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Mobilfunkstrahlung – Fakten und Folgerungen
  von Fritz Jörn

   Inhalt:
Nachdenkliches Vorwort
Nachrichten und Energie, Anpassung
   Tabelle: typische Leistungen
Nachrichten sind bescheiden, besonders digitale
Elektromagnetische Felder
   Schaubild: Elektromagnetisches Spektrum
   Tabelle: Frequenzen
Feldstärke und Felddichte
   Tabelle: Grenzwerte
SAR, die spezifische Absorptionsrate
Sicherheitsabstand und Strahlung
Mobilfunkantennen
Die »Charakteristik« einer Antenne, Genzwertunterschreitungen
Mobilfunk-Basisstationen
Elektrische Feldstärken selbst messen
Elektrosmog-Neutralisierer
Wie viele Antennen braucht der Mobilfunk?
UMTS ist nicht »gepulst«
Strahlung von Handys
Handys und die spezifische Absorptionsrate SAR
Schnurlostelefone
Einstrahlstörungen
Bluetooth – drahtlose Datenübertragung statt Strippen
Die Wirkungen elektromagnetischer Strahlung auf den Menschen
   Eindringtiefe
Vorsorgewerte?
Mobilfunk – Segen oder Gefahr?
Glossar
Weiterführende Literatur und Web-Adressen

Nachdenkliches Vorwort
   Wir alle sind täglich umgeben von Schall und von elektromagnetischen Strahlen aller Art. Nur einen ganz geringen Teil davon können wir mit den Ohren hören oder mit eigenen Augen sehen. Welche Einflüsse all diese Strahlung auf uns hat, macht uns Sorgen.
   Ich bin kein Mediziner, auch kein Politiker, Mobilfunkbetreiber oder Industrieller – als Handy- und Schnurlostelefonnutzer allerdings bin ich betroffen wie wir alle. Zur aktuellen Diskussion über Elektrosmog kann ich deshalb nur beitragen, was ich – als Techniker – über elektromagnetische Strahlung weiß; genau gesagt: was ich darüber zu wissen glaube, und ehrlich gesagt: was ich mir ausgedacht habe. Denn wenn es ernst wird, so meine ich, hilft eigenes Nachdenken, hilft Common Sense mehr als das Nachbeten fremder Meinungen, und seien sie von noch so ehrwürdigen Professoren.
   Die alttestamentarische Empfehlung »Machet euch die Erde untertan!« verstehe ich zunächst als Aufforderung, mit dem eigenen Verstand an diese Welt heranzugehen, sie zu entdecken, zu erkennen. Und weil unsere Welt heute eine Welt der Technik ist, sollten wir eben diese verstehen, so wie unsere Vorfahren das Wetter und die Gezeiten kannten.
   Ein Weiteres kommt dazu: unsere Verantwortung, mit diesem Wissen umzugehen, die Welt zu gestalten. Und das wiederum bedeutet nicht, einfach gar keinen Einfluss auf die »Natur« zu nehmen, auf die scheinbar »gute«, sondern im Gegenteil, aus Wissen und Verantwortung heraus seine menschliche Rolle zu spielen. Soviel zur Philosophie.
   Konkret gebe ich Ihnen hier sachliche Erklärungen, Fakten für die elektrischen Phänomene im Zusammenhang mit Mobilfunk, zeige Größenordnungen auf und möchte sichtbar machen, was wann eigentlich wo wie stark strahlt.
   Schlussfolgern kann ich nur, soweit Logik und Verstand reichen. Aussagen wie »nach den Erfahrungen vieler Wissenschaftler und Ärzte« oder »nach Meinung einiger unabhängiger Forscher« werden Sie hier nicht finden. Und mit meinem eigenen Empfinden, dass mich ein naher Mobilfunksender und vier Balken im Handy-Display geistig eher anregen als müde und krank machen, werde ich Sie auch nicht noch einmal belästigen. Ob einzelne, relativ kleine Umwelteinflüsse dem Menschen überhaupt schaden, ob sie ihn im Gegenteil vielleicht sogar anregen wie Musik zu Hausaufgaben – was ebenfalls umstritten ist –, oder ob sie keine Wirkung haben, dies, so fürchte ich, wird nie abschließend beweisbar sein. Weder Migräne noch Motivation lassen sich beweisen.
   Die umfangreichste statistische Studie über Krebsgefahr bei Mobilfunk aus Dänemark, bisher die größte überhaupt, entdeckte bei 420.095 Teilnehmern (Kohorten) zwischen 1982 und 1995 statt 3.825 statistisch erwarteten Krebsfällen nur 3.391 Fälle – also sogar einen Rückgang um elf Prozent! Vielleicht ist alles nur Spuk ...
   Noch ein ernstes Wort zu allgemeinen Lebensrisiken. Jedes Jahr stirbt im Straßenverkehr in Deutschland die Bevölkerung einer Kleinstadt, eine ganze Stadt wie Hannover wird schwer verletzt [Stichwort Krebs]. Das nehmen wir in Kauf, wenn wir ins Auto steigen, ja, wir kümmern uns nicht einmal um die statistisch unfallärmere Route bei der Wahl der Strecke in die Ferien. Mobiles Telefonieren am Steuer, Rauchen oder Streit mit dem Beifahrer sind allenfalls ein höheres Risiko für beide Beteiligte als die dabei eventuell genutzte Hochfrequenz. Jeder vierte Todesfall in Deutschland ist Folge von Krebs – seit Jahrzehnten! Ursachen dafür kennen wir wenige. (Und wenn, so hält dies unser Gemeinwesen nicht davon ab, Zigarettenrauchen nach wie vor zuzulassen, und sich daran durch Steuerabgaben und kürzere Rentenlaufzeiten zu bereichern.) Bei dieser sehr hohen Zahl von Krebserkrankungen wird sich eine geringe Erhöhung oder Verringerung der Krebsrate statistisch keinem einzelnen neuen Umwelteinfluss zuordnen lassen, auch nicht der allgemeinen Steigerung von Umwelteinflüssen, weder rhythmischer Diskomusik noch pulsenden Mobiltelefonen noch beidem zusammen. Nichts wird man beweisen können – streiten um so mehr!
   Wenn Mobilfunk und drahtlose Kommunikation in den letzten Jahren so populär geworden sind, dann entspricht das – nicht nur bei Feuerwehr-Funkgeräten, Babyphonen und Schnurlostelefonen für ältere Mitbürger – einem wirklichen Bedürfnis, auch nach Sicherheit.
   Die neue, fortschrittliche Mobilfunknorm UMTS, das »universelle Mobiltelekommunikationssystem«, erlaubt vielfältige Dienste bei noch geringerem Verbrauch an neuen Frequenzen. Es benötigt dafür aber, wie jede drahtlose Kommunikation, Antennen.
   Wie Antennen arbeiten, wie sie mit Mobilgeräten und untereinander in Verbindung stehen, welche Strahlung dabei auftritt, wird hier, zusammen mit den vorgegebenen Rahmenbedingungen, dargestellt.
   Ich hoffen Ihnen damit eine Hilfe zur Meinungsbildung zu geben.
   Bonn, im Sommer 2001

[Krebs: www.statistik-bund.de/presse/deutsch/pm2000/p3620092.htm Ein Viertel der 1999 Verstorbenen erlag einem bösartigen Krebsleiden (108 000 Männer und 102 400 Frauen). Bei den Männern hatten bösartige Erkrankungen der Atmungsorgane (29 800 Verstorbene) und der männlichen Geschlechtsorgane (11 500 Verstorbene) die größte Bedeutung. Bei den verstorbenen Frauen dominierten bösartige Erkrankungen der Verdauungsorgane und der Brustdrüse mit 35 700 bzw. 17 600 Sterbefällen.
Ursprünglich aus einem guten c’t-Artikel zu Elektrosmog: c’t 2000 Heft 14 p 218 ff, www.Heise.De/ct/00/14/218/.]
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Nachrichten und Energie, Anpassung
   Die klassische Elektrotechnik unterscheidet zwei Fachrichtungen: Energietechnik und Nachrichtentechnik – aus gutem Grund. Die meiste Elektrizität wird als Kraftquelle, als Energiespender genutzt: Lampen leuchten, Motoren drehen sich, Waschmaschinen waschen und Eisenbahnzüge fahren durch die Landschaft. In unsere Wohnungen wird – gehörig abgesichert – Netzstrom von 230 Volt (V) Wechselspannung (50 Hz, Hertz, Schwingungen in der Sekunde) geführt.
   Doch schon diese Aussage ist unscharf: An den Steckdosen liegt eine Spannung von 230 V an. Ein Strom fließt erst, wenn ein elektrischer Verbraucher die Verbindung zwischen den beiden Polen herstellt. Spannung als reines Potenzial bleibt zunächst wirkungslos, wie ein stiller Bergsee, sofern er nicht als Stausee mit seinem Wasser unten im Tal Turbinen antreibt.
   Um Leistung – Bewegung, Wärme, Licht – aus einer gegebenen Spannung ziehen zu können, muss ein Verbraucher daran angepasst sein, muss abnahmefähig sein. Das Prinzip der Anpassung ist wichtig. Ist die Bremse eines Trimmrads zu fest angezogen, dann wird man seine Übungsleistung nicht los, weil man erst gar nicht richtig zum Treten kommt; ist sie zu locker, so drehen die Pedale leer durch. Anderes Beispiel: Ist der Boden eines Topfes nicht plan, so kann er nicht die Leistung einer elektrischen Herdplatte übernehmen. Weiter: Ein europäischer Haarföhn, für 230 V gebaut, erbringt in Amerika bei 110 V nur ein Viertel der Leistung (sofern nicht eigens konstruktiv zwei Heizspiralen statt parallel in Reihe geschaltet werden), denn Watt sind merkbar W=V×A Volt mal Ampere, mit ein bisschen Ohmschem Gesetz (I=U/R beziehungsweise A=V/Ω) wird W=V²/Ω, also vom Quadrat der Spannung abhängig. Letztes Beispiel: Acht-Ohm-Lautsprecher an einem Vier-Ohm-Ausgang einer Hi-Fi-Anlage nehmen ihr nie die mögliche Leistung ab. Genauso muss auch eine Antenne »richtig« sein für die jeweilige Funkfrequenz. Energie-Sender und Energie-Empfänger müssen aneinander angepasst sein, der Empfänger muss abnahmefähig sein, sozusagen problemlos die richtige Sprache verstehen. Stellen wir uns Funkwellen – fälschlich natürlich, denn elektromagnetische Wellen sind nicht wie Wasserwellen oder Schall mechanische Wellen – einmal als Meereswellen vor: Da haben kleine Wellen keine Wirkung auf einen Ozeandampfer, auf einen schwimmenden Korken aber schon. Ein potenzieller Rezeptor muss in seiner Schwingungsfähigkeit angepasst sein.
   Diese Anpassung ist bei jedem Energieübergang zu beachten – sei er nun gewollt oder bewusst ungewollt. Auch Elektrosmog ist nur ein Potenzial; die mögliche Wirkung hängt genauso stark vom »Verbraucher« wie von der Quelle ab. Der Verbraucher muss elektrisch gesehen angepasst sein, muss überhaupt abnahmefähig sein. Beim Menschen ist das so eine Frage, auf die wir noch kommen.
   Kommt es dank Spannung, Anpassung und Strom in der Tat zu einer Wirkung, dann wird diese elektrische Leistung in Watt (W) gemessen. Sie ist das Produkt aus der Spannung (in V, Volt) und dem fließenden Strom in Ampere (A). (Die jeweilige Stromstärke bestimmt der Widerstand in Ohm (Ω), nach dem Ohmschen Gesetz: Strom gleich Spannung durch Widerstand.) Ein 1800-W-Föhn zieht also (1800 W / 230 V =) 7,8 A Strom.
   Ströme und Leistungen sind Augenblickswerte. Erst wenn sie eine Zeitlang tätig sind, wird echte Arbeit daraus – eine Energiemenge, Wattsekunden (Ws) oder, umrechenbar, Kilowattstunden (kWh) (1 kWh = 1000 / 3600 Ws). Wenn so ein Föhn fünf Minuten lang bläst, verbraucht er in dieser Zeit von 5/60 Stunde (5 / 60 h × 1800 W =) 150 Wh oder 0,15 kWh. Ein Handy-Akku mit 3,6 V und einer Kapazität von 500 mAh kann insgesamt 1,8 Wh gleich rund 0,002 kWh abgeben – und funkt damit Stunden über Stunden. Das Verhältnis von einmal ausgiebig den Kopf föhnen und mobil funken, bis der komplette Akku leer ist, beträgt hier 150 zu 1,8 oder 83 zu eins – energietechnisch gesehen.
   Hier einmal eine Übersicht über ganz verschiedene typische Leistungen, unter besonderer Berücksichtigung des Mobilfunks:

   Tabelle der typischen elektrischen Leistungen an Beispielen
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   Um elektrische Leistung zu übertragen, braucht man im allgemeinen Drähte. Eine Übertragung von mehr als nur ganz geringen Leistungen durch den freien Raum ist leider nicht möglich, sonst führen unsere Straßenbahnen ohne Oberleitung, unsere Radios spielten ohne Batterien und unsere Handys hätten keinen Akku und hielten ewig. Diese Tatsache und die mangelnde Abnahmefähigkeit (sprich: »elektrische Anpassung«) – entwicklungsgeschichtlich bedingt? – sind der eigentliche Grund, warum wir von der uns umgebenden elektromagnetischen Strahlung, dem Elektrosmog – jedenfalls energetisch – wenn überhaupt, so nur ganz wenig beeinflusst werden.  
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Nachrichten sind bescheiden, besonders digitale
   Seit der Italiener Guglielmo Marconi (1874 bis 1937) am 12. Dezember 1901 – vor genau hundert Jahren also – von England aus vorgeblich ein Morse-S (also immer drei Punkte) bis nach Amerika funkte, wissen wir, dass im Gegensatz zur Energieübertragung eine Nachrichtenübertragung durch den freien Raum möglich ist, sogar über weite Strecken. (Bei seinem Tod schwiegen zwei Minuten lang weltweit alle Funkübertragungen, wohl der letzte Augenblick ohne jeglichen Elektrosmog.) Heute gelingt es bekannten deutschen Funkamateuren wie Nils Schiffhauer routinemäßig, mit 100 bis 500 Milliwatt Sendleistung bis nach Australien zu funken!
   Nachrichten sind also bezüglich der für sie benötigten Leistung ungeheuer bescheiden. Digitalisierte Nachrichten sind dabei noch bescheidener, weil der Empfänger kleine Fehler in der Übertragung notfalls aus dem Rest des Signals rekonstruieren kann, oder die beschädigte Sendung einfach reklamiert und neu anfordert. Außerdem sind die digitalen Mobilfunknetze in relativ kleine Zellen unterteilt. Beides begründet, warum andererseits analoge (das heißt: nichtdigitale) Nachrichten, sei es UKW-Rundfunk oder Fernsehen, sei es Polizei- oder CB-Funk (mit vier Watt) relativ hohe Funkleistungen benötigen – und eben nicht so digitaler Mobilfunk!
   Ein Problem haben Nachrichtenübertragungen durch den Äther allerdings: Die Nachrichten, speziell zum Beispiel Sprache oder Musik, müssen auf eine elektromagnetische Trägerwelle moduliert werden. In der Luft von uns hörbare Töne schwingen mit rund tausend Schwingungen in der Sekunde (1000 Hz); diese Frequenz, elektrisch zum Beispiel »analog« über Telefondrähte übertragen, würde nie von selbst diese Drähte verlassen und elektrisch strahlen (Wo bliebe dann das Gesprächsgeheimnis?). Erst sehr viel höhere Frequenzen (sehr viel schnellere Wechsel des Stroms) können sich in den Raum ausbreiten. Ich stelle mir das so vor: Je zappeliger der Strom, desto eher mag er den bequemen Draht verlassen. Zur drahtlosen Übertragung sucht man sich also eine höhere Frequenz – oder ersteigert sie, wie im Falle von UMTS – und kann dann darauf Nachrichten übermitteln.
   Die Frequenz von UKW-Rundfunk liegt bei hundert Millionen Schwingungen in der Sekunde (100 MHz), die von deutschen Mobilfunk-D-Netzen auf 900 MHz. E-Netze arbeiten hier über 1800 MHz, die kommenden UMTS-Netze werden 2000 MHz (gleich 2 GHz) nutzen, ein wenig »oberhalb« der E-Netze. Grob gesagt: Je höher die Frequenz ist, desto mehr Nachrichten lassen sich übertragen, weil die absolute Bandbreite höher sein kann. Deshalb klingt UKW besser als Mittelwelle, und Fernsehen braucht noch höhere Frequenzen als UKW.
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Elektromagnetische Felder
   Die Elektrizität überspannt einen riesigen Wirkungs- und Wellenbereich, von niederfrequenten, leitungsgebundenen Strömen etwa für Motoren und Geräte über das sichtbare Licht bis zur radioaktiven Strahlung. Die Wellenlänge errechnet sich aus der Lichtgeschwindigkeit, mit der sich elektromagnetische Wellen gemeinhin ausbreiten, dividiert durch die Frequenz. So hat Netzstrom mit seinen 50 Hz eine Wellenlänge von (300.000 km/s durch 50 1/s =) 6.000 km, deutsche E-Netz-Handys mit 1800 MHz ganze 16 cm und Licht um 500 nm ein halbes Millionstel Meter. Ich erwähne das, weil mögliche Ausbreitung und Antennenformen von elektromagnetischer Strahlung entscheidend von der Wellenlänge abhängen, ebenso beispielsweise die abschirmende Wirkung eines Faradayschen Käfigs: Eine Autokarosserie schluckt zwar ganz gehörig CB-Funk mit seiner Wellenlänge von 11 m, Mobilfunk aber entgegen häufig geäußerter Meinung praktisch nicht, was man beim möglichen Telefonieren mit dem Handy im Auto ohne Außenantenne ja selbst erfahren kann. Eine fest eingebaute Freisprechanlage mit Außenantenne ist zwar gut und schön, eine »mobile Freisprechanlage« schützt aber genauso vor der Gefahr, nicht beide Hände frei zu haben.
   Eine gute Übersicht über elektromagnetische Felder entnehme ich dem Bericht über elektromagnetische Felder im Alltag (p 21 der pdf-Datei) der baden-württembergischen Landesanstalt für Umweltschutz:

Quellen und Frequenzen elektromagnetischer Felder
(Bild anklicken gibt große Ansicht. Eine ähnliche Grafik auf www.stua-lp.nrw.de/3/info3_esmogdia.jpg)
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   Oberhalb der Frequenz des Lichts beginnen elektromagnetische Strahlen zu ionisieren, das heißt, sie können Molekularstrukturen verändern, denn nun kommt ihre Wellenlänge bereits in die Größenordnung der Atome. Das »geht durch und durch« und ist – bei starkem Strahlungseinfluss – nachweislich gefährlich. Unterhalb des Lichts – und Funkwellen liegen weit, weit unterhalb – haben Strahlen zunächst nur eine Wärmewirkung. Diese Wirkung ist – sofern man nicht mit 900 W in einem Mikrowellenherd Speisen aufwärmt – speziell bei der Nachrichtenübertragung den genutzten kleinen Leistungen entsprechend extrem klein. Denn der Zweck ist hier ja Nachrichten-, nicht Energieübertragung.
   Diese geringe thermische Wirkung ist ein Anlass genauer Betrachtung. Ob nicht-ionisierende elektromagnetische Strahlen außer ihrer Energie-Übertragungswirkung – also Wärme – noch andere nicht-thermische oder athermische Wirkungen haben, ist umstritten. Mehr noch: Welche weiteren Auswirkungen mögliche athermische Wirkungen auf den Menschen haben, ob sie schaden oder vielleicht sogar nützen, ist erst recht ungewiss. Ein Drittes: Ob eine Wirkung linear abfällt, ob also die halbe Strahlung stets die halbe Wirkung hat oder relativ mehr oder weniger, auch dies lässt sich nicht biologisch beweisen – so wie manchen »an sich« schädlichen Substanzen in homöopathischen Dosen heilende Wirkungen zugeschrieben werden, häufig auch unbewiesen. Darauf kann und möchte ich als Techniker nicht eingehen.
   Immer gehört aber zu einer Wirkung eine Anpassung, die Aufnahme- beziehungsweise Abnahmefähigkeit des darauf angepassten Empfängers, und dann eine, wenn auch noch so geringe Energieübertragung. Eine Wirkung ohne Energieübertragung kann ich mir nicht vorstellen – wenn man von der Freude über eine gute Nachricht absieht.

Mobilfunkfrequenzen
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Feldstärke und Felddichte
   Elektromagnetische Felder im freien Raum können schlecht einfach in Watt angegeben werden, denn zunächst sind sie, wie unsere Netzspannung im Haus, nur ein Potenzial. Sie haben zwei Komponenten, ein elektrisches und ein magnetisches Feld. Beide hängen untrennbar voneinander ab (Maxwellsche Gleichungen).
   Das elektrische Feld kann man sich wie eine Spannung vorstellen, die zwischen zwei Punkten im Raum herrscht. Strenggenommen ist die elektrische Feldstärke ist eine Vektorgröße, die der Kraft entspricht, die auf ein geladenes Teilchen ungeachtet seiner Bewegung ausgeübt wird.
   Außerdem gibt es wiederum Felder unterschiedlicher Frequenz, vom statischen Feld, das zum Beispiel vor einem Gewitter einen Blitz auslöst (100 MV, Entladung in 10 µs, Ströme bis 100 kA, 40 kWh) bis hin zu den Wechselfeldern des Mobilfunks auf einem oder zwei Gigahertz. Die elektrische Feldstärke wird in Volt je Meter (V/m) angegeben.

Ein magnetisches Feld tritt nur dort auf, wo ein Strom fließt – bei einem Blitz beispielsweise oder ganz in der Nähe einer aktiven Antenne ganz in der Nähe des Waschmaschinenkabels, wenn drinnen mit hohem Strom das Waschwasser erhitzt wird. Das magnetische Feld wird in Ampere je Meter (A/m) gemessen, wobei dies die magnetische Feldstärke ist.
   Die magnetische Flussdichte wird in Tesla (T) beziehungsweise Mikrotesla (µT, Millionstel Tesla) angegeben. (Die magnetische Flussdichte wird auch »Induktion« genannt und ist genaugenommen eine Vektorgröße, aus der sich die Kraft auf bewegte Landungen ergibt. Mehr siehe Glossar.) Bei den Frequenzen, um die es bei Mobilfunk geht (10 MHz bis 300 GHz), ist die Flussdichte ein einfacher Faktor der Feldstärke: Rund 1,25 mA/m entsprechen einem µT.

Im freien elektromagnetischen Feld – also ein paar Wellenlängen von der Sendeantenne entfernt – besteht eine feste Beziehung zwischen der (hohen) elektrischen und der (niedrigen) magnetischen Feldstärke.

   Das Produkt von elektrischer und magnetischer Feldstärke gibt die mittlere Leistungsflussdichte (Strahlungsdichte) an einer Stelle. Sie ist die Leistung in W/m², die durch eine zur Ausbreitungsrichtung der Welle senkrecht stehende Fläche (von einem Quadratmeter) hindurchtritt und damit die Maximalleistung, die dort von einem Verbraucher entnommen werden kann.
   Die geringe Größe des Leistungsflusses in der Luft – wenige Watt je Quadratmeter – lässt sich schwer anschaulich machen, zumal auch sie nur ein Potenzial ist, eine Möglichkeit, Teile dieser Energie – etwa für ein Handy – als Signal nutzbar zu machen. Vergleicht man dies mutig mit einer elektrischen Herdplatte, die einen Durchmesser von 20 cm hat (Fläche dann 0,0314 m²) und 750 W abgeben kann, so bringt diese dem Topf einen möglichen Energiefluss von 2400 W/m² zum Kochen.

Deutsche Grenzwerte für Hochfrequenzanlagen nach der gültigen 26. Bundesimmissionsschutzverordnung (fett hervorgehobene Werte) und deren errechnete Größen für gängigen Mobilfunk. (US-Grenzwerte siehe unten und Lit.)
Im Bereich von 400 bis 2000 MHz ist deutlich die Frequenzabhängigkeit der Eindringtiefe der Strahlen berücksichtigt (in der Formel die Wurzel aus der Frequenz in Megahertz √f bezw. die Frequenz f).
Elektrische und magnetische Feldstärke und der daraus resultierende Leistungsfluss sind voneinander abhängige Größen, es reichte also jeweils eine Angabe.
Die mögliche Belastung resultiert in jedem Fall in einem SAR-Wert von 0,08 W/kg; so wirken 10,2 W/m² bei 2 MHz genauso wie 5 W/m² bei 900 MHz.

   Physikalisch errechnet sich die Leistungsflussdichte S entweder aus dem Produkt von elektrischer Feldstärke E und magnetischer Feldstärke B, also S = E × B, oder aus dem Quadrat der elektrischen Feldstärke durch den Wellenwiderstand im freien Raum Z (Z = 377 Ω, Ω = V/A), also S = E² / Z, beziehungsweise dem Quadrat der magnetischen Feldstärke multipliziert mit dem Wellenwiderstand, also S = B² Χ Z.
   Noch ein Gedankenblitz zu Blitzen (von Dr. Betz angeregt): So eine plötzliche elektrische Entladung ist physikalisch ein enormer »Dirac-Stoß« und enthält starke Strahlung aller Frequenzen – weshalb es dann auch im Radio kracht, egal, welchen Sender man eingestellt hat. Mit einem empfindlichen Empfänger kann man Gewitter sehr weit hören, weit weg von der Gefahr eines Einschlags. Blitz und Donner – und damit elektromagnetische Strahlung und Krach – gibt es also seit Adam und Eva beziehungsweise deren Sündenfall. Besonders Kinder haben Angst davor, aber geschadet hat es ihnen nicht. Erwachsenen verursachen die weltweiten Gewitter und ihre elektromagnetische Wirkung keine ständigen Kopfschmerzen. (Mehr zu Blitzen hier.)
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SAR, die spezifische Absorptionsrate
   In der Nähe einer Antenne (Nahfeld) und dort, wo das elektromagnetische Feld durch unterschiedliche Medien wie Metall, Körpergewebe oder anderes verändert wird (kein Freifeld), kann man keine elektromagnetische Leistungsflussdichte angeben. Also hätten Grenzwerte der Feldstärke für Handys etwa in Kopfnähe keinen Sinn. Hier wird die spezifische Absorptionsrate angegeben.
   Für elektromagnetische Felder im Freifeld – also weit weg von der Senderantenne – gehen die gesetzlichen Grenzwerte für elektromagnetische Felder von der Überlegung aus, dass die Erwärmung des Organismus’ durch das elektromagnetische Feld in jedem Fall unkritisch sein muss. Die Grenzwerte sind gesetzlich vorgegeben und stammen aus Studien und Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation WHO (World Health Organization) und der internationalen Strahlenschutzkommission für nicht-ionisierende Strahlen, ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection, www.ICNIRP.De, hier deutsche »Fact-Sheets«). Wegen des Zusammenhangs zwischen den Werten ist es gleichgültig, ob man den Grenzwert in V/m, A/m oder W/m² angibt.
   Die Erwärmung des Gewebes hängt von seiner Aufnahmefähigkeit für elektromagnetische Schwingungen ab, das heißt von seiner Absorption. So dringen etwa hochfrequente Strahlen nur oberflächlich ins Gewebe ein, während zum Beispiel Kurzwellen erfolgreich zu therapeutischer Erwärmung der Atemwege eingesetzt werden.
   Wie stark sich also das Gewebe und wo erwärmt, hängt von der Stärke der Strahlung und von deren Frequenz ab, ebenso vom Körpergewebe – deshalb ist’s ja eine spezifische Absorptionsrate. Eine Einstrahlung – immer im Bereich der Mobilfunkfrequenzen – von 100 Millionen µW/m² gleich 100 W/m² kann bei einer Absorption (Aufnahme) von 4 W/kg (SAR) in 30 Minuten zu einer Temperaturerhöhung von einem Grad Celsius führen.
   Selbst diese Erwärmung von einem Grad wird als ungefährlich angesehen. Sie wird sie bei Personen, die beruflich mit derartiger Strahlung zu tun haben, sicherheitshalber auf ein Zehntel eines Grades begrenzt – ein resultierender SAR von 0,4 W/kg zur zehnfachen Sicherheit.
   Für die allgemeine Bevölkerung wurde der Grenzwert sicherheitshalber noch weiter zurückgenommen und einerseits auf 2 W/kg gemittelt über 10 g Körpergewebe und andererseits auf 0,08 W/kg gemittelt über den ganzen Körper festgelegt. Dies bestimmt die am 1. Januar 1997 in Kraft getretene 26. Bundesimmissionsschutzverordnung (BImschV) der Regulierungsbehörde für Post und Telekommunikation vom 16. Dezember 1996. Sie setzt die höchstzulässigen mittleren Leistungsdichten für Hochfrequenz fest, und das heißt konkret für die Mobilfunknetze: Setzt man die Mobilfunkfrequenzen in die Grenzwertformel ein, so kommt man damit auf die Grenzwerte von 42 V/m und 58 V/m für GSM (900 und 1800 MHz) und für 61 V/m für UMTS (2 GHz), siehe auch die obige Tabelle.   Zu viel Theorie? Wenn Ihnen bei diesen Berechnungen heiß geworden ist, ein praktisches Wort zum »Hitzestau«: Wird es dem Körper zu warm, so versucht er, die überschüssige Hitze loszuwerden. Schwitzt man nach samstäglichen Rasenmähen im Garten, so ist das ganz natürlich. Von einem Mobiltelefonat hingegen ist noch niemand ins Perspirieren gekommen – außer das Gespräch hat ihn nervös gemacht. Ein weiteres Zeichen dafür, dass die mögliche Körpererwärmung durch Mobilfunk unter jeglicher wirksamer Größe liegt, was auch so sein soll. Übrigens: Leistungssportler erreichen über 20 W/kg, was die sehr gut lesbare Studie des bayerischen Umweltministeriums zu Elektrosmog aufzeigt. Normale Menschen strahlen rund 100 Watt Wärme aus, entsprechend täglich etwa 9000 kJ oder 2100 kcal. Bei 70 kg Körpergewicht entsprechen 100 W 1,4 W/kg.
   In Amerika wird bei der SAR-Bestimmung über 1 g gemittelt, in Europa über 10 g, was dort beim selben Gerät zu doppelt so hohen maximalen SAR-Werten führen kann, wenn an kleinen Stellen Spitzenwerte auftreten. So schreibt ANSI/IEEE C95.1-1992 vor, dass der Ein-Gramm-SAR-Spitzenwert im Zeitraum von 30 Minuten nicht 1,6 W/kg überscheiten darf (Quelle und Beispiel) .

Basisgrößen und Basisgrenzwerte für berufliche Exposition und Allgemeinbevölkerung, nach LFU Baden-Württemberg

   Für die beruflich mit Funk Tätigen gelten zum Teil etwas höhere Grenzwerte. Warum? Während die allgemeine Bevölkerung von Babys bis zu Alten und Kranken alle umfasst, auch solche, die besonders empfindlich sein könnten, nimmt man bei Profis an, dass sie gesund sind, voller Schaffenskraft, und im übrigen ärztlich überwacht und über Risiken und Nebenwirkungen ihres Berufs wohl aufgeklärt sind.
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Sicherheitsabstand und Strahlung
   Mobilfunksendeantennen strahlen von ganz wenigen Watt bis zu einem Maximum von 30 oder 50 Watt aus, letzteres typischerweise in der freien, weiten Landschaft auf hohen Masten, wo es gilt, weit entfernte Mobilfunkgeräte zu erreichen. UMTS-Antennen senden höchstens 40 W. Zellen in Städten haben meist eine Maximalleistung von 20 W. (Bei diesen Leistungsangaben handelt es sich genaugenommen um die am Ausgang der Basisstation, also meist unten am Mast, abgegebene Leistung. Die Dämpfung eventueller Verbindungen, sogenannter Combiner, und der Koaxialleitung zu Antenne wäre eigentlich abzuziehen um den – geringeren – Watt-Wert an der Antenne zu erhalten.)
   Nur ganz selten funken Mobilfunkantennen allerdings mit ihrer vollen Leistung – nur dann, wenn alle Kanäle voll belegt sind und weitere Handys im Umkreis keine Verbindung mehr bekämen. Alle Sicherheitsvorkehrungen sind aber auf den Maximalfall ausgerichtet.
   Bei UMTS-Sendern hat der bloße Organisationskanal nur etwa 1 W Leistung. Je Telefonat kommen dort dann 100 mW dazu, bei einer höher genutzten Bandbreite entsprechend mehr.
   Auch hier ist wieder zu erkennen, wie gering eigentlich die Sendeleistungen von Mobilfunk sind. Vereinfacht gesagt: Zur Informationsübertragung braucht nur das Flimmern eines Sterns zu sehen sein; es geht nicht um die Energie, mit der die Sonne die Erde bestrahlt ...
   Behördlich müssen alle Mobilfunkstandorte über 10 W abgestrahlte Gesamtleistung genehmigt werden. Dafür ist – wie für die Mobilfunkfrequenzen – die Regulierungsbehörde für Post und Telekommunikation, RegTP, zuständig und stellt eine Standortbescheinigung aus. Für jede Anlage werden die gesamten dort zu erwartenden Strahlungen zusammengefasst. In der Standortbescheinigung werden die einzuhaltenden Sicherheitsabstände angegeben. Bei Anlagen auf Hausdächern sind das für das allgemeine Publikum typischerweise zwei bis höchstens fünf Meter in der Hauptstrahlrichtung der Antenne.

   Natürlich nimmt die Energie der ausgesandten Wellen mit der Entfernung stark ab. Weil die Luft – nicht einmal Regen oder Schnee – Mobilfunkfrequenzen nicht nennenswert dämpft, und sich die Wellen geradlinig ausbreiten, verteilt sich im freien Feld derselbe Fluss, der vielleicht in einem Meter Entfernung vom Sender zehn Watt durch einen Quadratmeter (10 W/m²) ausmacht, nach zwei Metern auf 4 m² ( = 2,5 W/m²), nach vier Metern auf 16 m² ( = 0,6 W/m²) und so weiter, mit dem Quadrat der Entfernung abnehmend – so, wie auch das Licht einer Glühbirne weiter weg schwächer wird. In hundert Metern ist nur mehr ein Zehntausendstel da, 1 mW/m². (Sind die Strahlen extrem stark gebündelt, etwa bei einem Laserstrahl oder einer Richtfunkstrecke, dann ist das anders, betrifft aber auch nicht die allgemeine Umgebung.)

Unterschreitung des Grenzwertes verschiedenere Sender. Links der Faktor der Unterschreitung.
Aus einer E-Plus-Mobilfunk-Broschüre (486 kByte)
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   Bei der drahtlosen Nachrichtenübertragung kommt es entscheidend auf die Antennen an! Bei einer stationären Antenne macht nicht die Menge der an die Antenne gelieferter Energie (die immer angegeben wird) eine gute »Sendung« aus, sondern die präzise Abstimmung und Ausrichtung der Antenne, meist auf einen kleeblattförmigen Sektor.
   Typische Antennen sind halb so lang wie die Wellenlänge und heißen dann Lambda-halbe-Dipole, denn Lambda, griechisch λ, steht physikalisch für die Wellenlänge. Die Signalzuführung erfolgt dabei in der Mitte des Dipols. (Teleskopantennen für UKW-Radios sind halbe Dipole, λ/4 gleich rund 3/4 m lang.)

Beispiele von Mobilfunkantennen
Weitere Beispiele in Fotos:
rundstrahlende Stabantenne mit Richtfunkanbindung,
typischer Kleeblattstrahler mit Richtfunkanschluss, München, Winzererstraße (Fotos Ulrich-Raithel),
Spitze eines freistehenden Masts und
Mikrozelle an einem Hauseck.

   Mobilfunkantennen machen hier keine Ausnahmen. Sieht man sich einen typischen großen Antennemast an, so ist er oben dreiecksförmig. Auf jedem Schenkel dieses waagerechten, gleichseitigen Befestigungsdreiecks sind mehrere Antennen angebracht, meist zwei davon für den Empfang und eine zum Senden. Für den Empfang sind zwei Antennen im Abstand von mehr als eine Wellenlänge vorteilhaft, weil sie sich das beste ankommende Signal vom schwach sendenden Handy auswählen (räumliche sogenannte Antennen-Diversität). Früher waren die Sendeantennen von den Empfangsantennen getrennt, damit ihre relativ starke Strahlung die beiden Empfangsantennen nicht stört; das ist heute nicht mehr nötig.
   Die Mobilfunkantennenmasten in der Landschaft strahlen nach drei Richtungen, denn moderne Funkzellen sind kleeblattförmig. Das erlaubt den Frequenzplanern, eine einmal benutzte Frequenz bereits viel näher wieder erneut einzusetzen, als wenn man wabenförmige Zellen nutzte. Das führt zu geringerer Gesamtstrahlung, da jeder Sektor nur die in seinem Gebiet gerade benötigte Leistung abstrahlt und nicht nutzlos in einem vollen Umkreis. Natürlich gibt es auch klassische Zellen mit nur einem zentralen Stab, der dann die ganze Gegend rundum versorgen muss. Die Sendeleistung wird nur nach Bedarf eingesetzt: Ist zum Beispiel nachts nur ein Handy im Sende-Empfangsbereich, so wird dafür auch nur die Leistung im zugehörigen »Kleeblatt« (Sendekeule) ausgesandt. In die anderen Sektoren strahlt nur der »Pilotton« (BCCH-Kanal).

   Innerstädtische Antennen bestehen oft nur aus einem Mast mit drei leicht geneigten Stäben daran. Antennen sind sehr vielförmig. So lassen sich die beiden Empfangsantennen heute in einer etwas breiteren zusammenfassen, die dann nach unterschiedlichen Schwingungsrichtungen (Polarität) trennt. Sogar Antennen für Senden und Empfangen zugleich sind möglich.
   Auf öffentlichen Plätzen, in großen Sälen und Hotels können ganz kleine Zellen arbeiten, sogenannte Mikrozellen; sogar Picozellen wurden schon so genannt. Ihre Leistung ist jeweils sehr gering, typischerweise weit unter 10 W. Pico-Basisstationen des Marktführers bei Mobilfunknetzen haben 80 mW Ausgangsleistung. Für Tunnels und Gebäude gibt es noch Leckleitungen als Antennen, das sind im Prinzip seitlich offene Koaxialleitungen.
   Wie bei der Beschallung eines Kaufhauses mit Hintergrundmusik oder der dezenten Beleuchtung von Gartenwegen kommt es mehr auf eine gleichmäßige Ausleuchtung als auf einzelne, besonders starke Sender an – abgesehen von Meeresküsten, Hochgebirgsgegenden oder anderen, ohnehin dünn besiedelten Gebieten. Je mehr stationäre Sender eingesetzt werden, desto gleichmäßiger ist die Versorgung und desto weniger hoch müssen einzelne Belastungen sein. Viele Sender mögen hässlich sein, technisch sind sie vorteilhaft. (Siehe auch das Kapitel »Wie viele Antennen braucht der Mobilfunk?«)
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Die »Charakteristik« einer Antenne, Grenzwertunterschreitungen
   Antennen haben Charakter, fachmännisch Charakteristik genannt, die in einem Antennendiagramm dargestellt wird. Dabei geht es hauptsächlich um ihre Ausrichtung auf ein klares Ziel.
   Erstens sollen Antennen nicht hinauf in den Himmel strahlen, denn in Flugzeugen ist Handy-Telefonieren ohnehin verboten, auch nicht unter sich in den Boden. Das wäre verschwendete Leistung. Also strahlen Antennen flach ab; dafür sind sie baulich ein wenig länger als die halbe Wellenlänge. Besonders Antennen kleiner Leistung sind gelegentlich etwas nach unten geneigt, wie Lautsprecher im Kirchenschiff. So wenig Antennen gen Himmel strahlen, so wenig strahlen sie übrigens unter sich: Im Stockwerk unter einer aktiven Mobilfunk-Dachantenne ist die Feldstärke meist nicht weiter erhöht.
   Die Unterschreitungen der Grenzwerte, im Kapitel »Sicherheitsabstand und Strahlung« bereits angedeutet, sind typischerweise sehr hoch. Beispielhafte Messungen des TÜV Hessen in einer Kasseler Arztpraxis im obersten Stockwerk ergaben eine 870-millionenfache Unterschreitung des Grenzwerts, eine des TÜV Bayern in Pensberg immer noch eine 8,7-millionenfache. Im Dezember 2000 wurden in Werl vom staatlichen Umweltamt Lippstadt »aufgrund mehrerer Eingaben aus der Bevölkerung« in einem Haus »bei offenem Badfenster« ganze 6 Promille des Grenzwerts gemessen. Die Unsicherheit treibt Blüten. (Vielfach im Internet zitiert, siehe die Links, dann etwa die E-Plus-Broschüre [486 kByte], Seite 11 oder das D2-Informationsblatt »Feldstärke in Gebäuden«: Im Kasseler Gebäude 0,04 V/m bei einem Grenzwert von 42 V/m).
   Damit Antennen kleeblattförmig nur einen Sektor von 120 Grad überstreichen, brauchen sie eine gewisse Richtwirkung nach vorne. Das wird durch einen weiteren Antennenstab oder eine Art Abschirmung hinter der eigentlich aktiven Antenne erreicht, im Abstand eines Bruchteils der Wellenlänge (< 0,2 λ). Das Ganze ist kunststoffumhüllt, sodass der Antennenstab nach hinten halbrund oder einfach nur etwas dicker aussieht.

Siehe www.Elektrosmoginfo.De
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Mobilfunk-Basisstationen
   Mobilfunkantennen werden von so genannten Basisstationen versorgt, wie Bergsteiger. Mobilfunkbetreiber nennen ihre Antennenanlagen gerne insgesamt »Basisstationen«, vielleicht weil ihnen das Wort besser gefällt als Sender. Genaugenommen ist aber in der Basisstation – einem Schrank voll Elektronik – nur die nötige Hardware und Software vereint, um die Antennen anzusteuern. Von der Basisstation führen Koaxialkabel die Sendeleistung zu den Antennen hinauf, und andere die Empfangsleistung wieder herunter. Basisstationen können wetterfest im Freien aufgestellt sein oder geschützt im Gebäude. Da die Umwandlung der Sprachsignale in Sendefrequenzen elektrisch sehr verlustbehaftet ist und Wärme entsteht, sind Basisstationen oft gekühlt. Auf jeden Fall benötigen sie einen Stromanschluss. Für jede getrennte Antennengruppe – für jeden Mast oder jede Antenne am Haus – benötigt man eine eigene Basisstation, weil die Signalleitungen nicht beliebig lang sein können, und weil jeder Netzbetreiber für seine Frequenzen seine eigenen Basisstationen mitbringt. Die englische Bezeichnung ist Base Transceiver Station (BTS). Neuerdings versucht man, Basisstationen gemeinsam zu nutzen (sogenanntes Site Sharing), und wenn das nicht geht, so wenigstens die (sichtbaren) Antennen. Selbst ganze Netze lassen sich »sharen«.
   Außer mit Strom müssen Mobilfunk-Basisstationen natürlich mit den Telefonaten, die sie verbreiten sollen, versorgt werden. Diese datentechnische Anbindung an das Innere des Mobilfunknetzes kann über Leitungen erfolgen oder wiederum drahtlos. Feste Verbindungen müssen über Drähte ähnlich Telefonleitungen geführt werden. Drahtlos wird über Richtfunk angebunden. Richtfunkantennen sehen aus wie runde Scheinwerfer mit Steinschlagschutz, weil sie ganz gezielt nur auf den nächsten Mast »scheinen« und dorthin präzise ausgerichtet sind, oder direkt zur zentralen Steueranlage der Basisstation führen (BSC, Base Station Controller, genannt).
   Die Gesamtstrahlung der einzelnen Richtfunkstrecken ist übrigens sehr gering – weil sie nur den nächsten Mast erreichen müssen und ihre Leistung eng gebündelt haben. Auf kurzen Strecken über einige Kilometer wird Richtfunk mit 23 oder 46 GHz eingesetzt, die Leistung ist 30 mW. Soll es weiter gehen, nutzt man 7-GHz-Richtfunk mit 1 Watt.

   Basisstationen regeln nicht nur die Energie ihrer eigenen Ausstrahlungen auf das jeweils nötige Minimum herunter, sie steuern auch die ihnen verbundenen Handys so, dass sie gerade in der richtigen Stärke strahlen. Deshalb sendet ein Handy in der Nähe einer stationären Anlage (Antenne und Basisstation) nur minimal.
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Elektrische Feldstärken selbst messen
   Die elektrische Feldstärke im freien Raum selbst zu messen, ist nicht so einfach – man kann ja nicht einfach ein Voltmeter an zwei Kontakte anschließen. Dennoch wird sich mancher technisch Interessierte ein eigenes Bild machen wollen.
   Je höher die Frequenzen sind, desto schwieriger ist eine einigermaßen aussagefähige Messung. Das Feld ist polarisiert, das heißt, es schwingt in einer bestimmten Richtung mehr als senkrecht zu dieser. Fernsehen ist üblicherweise horizontal polarisiert, Mobilfunk senkrecht, was sich aus der senkrechten Stellung der Antennen ableitet. Durch die zahlreichen Spiegelungen der elektromagnetischen Wellen verwischt sich die Polarisation allerdings stark. Stets aber ist die Feldstärke eine Vektorgröße, eine im Raum in eine Richtung aktive Kraft. Sie nur mit einer Zahl anzugeben genügt, wenn man ihr örtliches Maximum oder Minimum meint. Ihre wirkliche Wirkung hängt bei inhomogenen Empfängern von deren Ausrichtung aus – wie man das von Antennen kennt.

Hier misst der Südtiroler Techniker Stuefer unter einem Fernsehumsetzer die Feldstärke (Bild RAS)

Elektrosmog-Neutralisierer
   Auf die vielfältig angebotenen »Elektrosmog-Neutralisierer« zum Aufkleben ans Handy, zum Aufstellen auf den Nierentisch neben den Aschenbecher oder zum Umhängen (Achat oder Bernstein sind beliebt) gehe ich hier nicht ein. Das Zeug ist doch zu kurios! Hier mehr zum Gabriel-Chip und ein seriöser Öko-Test.
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Wie viele Antennen braucht der Mobilfunk?
   Wie viele Antennenstandorte es in Deutschland gibt, kann einem weder das Statistische Bundesamt sagen noch die die Anlagen zulassende Regulierungsbehörde für Post und Telekommunikation (RegTP). Sie erklärt in ihrem Jahresbericht 2000 nur: »Im Jahr 2000 wurden von der RegTP für etwa 18.800 Standorte eine Standortbescheinigung erteilt. An diesen Standorten wurden zirka 69.900 Funksysteme betrachtet. Im Bereich des Mobilfunks ist auch weiterhin ein Anstieg von Standortmitbenutzungen festzustellen. 36 Prozent der Mobilfunkstandorte (C-Netz, D-Netze und E-Netze) befinden sich auf mitbenutzten Stationen.« Über die Gesamtzahl gibt dies keine Auskunft.
   Wir schätzen, dass es Anfang 2001 in Deutschland 37.000 Sendestandorte gab mit rund 40.000 Basisstationen. Da immer häufiger Standorte von mehreren Mobilfunkbetreibern genutzt werden, die aber dort jeweils eigene Basisstationen aufstellen, lässt sich aus der Zahl der Basisstationen nicht auf die Standortzahl schließen. Und weil immer der ganze Standort mit allen Antennen darauf genehmigt werden muss (und insgesamt die Grenzwerte einhalten muss), ist nur die Zahl der Standorte ein Maß für die Menge der Mobilfunk-Quellen im Land.

Gemeinsame Nutzung von Antennen und Übertragungswegen bei unabhängigen Steuereinheiten (»Basisstationen« oder »Node Bs« bei UMTS) dezimieren den Antennenwald, verringern aber die Strahlung nicht.

   Zur Möglichkeit, Standorte von mehreren Mobilfunkbetreibern gemeinsam nutzen zu lassen, lässt sich technisch sagen: Klar geht das, es ist sogar möglich, einzelne Antennen von mehreren Netzbetreibern gemeinsam nutzen zu lassen (»Site Sharing«). Auch manche Basisstationen könnten gemeinsam genutzt werden, obwohl dies wegen der oft unterschiedlichen Software nicht immer ohne Vorbereitung konfliktlos möglich sein wird. Zur Zeit sind – schon wegen der gesetzlichen Vorschriften – diese Anlagen getrennt. Außer einem höheren Raumbedarf für die Basisstationen und einer unschönen Menge an Antennenstäben hat dies aber keine Auswirkung. Am Mast können die verschiedenen Antennen, ohne sich zu stören, nahe beieinander angebracht werden – und dürfen inzwischen sogar gemeinsam funken.
   Auf die Tatsache, dass viele kleine stationäre Mobilfunksender vorteilhafter sind als einzelne starke, wurde bereits im Kapitel »Mobilfunkantennen« hingewiesen.
   Für das neue UMTS werden bis Ende 2003 schätzungsweise insgesamt 40.000 Sendeanlagen erforderlich sein. Damit können die UMTS-Netzbetreiber den ihren bei der Frequenzvergabe vorgegebenen Verpflichtungen nachkommen, bis zum Ende des Jahres 2003 ein Viertel der Bevölkerung in Deutschland zu versorgen und bis Ende 2005 fünfzig Prozent. Diese 40.000 Anlagen sind aber keineswegs zusätzlich zu den bereits bestehenden anzusetzen, denn beispielsweise die auf ähnlichen Frequenzen funkenden deutschen E-Netze haben eine ebenfalls relativ enge Zellenstruktur. Eine relativ engmaschige Antennenlandschaft liegt also bereits vor. Ich schätze, dass für UMTS größenordnungsmäßig 10.000 neue Standorte nötig sind. Wie stark sich Site-Sharing auswirken wird, ist schwer vorherzusagen.
   Dieses Wachstum hat wenig mit der Art und Weise der Mobilfunkaussendungen zu tun – ob GSM oder UMTS –, es ist viel mehr eine notwendige Folge des insgesamt wachsenden Bedarfs an Mobilität.
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UMTS ist nicht »gepulst«
   Seit GSM-Handys danebenstehende Telefone und Radios zum »Meckern« bringen, kennt jeder die gepulste Strahlung bei GSM. Warum ist das so? Im Mobilfunk müssen die teuren Frequenzen stets zugleich von mehreren Benutzern verwendet werden, weil die Kapazität einer einzelnen Frequenz im Verhältnis zum Bedarf eines einzelnen Gesprächs üppig ist. Die Verfahren zu dieser Vielfachverwendung (englisch multiple access, Vielfachzugang) heißen Multiplex-Verfahren. GSM nutzt Time Division Multiple Access (TDMA), teilt also die Übertragung periodisch in einzelne Zeitscheiben oder Zeitschlitze – und gibt jedem Gespräch dann immer wieder seine kurze Zeit. Unsere analoge Sprache wird digitalisiert, in Päckchen gepackt und Schlitz für Schlitz scheibchenweise übersandt. So kann bei GSM jeder Kanal, jede einzelne Frequenz, maximal acht Gespräche zugleich übertragen. Spricht nur einer, so wird aber auch nur ein Zeitschlitz verwendet und während der anderen nicht gesendet.

Die GSM-Zeitschlitze lassen ein einzelnes Gespräch »gepulst« erscheinen.
Im Beispiel arbeitet auf der 1. Frequenz genau ein Handy, auf der 2. alle achte.
Die maximale »Intensität« liegt bei einem modernen Handy bei 0,8 W, die für die Wärmewirkung eventuell relevante demnach je Handy bei einem Achtel davon, also bei 0,1 W. (Bild nach E-Plus)

   Die Zeitschlitze eines einzelnen GSM-Mobilfunkteilnehmers wiederholen sich genau alle 4,615 ms, das heißt, alle rund vier Tausendstel Sekunden kommt wieder eine Übertragung daher. Weil dazwischen beim einzelnen Handy der Funkverkehr ruht, ist das wie ein Pulsieren, ist »gepulst«. Die Pulsfrequenz eines einzelnen Gesprächs von 1 / 4,615 ms ist damit 217 Hz. (Solche Funkanstöße haben alte Geräte noch nicht erlebt – obwohl sie eigentlich dagegen einstrahlungsfest sein müssten –, demodulieren sie mit Nichtlinearitäten und geben sie dann niederfrequent akustisch wieder. Wir hören es meckern.)
   Die Frage, ob derartige Pulse auf den Menschen größere Auswirkungen haben als die bloße, über die Zeit gemittelte Energie, die sie enthalten, ist sehr umstritten, zumal der Mensch – anders etwa als bei Licht in flimmernden »Lichtspieltheatern« – für Funkwellen kein Sensorium hat. Im Ohr hören können wir – ohne Elektronik – die GSM-Pulse jedenfalls nicht. (Wenn manche Menschen starke Radarimpulse von 4 W/m² mit passender Pulsfrequenz und -dauer als »Mikrowellenhören« klickend, zischend oder klopfend empfinden können, so ist dies eine rein thermische und bereits erforschte Wirkung: Kurzzeitige Erwärmungen der Innenohrflüssigkeit um nur fünf Millionstel Grad [5 × 10^-6 °C] lösen – ungefährliche – kleine Druckwellen aus, die dann gehört werden. Siehe dazu z.B. die Forschungsgemeinschaft Funk.)
   Grundsätzlich beruht die thermische Wirkung – die Energieaussendung – einer gepulsten, also zwischendurch immer wieder abgeschalteten Welle, nur auf der über die Zeit gemittelten Leistung.
   Ruht das Gespräch – bei laufender Verbindung! – und nutzen die Geräte DTX (discontinuous transmission), so wird nur alle 128 ms Information übertragen und die Pulsrate reduziert sich auch 8 Hz. (Besteht keine Gesprächsverbindung, so funkt ein GSM-Handy überhaupt nicht, bis auf ganz kurze Statusmeldungen, die ihm der Netzbetreiber vielleicht alle paar Stunden abverlangt.)
   UMTS, das neue universelle Mobiltelekommunikationssystem, nutzt ein ganz anderes Modulationsverfahren, um die Frequenzen zu nutzen (siehe z.B. »Von GSM zu UMTS«). Dieses Modulationsverfahren ist neuer, verbraucht noch weniger Ressourcen (Frequenz), und kann sich dynamisch an die erwünschte Bandbreite einer Übertragung anpassen. Die Übertragungsfrequenz liegt um die 2.000 MHz (2 GHz) und damit etwas höher als die deutschen E-Netze (genaue Frequenzen oben). Weil sich hohe Frequenzen immer lichtähnlicher ausbreiten, müssen wie bereits beim E-Netz besonders in dicht bebauten Ballungsgebieten die Mobilfunkzellen relativ nahe beieinander stehen. Das hat aber den Vorteil, dass dann ihre Einzelleistung geringer ist, so, wie eine Lichterkette einen Weg besser, gleichmäßiger und verlustärmer beleuchtet als ein einzelner entfernter, starker Scheinwerfer.
   Das Multiplexverfahren von UMTS heißt WCDMA, Wideband Code Division Multiple Access. Die Zuordnung der einzelnen Gespräche (oder Datenübertragungen) erfolgt hier durch einen Kode, einen Schlüssel, nicht über ein Zeitschlitzverfahren. Das ist zwar bei der Umwandlung digital anspruchsvoller, führt aber zu einem sanfteren Funkverhalten. Auf einer Trägerfrequenzbandbandbreite von 5 MHz (gleich 5.000 kHz, dagegen GSM: 200 kHz) wird die Nachricht wie ein feines Rauschen, wie ein Dunst ausgesandt und ist – kennt man nicht den richtigen Kode – undetektierbar. (Deshalb wurde CDMA ursprünglich auch militärisch eingesetzt.) Um sich über die Hintergrundstrahlung, das allgemeine Rauschen auf den Ätherwellen, abzusetzen und um den Empfänger zu erreichen, benötigt jede UMTS-Übertragung etwa 100 mW. Die tatsächliche Stärke der Aussendung wird laufend von den beteiligten Basisstationen auf das nötige Minimum justiert, insbesondere auch die Abstrahlung des Mobilgeräts. Dies geschieht nicht nur aus Wirtschaftlichkeit für einen geringen Energieverbrauch, sondern schützt vor Störungen anderer Teilnehmer. Auf jeden Fall ist UMTS nicht gepulst.
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Strahlung von Handys
   Handys müssen in jeder Lebenslage funktionieren, selbst in Notfällen. Vom Nutzer kann nicht verlangt werden, dass er sich in eine bestimmte Position zum stationären Sender begibt, von dem er in den meisten Fällen gar nicht weiß, wo er ist. Das sind hohe Anforderungen für die Hochfrequenzseite des Geräts, und zwar nur für das Senden. Empfang ist im Verhältnis zum Senden immer einfach.
   Dazu kommen ästhetische Anforderungen und Modeerscheinungen, die Antenne betreffend. Dem Hochfrequenztechniker ist klar, dass eine möglichst lange, möglichst freistehende Antenne die besten Werte gibt. So waren die Antennen in den ersten Mobilfunkgeräten zum Herausziehen oder zum Hochklappen. Bei vielen Herstellern haben die Mobiltelefone immer noch eine mehr oder weniger kurze Antenne, was die Sende- und Empfangsqualität erhöht. Ganz eingebaute Antennen sind problematisch (aber beliebt): Wohin soll eine Antenne strahlen, wenn sie von der Hand des Nutzers umfasst wird?
   Im Gegensatz zu alten, dünnen Stabantennen senden moderne Handy-Antennen bevorzugt in eine Richtung – geräteseitig nach hinten, vom Ohr weg. Das wird vor allem deshalb gemacht, um die Leistung bevorzugt dort hin zu senden, wo sie auch empfangen werden kann. (Legt man ein Handy auf den Tisch, so empfiehlt es sich deshalb bei schwachem Empfang oder für eine Datenübertragung, es mit dem Gesicht nach unten zu positionieren, besser noch, es wenn möglich senkrecht aufzustellen, etwa in einer Ladestation.)

   Handys mit eingebauter Planarantenne (Flachantenne) strahlen besonders wenig nach vorne ab, weil Bauteile des Geräts davor sind. Beim Telefonieren halte man solche Handys nur unten fest, damit sie oben gut senden können.
   Nach langen Telefonaten wird einem das Ohr warm. Dies ist keine Folge der Hochfrequenz sondern einfaches Schwitzen, das genauso bei Festnetztelefonaten passiert. Diese Wärme ist, wenn sie überhaupt auftritt, für den Menschen rein äußerlich. Auch geschlossene Kopfhörer (und Pudelmützen) wirken wärmedämmend. Wird das Handy dabei von sich aus warm – früher durchaus möglich – so bedeutet das, dass der Sendeteil nicht sehr wirtschaftlich arbeitet und einen Teil der Batterie-Energie in Wärme umsetzt. (Siehe z.B. Umweltministerium Bayern)
   Wenn manche Handys in Bereitschaft blinken, dann bedeutet das übrigens nicht, dass sie dabei funken! Blinklicht spart nur gegenüber Dauerlicht sehr viel Batteriestrom und ist auffälliger ... Handys strahlen in Bereitschaft überhaupt nicht; sie werden höchstens alle paar Stunden von der Basisstation zu einer kurzen Statusmeldung aufgefordert und senden dann ein kurzes Funksignal. Das ist in den Netzen unterschiedlich: D1 alle sechs Stunden, D2 alle ½ Stunde oder Stunde, E-Plus alle zwölf Stunden und Viag jede Stunde – diese Zeiten können aber morgen schon wieder anders sein. Nach dem Einbuchen bestimmt ein Zufallgenerator, wann die Periode beginnt. Die Statusmeldung kann also gleich erfolgen oder zufällig erst nach (fast) dem Ablauf der jeweiligen Zeitdauer.
   Im Vergleich zu Mobiltelefonen früherer Generationen, etwa den deutschen analogen B- oder C-Netzen, sind die Abstrahlleistungen digitaler GSM-Telefone (deutsche D- und E-Netze, künftiges UMTS-Netz) viel kleiner geworden – schon, um mit den Akkus lange Zeit auszukommen.
   Anzumerken ist noch, dass bei gelegentlich ja auch länger laufenden Datenübertragungen das Handy nicht am Kopf gehalten wird, weder bei der Übertragung von Kurzmitteilungen (SMS), noch bei Datenbetrieb in HSCSD, GPRS oder UMTS.
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Handys und die spezifische Absorptionsrate SAR
   SAR, die spezifische Absorptionsrate, ist bekanntlich die Wärmeaufnahme des Gewebes in Watt je Kilogramm (W/kg). So erhöht ein SAR von 4 W/kg die Körpertemperatur um ein Grad, was als ungefährlich eingeschätzt wird. Der deutsche Grenzwert für die allgemeine Bevölkerung liegt bei einem Fünfzigstel, 0,08 W/kg.
   Es ist schwierig, die Abstrahlung von Handys mit einem einheitlichen Messverfahren in SAR-Werten auszudrücken – man kann zwar die elektromagnetische Strahlung in der Nähe der Antenne messen, nicht aber Testpersonen Temperatursonden in den Kopf treiben, schon gar nicht wiederholbar. 1998 hat das europäische Komitee für elektrotechnische Normung (Cenelec) eine Messvorschrift für SAR-Werte von Mobilfunk-Geräten erarbeitet.
   Alle ab Oktober 2001 hergestellten Mobiltelefone sollen mit der Angabe ihres SAR-Wertes versehen werden. Dafür ist ein abgestimmtes, nachprüfbares Messverfahren Voraussetzung.

SAR eines künstlichen Kopfes nach 15 Minuten bei Maximaleinstrahlung
(Aus einer obskuren US-Site mit SAR-»Abschirmungen«. Vielleicht fehlt deshalb das Gehirn.)

   Die SAR-Werte sollte man nicht überschätzen, denn nur ganz selten funkt das Handy mit seiner vollen Leistung. Mehr zu diesem Thema finden Sie bei Ralf Wölfle, eine Liste der SAR-Werte hier.
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Schnurlostelefone
   Auch Schnurlostelefone übertragen drahtlos Sprache, allerdings nur auf eine für Wohnung und Büro sinnvolle Entfernung von bis zu 300 m. In Deutschland ist fast ausschließlich das neuere, digitale Verfahren Dect üblich, was für Digital European (oder neuerdings Enhanced) Cordless Telephone steht. Die Basisstation dafür steht beim jeweiligen Telefon-Festnetzanschluss und ist in vielen Fällen zugleich die Akkuladestation für das Handgerät.
   Bei Dect-Geräten ist die Funkleistung entsprechend der kleinen Entfernung und der wenigen »Teilnehmer« sowohl von Basis als auch von Mobilteil gering: Auf einer der Frequenzen im Bereich von 1880 bis 1960 MHz können jeweils 12 Haushalte mit ¼ W (Spitzenleistung) im Zeitscheibenverfahren telefonieren. Sie nutzen dafür zwei Kanäle (Zeitschlitze), je Richtung einen. Die durchschnittliche Leistung eines Dect-Telefons beträgt nur 10 mW, weil es nur zu einem Vierundzwanzigstel der Zeit sendet (250 mW / 24 = 10,41 mW). Dect wird (wie GSM) in einem TDMA-Verfahren übertragen, das sich bei Dect alle 10 ms wiederholt. Dessen Pulsfrequenz beträgt damit 100 Hz (Quelle). Die Abstrahlung in einer Entfernung von 5 m von der Basis wird mit rund 0,01 W/m² angegeben, des Handgerätes nahe am Kopf mit 10 W/m².
   Dect-Mobilgeräte vergewissern sich regelmäßig darüber, ob sie noch in Reichweite der Basisstation sind – ein großer Vorteil, wenn man auf das Telefon angewiesen ist, etwa zur Sicherheit auf der Terrasse. Das bedingst allerdings, dass Dect-Basisstationen auch dann senden, wenn kein Telefonat geführt wird, dies mit rund 10 mW.
   Geräte der älteren europäischen Mobiltelefonnorm CT1+ (Cordless Telephone 1+) sind analog. Ihnen fehlen zahlreiche Eigenschaften der Dect-Geräte, hauptsächlich die Möglichkeit, weitere Apparate nach der GAP-Norm an dieselbe Basis anzumelden, oder zwischen Basis und Mobilteil ohne Amtsbelegung zu sprechen. CT1+-Geräte sind weiterhin zugelassen (nicht alte CT1-Geräte auf den Frequenzen 914—915 und 959—960 MHz. Info) und werden gelegentlich angeboten. Sie arbeiten auf den Frequenzen 885 bis 868 MHz (Unterband) und 930 bis 932 MHz (Oberband).
   Bei CT1+-Geräten steht die Basisstation nicht in dauernder Verbindung mit dem Handgerät. Man merkt also nicht, wenn man außerhalb der Reichweite ist und nicht mehr angerufen werden kann. Erst beim Versuch, selbst zu telefonieren, fällt auf, dass keine Verbindung zustande kommt. Durch die rein analoge Kodierung fällt die – ohnehin geringere – Gesprächsqualität an der Grenze der Reichweite langsam noch weiter ab. Die Sendeleistung von CT1+-Geräten wird mit 10 mW angegeben. Eine neuere Schnurlostelefonnorm, CT2, die auf 864 bis 887 MHz digital mit 500 Hz gepulst arbeitet, hat sich nicht durchgesetzt.
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Einstrahlstörungen
   Empfindliche elektrische Geräte, besonders, wenn sie dafür da sind, kleinste Spannungen und Ströme zu verstärken oder wiederzugeben – Hörgeräte etwa oder Bildschirme am Arbeitsplatz – wurden von Handys gestört. Eigentlich hätte das nicht sein dürfen, eigentlich hätten sie störstrahlsicher sein müssen, was durch eine geeignete Abschirmung oder oft schon das einfache Ableiten der Fehlspannung durch einen Kondensator leicht möglich ist. Oft stört auch nicht die Hochfrequenz selbst sondern die demodulierten und hörbargemachten Pulse. Da ältere Geräte aber noch nicht mit Handys zu tun hatten, unterblieb häufig diese Vorsichtsmaßnahme. Dies ist der Grund, warum in manchen Umgebungen Handys vorsichtshalber abgeschaltet werden sollen. Sofern nicht in einem Notfall höhere Güter wie die persönliche Sicherheit Vorrang haben, sind solche Vorschriften einzig Sache des Hausherrn und nicht weiter diskutabel.
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Bluetooth – drahtlose Datenübertragung statt Strippen
   Elektronische Geräte müssen zusammen arbeiten. Wenn schon Daten mobil bis ins Internet übertragen werden, dann möchte man das zwischen seinen Geräten nicht vermissen, möchte nicht kleine Käbelchen mit sich führen, um zum Beispiel den Laptop ans Handy, den Fotoapparat an den Drucker oder ebenfalls an Laptop und Handy, einen Ohrhörer an das Mobiltelefon und so weiter anzuschließen.
   Die neue, nach dem Wikingerkönig Harald Blåtand, Blauzahn, benannte Bluetooth-Funktechnik leistet die drahtlose Verbindung zwischen Geräten. Gefunkt wird bis zu einer Entfernung von zehn Meter (mit Verstärkung bis 100 m) auf einer weltweit allgemein freigegeben Frequenz, dem ISM-Band (auf dem auch Mikrowellen garen) von 2,402 bis 2,480 GHz (genaugenommen 2400—2483,5 MHz in Nordamerika und Europa, aber nur 2400—2497 MHz in Japan, Frankreich und Spanien). Dort werden 32 von 79 möglichen Kanälen von je 1 MHz in einem Frequenzsprungverfahren (frequency hopping) verwendet und alle 625 µs gewechselt – Sprungfrequenz 1600 Hz. Jedes Gerät prüft alle 1,28 Sekunden, ob Nachrichten vorliegen.
   Solche weltweit freigegebenen Frequenzen werden auch von zahlreichen anderen drahtlosen Geräten genutzt, von ferngesteuerten Dimmern über Gartenthermometer bis zu batteriegetriebenen Haustürklingeln. Weil stets nur eine sehr kleine Entfernung zu überbrücken ist, und die Geräte deshalb nur eine ganz geringe Leistung von beispielsweise 10 mW haben, kommen sie sich nicht ins Gehege – und strahlen auch nicht nennenswert aus Sicht möglicher Grenzwerte.
   Für Bluetooth sind drei Leistungsklassen definiert, 100 mW, 2,5 mW und 1 mW, je nachdem ob man 100 m oder 10 m oder 10 cm weit kommen möchte. Mit viel Glück überbrückt man aber mit 2,5 mW auch schon mal hundert Meter – das hängt ganz von der freien Umgebung und den Antennen ab. Im besten Fall lassen sich Daten 1 Mbit/s schnell übertragen, zieht man Fehlerkorrekturen ab, so bleiben netto rund 700 kbit/s. Soweit die Spezifikationen.
   Die Vorzüge drahtloser Fernbedienungen sind offensichtlich. Bei Bluetooth kommt dazu, dass anders als bei Infrarotverbindungen keine direkte Sichtverbindung zwischen den (im doppelten Wortsinn) Verbundenen bestehen muss. So kann das Handy in der Tasche bleiben, während wenn man mit dem Headset telefoniert.

Drahtloses Bluetooth-Headset von Ericsson als Freisprechanlage am Ohr

   Auf der allgemein frei zugänglichen ISM-Frequenz von 2,4 GHz arbeiten auch sogenannte drahtlose lokale Netze, wireless LANs, wie Hiperlan oder 802.11 mit Direct-Sequence-Spread-Spectrum-Modulation (DSSS). Weiter gibt es auf dem ISM-Band Swap (Shared Wireless Access Protocol) der Home Radio Frequency Working Group (HRFWG) mit einer maximalen Sendeleistung von 100 mW. Hier arbeitet die Datenübertragung nach IEEE 802.11. Eine spätere Variante, Swap 2.0, nutzt eine andere Modulation (Frequenzsprungverfahren statt TDMA und CSMA/CA). Ferner gab es den OpenAir-Standard im ISM-Band, ebenfalls mit maximal 100 mW.
   Grundsätzlich sind auf dem freien ISM-Band die Abstrahlleistungen und -zeiten (Dauer) international streng begrenzt – gleichgültig, ob dort mit Bluetooth oder mit einem anderen Verfahren gefunkt wird.
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Die Wirkungen elektromagnetischer Strahlung auf den Menschen
   Auf die Vielfalt und Universalität elektromagnetischer Wellen haben wir bereits hingewiesen: Sieht man von atmosphärischen, das heißt luftabhängigen und anderen materiebedingten Geschehen wie Schall, Konvektionswärme oder verdorbenen Speisen ab, so sind alle Umwelterscheinungen elektromagnetischer Natur: Licht und Strom, Wärmestrahlung und ultraviolettes Licht, Bräunungsstudios, drahtlose und drahtgebundene Kommunikation (bis auf Blechdosentelefonate über Schnur).
   Doch von Natur aus kann der Mensch nur kleine Bereiche des elektromagnetischen Spektrums überhaupt empfinden. Dies ist hauptsächlich Strahlungshitze, die meist im Zusammenhang mit Sonnenlicht auftritt (je nach Jahreszeit 100 bis 1000 W/m², Brockhaus Naturwissenschaften und Technik, Stichwort Sonne) – und dann zu einem Sonnenbrand führen kann. Typischerweise beziehen wir unsere Wärme durch Verbrennung im eigenen Körper oder vermehrt durch Kontakt mit warmen Gegenständen oder mit gewärmter Luft, nicht über Strahlungswärme. Ein Fön ist ein gutes Beispiel dafür, ein Lagerfeuer wäre dagegen ein Beispiel für Strahlungshitze.
   Über sichtbares Licht empfangen wir Nachrichten, wenn wir lesen, jemanden sehen, oder wenn uns nachts ein Auto entgegenkommt. Weil es sich dabei um Information handelt, brauchen unsere Augen dabei nur ganz wenig Energie aufzunehmen.
   Direkte Sonnenstrahlung mit 1 kW/m² bringt beim Sonnenbaden größenordnungsmäßig 1000 W auf unseren Körper. Würde dabei das gesamte Gewebe von, sagen wir, 60 kg gleichmäßig erwärmt, so bedeutete das einen SAR-Wert von 17 W/kg. Wie wir wissen, erwärmt sich der Körper dabei nicht gleichmäßig. Die örtliche Erwärmung, insbesondere des Auges, ist wesentlich höher, jedenfalls höher als die 4 W/kg, die im Zusammenhang mit Funk zur Erwärmung um ein Grad angesetzt wurden.
   Wärmewirkungen auf den Körper sind sehr gut erforscht. Besonders im Zusammenhang mit Mobilfunk gibt es hier Tausende von Studien. (Das bayrische Umweltministerium spricht von 25.000 wissenschaftlichen Arbeiten allein zur Wirkung nichtionisierender Strahlung und zu über 2.000 Arbeiten zu athermischen Wirkungen.) Die Eindringtiefe und damit die Einwirkungstiefe der Strahlen in menschliches Gewebe verringert sich mit steigender Frequenz und liegt bei den deutschen D-Netzen (900 MHz) bei 2,5 cm und bei den deutschen E–Netzen und bei UMTS (1800 beziehungsweise 2000 MHz) bei 1 cm oder darunter. Überschüssige Wärme, etwa Muskelwärme, wird vom Körper durch die Körperflüssigkeiten abgebaut oder beim Schwitzen durch Verdunstung auf der Haut abgestrahlt – auch, wenn sie nicht empfunden wird und dies unbewusst geschieht.
   Eine Zwischenbemerkung zur »Eindringtiefe«. Strahlung dringt in Körper nicht ein wie Feuchtigkeit in ein Löschblatt, die irgend einmal ganz absorbiert ist und einen eindeutigen Rand hinterlässt, sondern eher wie Schall in einen Wald: Weiter drinnen ist weniger zu hören. Die Stärke der Strahlung fällt in homogenem, platten Material exponentiell ab. Die Eindringtiefe ist definiert als die Entfernung, nach der die Stärke (Amplitude) auf den e-ten Teil der Strahlung im Vakuum gesunken ist, also auf den 2,71828-ten Teil. An der »Eindringtiefe« ist die Strahlung also um etwa zwei Drittel (63,2 %) auf (1/2,71828=) 37 % gesunken, eine weitere »Eindringtiefe« tiefer auf 1/2,71828/2,71828 = 29 % und so (langsam) weiter. (Das Thema Eindringtiefe und Wirkungen elektromagnetischer Wellen auf den Menschen im Einzelnen wird vielfach dargestellt, beispielsweise von der Landesanstalt für Umweltschutz Baden-Württembergs.)
   Felder unter 1 MHz bewirken keine nennenswerte Erwärmung, können aber Ströme im Körper induzieren. Solche Felder sind nicht mobilfunkspezifisch. Und gepulste hochfrequente Felder werden durch die Pulsung nicht niederfrequent. Der Körper demoduliert nicht.
   Elektromagnetische Strahlen, die wesentlich kurzwelliger als das sichtbare Licht sind (über 10¹⁴ Hz), wirken ionisierend, das heißt, sie können Molekularstrukturen verändern. Auch davon ist Mobilfunk unendlich weit entfernt.
   Es bleibt die Frage nach sogenannten athermischen Wirkungen, insbesondere im Zusammenhang mit niederfrequent gepulsten Aussendungen. Wie einen ein Blitzlicht irritiert oder das dauernde Tropfen eines Wasserhahns verrückt macht, könnte einen da nicht die gepulste Strahlung von GSM- und Dect-Telefonie negativ beeinflussen? Ich will uns auf die unterschiedlichen, oft sehr emotionalen Antworten nicht einlassen, will niemandem seinen Glauben nehmen – so, wie mir niemand wird nachweisen können, dass mich Mobilfunkstrahlung nicht belebt, wie ich meine ...
   Ich zitiere hier abschließend nur die Weltgesundheitsorganisation: »Die von der Internationalen Kommission zum Schutz vor nicht ionisierender Strahlung (International Commission on non-ionizing radiation protection; ICNIRP) erarbeiteten internationalen Richtlinien basieren auf einer sorgfältigen Analyse der gesamten zugänglichen wissenschaftlichen Literatur und bieten Schutz vor allen bekannten Gefahren durch Hochfrequenzfelder, wobei große Sicherheitsmargen eingehalten werden. Die Ergebnisse von Messungen und Berechnungen zeigen, dass die von Basisstationen ausgesandten Hochfrequenzfelder in öffentlich zugänglichen Bereichen weit unterhalb dieser internationalen Richtlinien liegen – in der Regel um einen Faktor von 100 oder mehr darunter. Die Hochfrequenzexposition für einen Nutzer von Handys ist wesentlich höher, jedoch auch unterhalb der in internationalen Richtlinien festgelegten Grenzwerte.«
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Vorsorgewerte?
   Das Festlegen von Grenzwerten ist Ermessensache. Bei bekannten Gefahren – dem möglichen Riss einer Anhängerkupplung etwa – kann man einen Sicherheitsfaktor ansetzen. Hier wird einsichtig, dass beispielsweise eine hundertmal dickere Kupplung nicht sinnvoller ist als eine zehnmal so dicke als nötig. Es passiert dann eben etwas anderes an anderer Stelle, und die überdimensionierte Kupplung wäre nur Ballast. Freilich lassen sich Grenzwerte minimal ansetzen, wenn man fragt, wieweit hinunter kann die Technik gehen, bis nichts mehr geht? – Ein nicht auf Ursachen bezogenes, kostspieliges Verfahren, das uns eine Baumstamm-dicke Kupplung brächte. Grenzwerte sollten sinnvollerweise relativ zu anderen Risiken gesehen werden: Man vergleicht das Restrisiko mit anderen, akzeptierten Risiken.
   Weil niemals auszuschließen ist, dass Strahlung unbekannte Wirkungen haben könnte, empfehlen Besorgte die Grenzwerte – die bereits mit rund hundertfacher Sicherheit unter bekannten Wirkungen liegen – weiter um ein Vielfaches herabzusetzen. »Vorsorgewerte« genannt, sollen sie jedes er- und unerdenkliche Risiko ausschließen. Ein Güterabwägung mit positiven Wirkungen elektromagnetischer Strahlung – realen wie der Tatasche, dass man bei gehöriger Feldstärke notfalls auch noch aus dem Keller telefonieren kann, oder irrealen und unbeweisbaren, dass kleine Strahlungsmengen organisch anregend wirken könnten – erfolgt dabei nicht. Wenn wir schon in die spekulative Argumentation eingehen, so ist für mich nicht einsehbar, warum geringere Strahlungen geringer schädlich wirken sollten. Eine zu schwache Dosierung von Antibiotika führt eher zu resistenten Krankheitserregern als zu deren Ausrottung. Ein Weiteres: Mit dem Vorsorge-Argument könnte man jegliches Lebensrisiko scheinbar minimieren, etwa den Autoverkehr auf ein Hundertstel seiner heutigen Höchstgeschwindigkeiten abbremsen und Porsches auf 2,5 km/h drosseln – kurz, jegliche Bewegung stoppen. Genausogut könnte man Ungläubigen vorschreiben, täglich zur Nacht zu beten, denn es könnte ja einen Himmel geben – hier liegt sicher noch ein »hoher«, staatlich bittesehr zu fördernder »Forschungsbedarf« vor! Kurz: Das Argument erscheint mir mit Verlaub einem aufgeklärten Zeitalter unwürdig.
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Mobilfunk – Segen oder Gefahr?
   Mobilfunk ist nicht mehr wegzudenken. Wir alle verlassen uns darauf, selbst oder in Notfällen durch andere. Zwar treten im Mobilfunk neue, digitale Verfahren zur Übertragung auf, im Grunde nutzen sie aber elektromagnetische Wellen wie jeder Funk seit über einem Jahrhundert. Das Niveau der Mobilfunkfeldstärke wird durch immer mehr Sende- und Empfangsstellen (Handys) von Jahr zu Jahr gleichmäßiger und steigt auch dank neuer Technik wie UMTS keineswegs proportional zur Zahl der Geräte. Ziel der Hersteller von Mobilfunksystemen ist es dabei, mit der untersten Grenze der nötigen Energie auszukommen, nicht nur, um Elektrosmog hintan zu halten, sondern um mit möglichst geringer Verlustleistung, möglichst kleinem Stromverbrauch, zu arbeiten. Mobilfunker sind keine Energieunternehmen.
   Gesellschaftlich und technisch kommt es jetzt darauf an, ausreichend viele Standorte für Mobilfunkantennen zu nutzen, damit die Möglichkeiten, mobil zu telefonieren überall gleich gut sind – technisch gesagt, damit die Feldstärke überall gerade ausreicht, und nicht durch wenige, einzelne Sender stark schwankt.
   Fritz Jörn, im August 2001
E-Mail Fritz@Joern.De, Homepage www.Joern.De
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Ich fand drei (internetlesbare) Beiträge besonders gut:
1. die Information vom
Bayerischen Staatsministerium für Landesentwicklung und Umweltfragen über Elektrosmog:
www.umweltministerium.bayern.de/bereiche/mobilf/mobilf.htm
2. Richard Sietmann, Störfunk fürs Gehirn,
Mythos und Realität von Gesundheitsschäden durch elektronische Geräte,
c’t 2000 Heft 14 p 218 ff, www.Heise.De/ct/00/14/218/
3. Ralf Dieter Wölfles Elektrosmog-Site www.ralf-woelfle.de/elektrosmog

Weitere Literatur

©Fritz Jörn, 2001, 2002, alle Rechte vorbehalten – Fritz@Joern.De – www.Joern.De/esmog