Montage und Inbetriebnahme von Funkbuskomponenten
Dämpfung des Funksignals
Funksignale werden auf ihrem Weg vom Sender zum Empfänger durch verschiedene Einflüsse geschwächt. Voraussetzung für eine erfolgreiche Verständigung zwischen Sender und Empfänger ist natürlich, dass die Funksignale des Senders den Empfänger in ausreichender, d. h. noch auswertbarer Stärke, erreichen.
Funkreichweite :
Folgende Parameter bestimmen die Funkreichweite:
- Die vom Sender effektiv abgestrahlte Leistung (ERP = „effectively radiated power“) (Funk-Sender des in der Gebäudesystemtechnik genutzten ISM-Bandes dürfen eine maximale Leistung von 10 mW ERP abstrahlen)
- Die Dämpfung auf der Übertragungsstrecke
- Die Antennenhöhe
- Auslöschungen von Funksignalen durch Überlagerungen mit reflektierter Strahlung
- Die Charakteristik der Sende- und Empfangsantenne, beschrieben durch den Antennenfaktor
- Die Ausrichtung der Sende- und Empfangsantenne zueinander, im Zusammenhang mit der Polarisation der Funkstrahlung
Dämpfung im Freifeld und im Freien Raum
Weitgehend störungsfreie Ausbreitungsbedingungen finden sich im so genannten „Freifeld“; hier werden auch Reichweitenmessungen durchgeführt. Unterschiede zwischen Freifeld und freiem Raum bestehen darin, dass ein Teil der Funkwellen am Boden reflektiert wird und sich mit der direkt ausgestrahlten Welle überlagert. Auch in kurzen Entfernungen können so relativ hohe Dämpfungswerte entstehen.
Eine zusätzliche Dämpfung gegenüber dem Freifeld entsteht, wenn die Antenne von Sender oder Empfänger in geringerer Höhe montiert ist. Die nachfolgende Tabelle gibt diese Abhängigkeit für die Montagehöhe einer Funk-Komponente wieder.
| Montagehöhe des Senders | Theoretische Reichweite |
|---|---|
| > 2,0 m | 100 m |
| 1,5 m | 56 m |
| 1,0 m | 34 m |
| 0,8 m | 28 m |
| 0,6 m | 23 m |
| 0,4 m | 18 m |
| 0,2 m | 13 m |
Tabelle: Sendereichweite in Abhängigkeit von der Montagehöhe des Senders
Dämpfung des Funksignals in Gebäuden
Sind auf der Übertragungsstrecke Wände und Decken zu durchdringen, hängt die Dämfpung – und natürlich auch die Funkreichweite – maßgeblich von der Art der zu durchdringenden Baumaterialien und von den wirksamen Wanddicken ab. Ein Teil der auftreffenden Funkstrahlung wird an den Grenzflächen reflektiert; ein weiterer Teil wird absorbiert. Ist das Material dazu noch feucht, wie dies in Neubauten oder frisch renovierten Räumlichkeiten der Fall ist (neu tapeziert
oder verputzt), wird die durchgelassene Funkstrahlung stärker bedämpft.
Experimente zeigten, dass die Dämpfung durch Feuchtigkeit 4 dB (entspricht Faktor 2,5) mehr betragen kann. Falls eine Übertragungsstrecke eine so starke Dämpfung aufweist, dass keine Kommunikation aufgebaut werden kann, ermöglicht ein Repeater durch die Wiederholung des Telegramms mit aufgefrischtem Pegel eine Lösung des Problems. Er wird auf ungefähr halber Wegstrecke eingesetzt.
Montage von Funk-Geräten :
In jedem Gebäude, das mit dem Funk-System ausgerüstet werden soll, gibt es günstige und ungünstige Orte, um die Geräte zu montieren. In Grenzfällen kann es soweit gehen, dass die Wahl des Montageortes über die einwandfreie Funktion einer Funkverbindung entscheidet. Daher sollten die folgenden Hinweise bei der Planung einer Funkinstallation Berücksichtigung finden:
- Bei der Platzierung von Empfängern ist zu berücksichtigen, dass auf der Rückseite von metallischen Gebäudeteilen wie – Pfeiler, Deckenträger, Feuerschutztüren, aber auch Metallteile in Leichtbauwänden – Funkschatten herrscht. Dort angebrachte Empfänger können auf direktem Wege keine Informationen empfangen, sondern sind auf reflektierte Strahlung angewiesen.
- Fenster sind auf den ersten Blick für Funksignale hervorragend durchlässig. Handelt es sich jedoch um metallbedampfte Wärmeschutzverglasung, wird dieses Fenster für eine sehr starke Dämpfung oder Reflexion des Funksignals sorgen. Gleiches gilt für Sicherheitsglas mit Drahteinlagen. In diesen Fällen ist es sicher günstiger, die Durchdringung der umgebenden Wand zu betrachten.
- Gebäude werden üblicherweise thermisch isoliert, zum Teil mit Dämmwolle, die auf Metallfolie aufgebracht ist. In der Regel wird eine solche Isolation in das Dach eingebracht. Für die Funkübertragung, die nur innerhalb des Gebäudes stattfinden soll, ist dieser Fall relativ unproblematisch. Ist jedoch eine derartige Isolation auch in hohle Leichtbauwände eingebracht, würde die Metallfolie die Transmission des Funksignals durch die Wand verhindern. In diesem Fall stünden für die Übertragung des Funksignals von Raum zu Raum im Wesentlichen nur noch die Flächen einer Tür oder massiver Holzbalken zur Verfügung.
- Bei Montage von Funkprodukten in abgehängten Zwischendecken sollte darauf geachtet werden, dass nicht Paneele aus Metall oder mit eingearbeiteter Kohlefaser eingesetzt werden, da solche Paneele das Senden aus dem Deckenhohlraum oder in ihn hinein verhindern.
- Von metallischen Wänden oder Türen sollte ein Mindestabstand von 10 cm eingehalten werden.
- Geräte des Funk-Systems sollten in einem Mindestabstand von 0,5 m von hochfrequenten Störern installiert werden, damit deren parasitäre Funkstrahlung die Kommunikation des Funk-Systems nicht stören kann. Hierzu zählen Computer (auch Bildschirme), Audio und Videoanlagen, Mikrowellengeräte, elektronische Transformatoren und Vorschaltgeräte. Zu Sendeantennen anderer Funkdienste wie schnurlosen Telefonen (DECT) oder Funkkopfhörern, sollte sicherheitshalber ein Abstand von 1...3 m eingehalten werden.
- Der Abstand zwischen Sender und Empfänger sollte mindestens 1 m betragen, um ein Übersteuern des Empfängers zu verhindern.
- Die Positionen von zwei Funkprodukten, die Informationen untereinander austauschen müssen, sollten so gewählt werden, dass ihre direkte Verbindungslinie nur auf möglichst kurzen Strecken durch Mauerwerk oder andere dämpfende Materialien verläuft, um die Verluste durch Dämpfung so gering wie möglich zu halten. Die „wirksame Wandstärke“ ist oft größer als die Wanddicke. Besonders ungünstig ist in der Regel die Platzierung eines Funk-Senders in einer Mauernische.
- Ein Sender oder Empfänger, der gebäudeweit zentrale Aufgaben übernimmt (z. B. ein Repeater oder ein Sender, der alle Leuchten eines Gebäudes ausschaltet oder alle Jalousien synchron steuert) sollte auch zentral im Gebäude installiert werden, damit keine besonders ungünstigen, diagonal durch das ganze Gebäude führenden Übertragungsstrecken entstehen.
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