{"id":7869,"date":"2020-07-29T07:00:58","date_gmt":"2020-07-29T05:00:58","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.phoenixcontact.com\/hr-de\/?p=7869"},"modified":"2020-09-18T08:41:10","modified_gmt":"2020-09-18T06:41:10","slug":"alles-klar-im-aether","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.phoenixcontact.com\/hr-de\/alles-klar-im-aether\/","title":{"rendered":"\u201eAlles klar im \u00c4ther?\u201c"},"content":{"rendered":"\n

Mit dieser Frage begr\u00fc\u00dft Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer Dr. Holger Altmaier uns Laboringenieure des Funklabors h\u00e4ufig. Und wir k\u00f6nnen sagen: \u201eAlles klar!\u201c<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n

Ein Airbag, der ausl\u00f6st, wenn man das Radio einschaltet? Klingt gef\u00e4hrlich. Damit genau so etwas nicht passiert, pr\u00fcft Phoenix Testlab<\/a> die Produkte von morgen und zertifiziert sie f\u00fcr ihre Hersteller. Was man da pr\u00fcfen kann\u00a0und wie solche Pr\u00fcfungen durchgef\u00fchrt werden, erz\u00e4hlen wir euch in unserer Phoenix Testlab-Reihe. <\/em><\/p>\n\n\n\n

Was sich so im \u201e\u00c4ther\u201c tummelt, ist wirklich beeindruckend: Von allgemein bekannten Funktechnologien, wie etwa Bluetooth oder WLAN, bis hin zu kaum bekannten, wie beispielsweise AIS (Automatic Identification System) in der Seeschifffahrt, gibt es eine gro\u00dfe Anzahl an Systemen, die aus unserem t\u00e4glichen Leben nicht mehr wegzudenken sind. Obwohl Funktechnologien bereits l\u00e4ngst in unserem Alltag integriert sind, nimmt ihre Bedeutung auch in naher Zukunft immer weiter zu. In aller Munde sind die Begriffe 5G und Industrie 4.0. Eine der wichtigsten Voraussetzungen f\u00fcr den Erfolg von Industrie 4.0 ist eine sichere, schnelle und verf\u00fcgbare Kommunikation. Dies erm\u00f6glicht u. a. 5G plattform- und technologie\u00fcbergreifend, beispielsweise zwischen Maschinen oder deren Anwendern.<\/p>\n\n\n\n

Digitales Funksystem<\/h2>\n\n\n\n

Zu einem Funksystem geh\u00f6rt neben dem Sender (Nachrichtenquelle) und Empf\u00e4nger (Nachrichtensenke) immer auch die Antenne. Ohne sie k\u00f6nnten die Funkwellen nicht abgestrahlt und empfangen werden. Antennen gibt es in unglaublicher Vielfalt, je nach Anwendung von winzigen Strukturen auf Leiterplatten bis hin zu hausgro\u00dfen Radarantennen. Funk ist keine Einbahnstra\u00dfe \u2013 ein Sender kann gleichzeitig auch Empf\u00e4nger sein. Man spricht dann von einem Transceiver (aus Englisch: \u201eTransmit\u201c and \u201eReceive\u201c). Dies macht Kommunikation wie z. B. ein Handytelefonat erst m\u00f6glich. Das folgende Bild zeigt schematisch ein digitales Funksystem (der Einfachheit halber nur in eine Richtung).<\/p>\n\n\n\n

\"Digitales<\/figure>\n\n\n\n

Wie sehr auch ich mich an den Funk gew\u00f6hnt habe, erfahre ich immer dann schmerzlich, wenn ich mein geliebtes Smartphone zuhause vergessen habe und nicht schnell mal eine Nachricht per Mobilfunk oder WLAN \u00fcbertragen kann. \u00dcberhaupt ist das Smartphone hinsichtlich der integrierten Funktechnologien beeindruckend: So verf\u00fcgt es \u00fcber LTE, UMTS, GSM, WLAN, Bluetooth, GNSS und NFC \u2013 und alles in einem sehr kleinen Geh\u00e4use. <\/p>\n\n\n\n

Man stelle sich nun vor, bei der gro\u00dfen Anzahl an Systemen g\u00e4be es keine Norm, keine Zuteilung der Sendefrequenz, keine Begrenzung der Signalst\u00e4rke etc. Die heutige, smarte Welt w\u00e4re undenkbar und das Smartphone mit den vielen Technologien, vereint in einem Ger\u00e4t, nicht realisierbar. Dies ist vergleichbar mit dem Verkehrsfluss auf den Stra\u00dfen, der ohne Verkehrsregeln nicht funktionieren k\u00f6nnte.<\/p>\n\n\n\n

Hier kommt der Pr\u00fcfingenieur ins Spiel: Er stellt sicher, dass anhand von Regularien und Normen jedes Funksystem in genau definierten Rahmenparametern arbeitet. Daf\u00fcr ist die genaue Kenntnis der Standards aber auch eine umfangreiche Messtechnik erforderlich, da Funkwellen mit keinem menschlichen Sinn erfasst werden k\u00f6nnen. Weil dem so ist, liegt eine weitere Herausforderung im Schutz des Funknutzers vor potenziell sch\u00e4dlicher Wirkung elektromagnetischer Felder.<\/p>\n\n\n\n

Mobilfunkstation\nin Miniaturformat<\/h2>\n\n\n\n

Um ein Funksystem vermessen zu k\u00f6nnen, muss nat\u00fcrlich sichergestellt sein, dass auch Funkkommunikation stattfindet. Am Beispiel des Mobiltelefons wird dies mit einem Basisstationssimulator erreicht, mit diesem kann man das Smartphone quasi \u201eanrufen\u201c. Der Simulator ist sozusagen die Mobilfunkstation in Miniaturformat. Im Hintergrund laufen dabei komplexe Prozesse ab: Vom Einbuchen in die Mobilfunkzelle \u00fcber den Aufbau der Verbindung und die Regelung der Sendeleistung bis zum Verbindungsabbruch und Ausbuchen aus der Zelle sind viele Schritte n\u00f6tig, von denen der Nutzer normalerweise nichts mitbekommt. Der Laboringenieur hingegen muss all diese Prozesse im Blick haben, um eine normgerechte Messung durchzuf\u00fchren zu k\u00f6nnen, und um deren Reproduzierbarkeit zu gew\u00e4hrleisten. <\/p>\n\n\n\n

\"Funkmessung\"<\/figure>\n\n\n\n

Um den\n\u201eAnruf\u201c sichtbar zu machen, ben\u00f6tigt man einen sogenannten Spektrumanalysator. Dieser\nempf\u00e4ngt das Sendesignal und macht es auf einem Bildschirm sichtbar. Man erh\u00e4lt\nein Bild der Amplitude des Signals aufgetragen \u00fcber den eingestellten\nFrequenzbereich. <\/p>\n\n\n\n

Die Anzeige des Spektunanalysators sieht so aus:<\/p>\n\n\n\n

\"Spektrumsanalysator\"<\/figure>\n\n\n\n

Zu erkennen sind die Frequenz, auf der gefunkt wird, die Breite des Signals und die Signalst\u00e4rke. Vereinfacht l\u00e4sst sich sagen: Je breiter das Signal, desto mehr Daten k\u00f6nnen \u00fcbertragen werden. Wir sehen hier die gew\u00fcnschten Signale, ansonsten liegt alles unter dem roten Limit, die Pr\u00fcfung ist bestanden!<\/p>\n\n\n\n

Es geht jedoch nicht nur um die gewollte Funkabstrahlung. Durch zahlreiche Ursachen k\u00f6nnen auch Abstrahlungen erzeugt werden, die unerw\u00fcnscht sind und andere Ger\u00e4te oder Funktechnologien st\u00f6ren k\u00f6nnen. Man denke hier an Zeiten, in denen das Mobiltelefon mit nervigem Ger\u00e4usch das Autoradio st\u00f6rte. Die Regelwerke schreiben vor, welche maximale Signalst\u00e4rke nicht \u00fcberschritten werden darf. <\/p>\n\n\n\n

In der\nRuhe liegt die Kraft<\/h2>\n\n\n\n

Da, wie eingangs schon beschrieben, zahlreiche Funktechnologien gleichzeitig in Betrieb sind, kann ein Funksystem nicht ohne erheblichen Aufwand vermessen werden. Man w\u00fcrde bei der Messung nicht nur das zu untersuchende Funksystem \u201esehen\u201c, sondern auch die Sender der Umgebung (Basisstationen f\u00fcr Mobilfunk, andere Mobiltelefone, Radiosender usw.). Zu diesem Zweck ist es erforderlich, eine Umgebung zu schaffen, die es zul\u00e4sst, nur den Pr\u00fcfling zu messen. Nach dem Motto \u201eIn der Ruhe liegt die Kraft\u201c erreicht man dies durch den Aufbau von R\u00e4umen mit W\u00e4nden, B\u00f6den und Decken aus Metall. Diese sogenannte Schirmkabine l\u00e4sst die \u201eFremdst\u00f6rer\u201c, so der Begriff daf\u00fcr, im wahrsten Sinne drau\u00dfen. Mittels Analysator und einer angeschlossenen, sich im Raum befindlichen Messantenne k\u00f6nnte man den Pr\u00fcfling nun vermessen.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr eine fehlerfreie Messung fehlt aber noch etwas: Absorber. Mit Ihnen wird aus einer Schirmkabine eine Absorberhalle, also ein reflexionsfreier Raum. Die Absorber verhindern, dass ein Signalecho, also eine Reflexion entsteht, die eine fehlerhafte Messung nach sich z\u00f6ge. Die Wirkung ist vergleichbar mit schalltoten R\u00e4umen etwa f\u00fcr Musikaufnahmen. Ohne Absorber h\u00e4tte man bei der Aufnahme einen schrecklichen Klangbrei, den niemand h\u00f6ren wollte. Wie so eine Absorberhalle aussieht, zeigt das folgende Bild. <\/p>\n\n\n\n

\"Absorberhalle\"<\/figure>\n\n\n\n

Vielseitigkeit im Funklabor<\/h2>\n\n\n\n

Neben gezeigtem Messaufbau gibt es nat\u00fcrlich eine Vielzahl an weiteren Messaufbauten und nat\u00fcrlich wird im Funklabor nicht nur Mobilfunk betrachtet. Wir pr\u00fcfen bei Testlab nahezu alles, was eine Funkschnittstelle hat. Das kann ein Handfunkger\u00e4t sein, ein Funkschl\u00fcssel f\u00fcr das Auto, ein GPS-Empf\u00e4nger, ein H\u00f6rger\u00e4t mit Bluetooth oder gar eine Funkstation f\u00fcr den Beh\u00f6rdenfunk, \u00fcber den die Feuerwehr oder Polizei miteinander kommunizieren. Und so vielseitig wie die Technologien ist auch der Job als Pr\u00fcfingenieur: Dabei ist nicht nur die Messtechnik zu bedienen, sondern auch die Ger\u00e4te der unterschiedlichsten Hersteller auf den verwendeten Messpl\u00e4tzen in Betrieb zu nehmen \u2013 dazu ist oft die Zusammenarbeit mit dem Entwicklungsingenieur gefragt. <\/p>\n\n\n\n

Da sich die zu testenden Produkte h\u00e4ufig noch im Prototypenstatus befinden, ist das eine herausfordernde und spannende Angelegenheit, nicht zuletzt, weil wir Produkte in der Hand halten, die die Allgemeinheit noch gar nicht kennt. Ziel der Pr\u00fcfung ist ein belastbarer, d.h. verl\u00e4sslicher und wissenschaftlich korrekter Pr\u00fcfbericht, den der Kunde zum Verkauf seiner Produkte ben\u00f6tigt.<\/p>\n\n\n\n

Schaut auch in den anderen Laboren von Phoenix Testlab vorbei:
Umweltsimulationslabor<\/a>
Labor f\u00fcr Elektromagnetische Vertr\u00e4glichkeit<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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