Voortplanting en verzwakking van radiogolven

Inhoudsopgave

Leestijd 3 minuten

Bijgewerkt – 11 mei 2023

Het onderwerp WLAN, blootstelling aan straling en afscherming komt steeds weer ter sprake. Het begrijpen van de voortplanting en verzwakking van radiogolven helpt ook bij het omgaan met radiotechnologie. Daarom wordt hieronder meer gedetailleerde informatie gegeven, maar hiervoor is eerst een basiskennis nodig. Dus, een beetje droge theorie om mee te beginnen.

geschiedenis

In 1886 demonstreerde Heinrich Hertz, naar wie de meeteenheid voor frequentie (Hz) is vernoemd, voor het eerst experimenteel het bestaan van elektromagnetische (radio)golven, zoals in theorie voorspeld door James Clerk Maxwell in 1867.

Nikola Tesla ontving zijn eerste patent voor draadloze energietransmissie, radiotechnologie, op 20 maart 1900.

Braun en Marconi zijn andere namen die verband houden met de ontwikkeling van de telegrafie, die, met behulp van de elektromagnetische telegraaf en het Morse-alfabet, uitgevonden door Samuel Finley Breese Morse in 1837, berichten over afstanden tot 3.600 km overbrugde.

Spreiding

De voortplanting van elektromagnetische golven hangt af van de frequentie, topologische en atmosferische omstandigheden.

De ionosferische lagen (gemiddelde hoogte ongeveer 1.000 km), die de troposfeer nabij de aarde (17...17 km hoogte) en de stratosfeer (8...50 km hoogte) volgen, kunnen elektromagnetische golven reflecteren vanwege hun mate van ionisatie , die afhankelijk is van de zonneactiviteit . In extreme gevallen kan een zojuist verzonden signaal op dezelfde locatie opnieuw worden ontvangen door herhaalde reflectie over de hele wereld (omtrek ca. 40.000 km), vertraagd door de transittijd (300.000 km / s).

Boven ongeveer 60 MHz planten radiogolven zich op dezelfde manier voort als licht. Je kunt worden afgeleid door obstakels, gereflecteerd. Met name radiogolven boven de 100 MHz worden in hun voortplanting steeds meer verstoord door reflecties. In het ergste geval kunnen de golftop en -dal elkaar opheffen.

demping

Verzwakking is de verzwakking van een signaal. De demping wordt gemeten in decibel (dB), of decibel milliwatt (dBm) of, voor hogere vermogens, decibel watt (dBW) in logaritmische vorm om grotere niveaus op een praktische manier te kunnen weergeven.

Het is belangrijk om onderscheid te maken tussen dempingsinformatie in procenten en dB, voor geluid db(A) betekent “A” aangepast aan de menselijke gehoorcurve (rekening houdend met het feit dat hoge en lage tonen op verschillende niveaus en bij hetzelfde volume worden waargenomen ).

Eén decibel geeft doorgaans een versterkingswaarde aan, d.w.z. de waarde is positief. Een negatief teken beschrijft dus verzwakking.
100 dB betekent 100.000 keer de geluidsdruk van 0 dB of een geluidsdruk van 2 pa (Pascal).

lawaai	dB(A)	Afscherming (dB)	%
cirkelzaag	90	10	90
Snelweg-tags	80	20	99
Hoofdstraat gedurende de dag	70	30	99,9
Hoofdstraat 's nachts	60	40	99,99
Zijstraat overdag	50	50	99,999
Zijstraat bij nacht	40	60	99,999.9
Klok tikt	30	70	99,999.99
Ritselende bladeren	20	80	99,999.999
Ademhalingsgeluid	10	90	99,999.999.9
stilte	0	100	99,999.999.99

Om een zeker idee te krijgen van hoe hoog het dempend vermogen is van een materiaal dat door radiogolven kan worden doordrongen, vergelijk je een gebouwplafond <30 cm dik (70%) en een draadgaas van minder dan 1 mm dun (100%), of er is een gipskartonplafond voorzien van een scheidingswand van minder dan 10 cm dik (10%).

Kabel-/connector-/dempingsverliezen

Als radiogolven, bijvoorbeeld op de weg van de radio naar de antenne, door kabels, stekkers, koppelingen etc. gaan, treden ook hier dempingsverliezen op. Het type en de lengte van de gebruikte antennekabel en de stekkerverbindingen bepalen de hoogte van de totale dempingsverliezen.

De vuistregel is: de som van de verzwakkingsverliezen mag de antenneversterking niet overschrijden. De keuze van de afzonderlijke componenten moet dienovereenkomstig worden gemaakt.

Het type kabel (gevlochten of stijve geleider), afscherming, mantelstructuur, lengte en frequentie die moet worden gebruikt, zijn ook criteria waarmee rekening moet worden gehouden bij het kiezen van een antennekabel. Ook het constructieve gebruik is van belang: halogeenkabels zijn hittebestendig en vlamvertragend, sleufkabels worden gebruikt voor het leggen in tunnels.

WLAN / radioverbinding

De frequenties 2,4 GHz, 5 en 6 GHz en 24 en 60 GHz zijn bedoeld voor WLAN. Als je een groot bereik wilt, door muren en plafonds, kies je voor de laagste frequenties, namelijk 2,4 GHz. Ze hebben een bereik van ongeveer binnen een eengezinswoning. Let op bij geschakelde woningen: ook voor de buren is er genoeg. Als je hoge datasnelheden over korte afstanden wilt, moet je 5 GHz gebruiken, omdat deze nauwelijks door de vloer of het plafond dringt. Hetzelfde geldt voor de 6GHz-band.
24 en 60 GHz maken daarentegen afstanden van 200 tot 1.000 meter mogelijk. Regen, nevel, sneeuwval etc. kunnen leiden tot doorvoerverliezen, die deels kunnen worden gecompenseerd door technische voorzorgsmaatregelen.

Radioveldsterkte

De radioveldsterkte van elektrische installaties is 1...2 mW, een radioverbinding is ongeveer 10 mW, WLAN op 2,4 GHz is 100 mW, op 5 GHz is 200 mW, een magnetron is 800 mW en een mobiele telefoon is 2.000 mW .

Over het algemeen zijn er grenswaarden voor hoogfrequente elektromagnetische velden, die bekend staan als SAR (specifieke absorptiesnelheid) en beschrijven welk stroomverbruik door menselijk weefsel wordt verdragen.

Gemiddeld over het gehele menselijke lichaam wordt 0,08 W/kg 2 W/kg genoemd, gebaseerd op individuele gebieden, bijvoorbeeld het hoofd (mobiele telefoon).

De mobiele telefoon op uw oor belast het organisme al met de hoogst toegestane belasting.

Bij gevoelige mensen kunnen de gevolgen van blootstelling aan elektromagnetische straling onder meer zijn: ontregeling van de bloeddruk, depressie, hormonale stoornissen, immunosuppressie, concentratieproblemen, hoofdpijn, vermoeidheid, slaapstoornissen, duizeligheid, misselijkheid en rusteloosheid.

Beschermende maatregelen

Kies de locatie van de WLAN-router zo ver mogelijk van de werkplek.
Gebruik de frequentieband volgens de werkelijke vereisten.
Schakel WiFi uit wanneer deze niet in gebruik is.

Als u uzelf wilt beschermen tegen externe blootstelling aan elektromagnetische straling, kunt u uw huis in de stijl van een Farady-kooi ontwerpen. Hierbij worden stroken dunne metalen roosters, koperfolie en eventueel aluminiumfolie aangebracht onder wandbekleding/behang of speciaal EMC-behang met een metaalgecoate achterkant. Het is belangrijk dat elke strip elektrisch contact heeft met de aangrenzende strip, dat ruiten ook gemetalliseerd zijn en dat deze laag ook verbonden is met de muurafscherming.
Om een goede aarding te garanderen, moet de gehele installatie worden aangesloten op de potentiaalvereffening van het gebouw.

Op deze manier is deze kamer beschermd tegen elektromagnetische invloeden van buitenaf; omgekeerd zou het radioverkeer van een WLAN-router binnen deze kamer worden beschermd tegen externe afluisteraars.

Hierin wordt het onderwerp elektrosmog en afschermingstechnologie besproken Bijdrage afzonderlijk behandeld.

Alle werkzaamheden aan elektrische installaties mogen uitsluitend door gekwalificeerd vakpersoneel worden uitgevoerd!