Feldstärkemessungen mit dem PWRM 1

Für die Anzeige meiner Funkstation bei der Bundesnetzagentur ("Selbsterklärung") stand ich vor dem Problem, dass aufgrund der örtlichen Gegebenheiten von einer Berechnung der Feldstärke kein korrektes und damit kein verwertbares Ergebnis zu erwarten war.

Meine Vertikalantenne R7 von Cushcraft ist in Dachmitte einer Doppelgarage aus Stahlbeton montiert. Die Mittelwand der Doppelgarage steht auf der Grundstücksgrenze. Weder die Dämpfungswerte des Stahlbetons noch die Strahlungscharakteristik der R7 nach unten sind bekannt. Wie soll unter diesen Voraussetzungen die Feldstärke in der Nachbargarage berechnet werden?

In solchen Fällen sind von Messungen belastbarere Ergebnisse zu erwarten. Einfache Feldstärkemessungen nach dem Maximumprinzip sind allerdings erheblich von der Ausrichtung zu Antenne, von Metall in der Nähe und von der körperlichen Anwesenheit des Messenden abhängig.

Wie kann mit Amateurmitteln die Feldstärke korrekt gemessen werden?

Zu diesem Zweck erwarb ich den PWRM1 der Firma SAT-Schneider. Um das kleine Messgerät frei im Raum und möglichst ohne störende Einflüsse einsetzen zu können, habe ich mir aus ein paar Holzleisten ein stabiles Dreibeinstativ gebaut, welches so hoch ist, dass ich bequem aus 1 m Entfernung etwa in Augenhöhe den Messwert ablesen kann. In dieser Entfernung war keine Beeinflussung des Messwertes durch den Körper des Messenden mehr zu erkennen.

Durch Messung der E- und H-Feldstärke in drei senkrecht (90°) aufeinander stehenden Ebenen ist eine lageunabhängige Bestimmung der Feldstärke möglich.

Die 3 Raumebenen bezeichne ich willkürlich:

X-Ebene:  Sonde mit der Breitseite zur Antenne

Y-Ebene:  Sonde mit der Schmalseite zu Antenne

Z-Ebene:  Sonde flachliegend

		Der Drehteller einer einfachen Laser-wasserwaage, welcher durch ein Scharnier ergänzt wurde, dient zum Drehen und Kippen des Messgerätes. DieVerbindung zwischen Messsonde und Messgerät erfolgt per BNC-BNC-Steckverbinder. Dieses Verbindungs- stück ist vom Hersteller ausgesucht und geht mit ins Messergebnis ein!  Um die Sonde um  90 Grad zu drehen, darf man auf keinen Fall die Sonde in dieser BNC-BNC-Verbindung drehen, was den Verbinder beschädigen könnte ! Immer das gesamte Gerät drehen ! Für Messungen in der Z-Ebene wird das gesamte Gerät im Scharnier gekippt.
X-Ebene		Die Abbildungen demonstrieren nur die Ausrichtung der Sonde in den drei Messebenen am Beispiel einer E-Feld-Sonde.	Y-Ebene (Ausnahmsweise wurde zur Veranschaulichung im BNC-Adapter die Ebene gedreht.)

Die Ausgangslage der E- oder H-Feldsonde ist beliebig. Entscheidend ist lediglich, dass alle drei Messebenen senkrecht aufeinander stehen. Man sollte aber die Ebenen so wählen, dass das Messgerät bequem ablesbar ist.

Die Feldstärke lässt sich dann aus den gewonnenen Messwerten der drei Ebenen nach folgender Formel berechnen:

E/H-Feldstärke = Wurzel aus (X²+Y²+Z²)  _Vm/Am

gerätespezifische Grundlagen

Der PWRM1 zeigt die gemessene Leistung als Zahlenwert an, die Einheit enspricht dBm. Mit Hilfe der dem Gerät beiliegenden Wandlungsfaktoren für die Messsonden lässt sich der Anzeigewert in elektrische oder magnetische Feldstärke umrechnen.

Magnetische Feldstärke

Wandlungsfaktor:          1 -> d.h.   0 dBm ^= 0 dBA/m

Messbereich:                 -70 dBA/m (0.32 mA/m)   =>   +15 dBA/m (5600 mA/m)

Elektrische Feldstärke

Wandlungsfaktor:          0.0003162  -> d.h  -70 dBm ^= 0 dBV/m

Messbereich:                 0 dBV/m (1 V/m)   =>   85 dBV/m (17782 V/m)

Während bei der H-Feld-Sonde ganz einfach der angezeigte Zahlenwert in dBm der magnetischen Feldstärke in dBA/m entspricht, muss bei der E-Feld-Sonde der Wert 70, der dem logarithmischen Spannungsverhältnis des linearen Wandlungsfaktors enspricht, zum Anzeigewert addiert werden. Wandlungsfaktoren und Umrechnungsformeln sind in der Bedienungsanleitung des Gerätes beschrieben.

Die hier downloadbare Excel-Tabelle berechnet nach Eintragung der vom PWRM1 abgelesenen Messwerte diese sofort in V/m oder A/m um und addiert die Ergebnisse der 3 Ebenen nach obiger Formel. Die Wandlungsfaktoren sind in den Formeln berücksichtigt.

Nähere Messgeräteinformationen lassen sich auf der Webseite des  Herstellers SAT-Schneider einsehen.

Für ein plausible Angabe der Feldstärke in der Selbsterklärung war es mir den höheren Aufwand der vektoriellen Messung wert, zumal Berechnungen demgegenüber zu hohe Feldstärken ergeben hätten.

55 + 73 de Matthias, DL3VCO    (dl3vco@gmx.de)

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