Um den Begriff des elektromagnetischen Feldes erklären zu können, ist es notwendig zwei physikalische Größen näher zu definieren: das magnetische Feld und das elektrische Feld.

     Alle kennen die Anziehungs- und Abstoßkräfte zwischen zwei Magneten, zum Beispiel zwischen den Spielsteinen eines magnetischen Damespiels. Der Raum um den Magneten scheint von einer magnetischen Kraft ausgefüllt zu sein, die einen anderen Magneten abstoßen kann. Der Magnet erzeugt ein magnetisches Feld und ist damit auch dessen Quelle.

     Bewegt man zwei Magneten mit den gleichen Polen zueinander, so beobachtet man bei Annäherung eine Zunahme der abstoßenden Wirkung (Feldstärke). Umgekehrt sinkt die Intensität der Feldstärke mit wachsendem Abstand.

     Wenn wir zwei sich abstoßende Magneten fest neben einander halten und dann versuchen einen von beiden umzudrehen, beobachten wir, dass jener, der zuerst abgestoßen wurde, jetzt angezogen wird. Der Versuch zeigt, dass das von einem sich bewegenden Magneten verursachte magnetische Feld auch von der Zeit abhängt. Mit der Zeit verändert sich das Feld: abstoßende Kräfte und anziehende Kräfte wechseln sich ab.

     Auch beim elektrischen Feld beobachtet man anziehende und abstoßende Kräfte. Deren Ursprung sind aber keine Magneten, sondern elektrische Ladungen. Magnetische und elektrische Felder sind eng verwandt. So können z.B. bewegte elektrische Ladungen ein magnetisches Feld erzeugen und umgekehrt, können magnetische Felder in Leitern elektrische Ströme induzieren.

     Ausgehend von einem Strom durchflossenen Leiter oder von einer Antenne breitet sich das elektromagnetische Feld mit Lichtgeschwindigkeit in den Raum aus. Im Allgemeinen, ist das elektromagnetische Feld ein veränderliches Feld, genauso wie das Feld um einen bewegten Magneten. Ändert sich die Quelle, ändert sich auch das entsprechende Feld, und diese Änderung breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit aus. Veränderliche elektromagnetische Felder können elektromagnetische Wellen erzeugen.

     Da aus veränderlichen elektrischen Strömen elektromagnetische Felder entstehen können, können folglich aus den ersten auch elektromagnetische Wellen erzeugt werden.

     Felder und elektromagnetische Wellen werden von den Maxwellschen Gleichungen vollständig beschrieben. Maxwell, ein schottischer Physiker aus dem 19. Jh., entwickelte die gesamte elektromagnetische Theorie, die die elektrischen, magnetischen und optischen Phänomene zusammenhängend beschreibt. Außerdem, zeigte er, dass die elektromagnetischen Wellen sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten und dass das Licht selbst eine elektromagnetische Welle ist.

     Die Radiowellen, die Mikrowellen, das sichtbare Licht und die Röntgenstrahlen sind eine einheitliche physikalische Erscheinung und werden durch bewegte elektrische Ladungen erzeugt. Sie unterscheiden sich in der Häufigkeit mit der sich das elektromagnetische Feld pro Zeiteinheit ändert oder, anders ausgedrückt, in ihrer Schwingungsfrequenz. In den meisten Fällen erfolgen die Schwingungen extrem schnell (=sehr hohe Frequenzen). Die Frequenz charakterisiert eine elektromagnetische Welle und wird in Hertz (Hz) angegeben.

Z.B.: Rotes Licht ist durch eine Frequenz von Vierhunderttausendmilliarden "Schwingungen pro Sekunde" bzw. "Hz" (Hertz) gekennzeichnet. Das blaue Licht hat die doppelte Frequenz (800.000.000.000.000 Hz = 800.000 GHz). Die Frequenz der Mikrowellen beträgt ca. 1 GHz und höher, während die Frequenz der Radiowellen im MHz – Bereich (Million Schwingungen pro Sekunde) liegt.

     Das sog. elektromagnetische Spektrum besteht aus elektromagnetischen Wellen mit sehr unterschiedlichen Frequenzen. Ein Teil davon sind die Frequenzen der Rundfunk- und Mobilfunksysteme. Sie liegen zwischen 30 MHz und 3 GHz.

Der Mobilfunk benützt folgende Frequenzen:

Die erste Generation des Mobilfunks (TACS) um 900 MHz

Die zweite Generation (GSM und DCS) um 900 MHz und 1800 MHz

Die dritte Generation (UMTS) um 2150 MHz.

     Wie verhalten sich die Felder im Bereich einer Sendequelle? Um die von einer Antenne ausgehenden Felder zu bestimmen, muss man die Maxwellschen Gleichungen lösen. Die Lösung dieser Gleichungen ist recht komplex und sprengt den Rahmen dieser Webseite. Um die mathematische Behandlung etwas zu vereinfachen, wird der Raum im Antennenbereich in drei Regionen unterteilt:

     Die unmittelbare und die nähere Umgebung der Antenne wird als Nahfeldregion bezeichnet ( Blind- und die strahlende Nahfeldregion)

     Die sog. Fernfeldregion beginnt hingegen bei einem Abstand von einer Wellenlänge ( ) bzw. einem Abstand von 2D 2 / von der Antenne, wobei D der Antennenlänge entspricht.

     Im Bereich der Frequenzen des Mobilfunks beginnt die Fernfeldregion bereits im Abstand von einigen Metern zur Antenne. Man spricht vom sog. Strahlungsfeld: die Antenne strahlt elektromagnetische Energie aus, die sich in Form einer elektromagnetische Welle mit Lichtgeschwindigkeit in den Raum ausbreitet. Wie in den Maxwellschen Gleichungen beschrieben, werden dabei das elektrische und magnetische Feld laufend von einander erzeugt bzw. abgelöst .

     In diesem Bereich lässt sich die Größe der elektrischen Feldstärke relativ leicht berechnen. Diese wird daher auch als Bezugspunkt für die Grenzwertgebung herangezogen. Die el. Feldstärke ist indirekt proportional dem Abstand zur Antennenanlage (Freiraumdämpfung).

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