, „-3 dB“ in der Mitte und „-6 dB“ näher an der Antenne. Ein orangefarbener Linienzug bildet einen großen, tropfenförmigen Lobus, der nach rechts in Richtung „0°“ zeigt, sowie einen kleinen rückwärtigen Lobus nach links. Der Ursprung des Polardiagramms liegt an der Position der Antennenelemente. Unten rechts, innerhalb des Diagrammbereichs unterhalb des Hauptlobus, steht eine einfache Strichfigur auf dem Boden.
Abbildung A-13.6.1: In einem Winkel von 40° unterhalb der Achse der Hauptstrahlungskeule ist die Strahlungsleistung 6 dB geringer als bei dem Winkel 0°.


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