Sexl Physik 7, Schulbuch

115 | Mobilfunksender typische Leistung 15 W typische Leistung jeweils 0,8 bis 2 Watt Intensität Zeit t 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 217 8 Pulse pro Sekunde × 8 gleichzeitig genutzte Handys Intensität Zeit t 1 1 217 Pulse pro Sekunde momentan nur 1 genutztes Handy 115.1 Darstellung der Nutzung eines Mobil- funksenders durch mehrere Endgeräte. Micro Macro Pico große Funkzellen in ländlichen Gebieten kleine Funkzellen in städtischen Gebieten 115.2 Organisation von Mobilfunksendern in räumlichen Zellen 115.3 Die Radaranlage am Kolomannsberg (Salzburg) auf 1114 m Seehöhe. Die Primär- reichweite dieser Geräte beträgt 250–280 km, die Sekundärreichweite bis zu 450 km. gnal wird dann gesendet. Durch den Einsatz entsprechender Codes beim Senden ist es dem Empfänger möglich, das Datensignal eines bestimmten Teilnehmers zu rekonstruieren. Mobilfunknetze sind in räumlichen Zellen (vgl. 115.2 ) organisiert und versorgen dadurch ihre Teilnehmer flächendeckend jeweils über UMTS-Sender und GSM-Sen- der. Ein Funknetz setzt sich aus vielen Funkzellen zusammen, somit kann derselbe Frequenzkanal in geringer geografischer Entfernung wieder verwendet werden. Alle Teilnehmer, die sich im Gebiet einer Funkzelle befinden, werden durch eine Basisstation mit einer Antenne versorgt, die meist im Zentrum der Zelle steht. Der Durchmesser einer Funkzelle kann einige zehn Meter bis zu 100 Kilometer betra- gen. Je kleiner der Durchmesser der Funkzelle ist, desto mehr Gesprächsverbin- dungen sind pro Flächeneinheit möglich. Untersuche, überlege, forsche: Räumlichen Zellen 115.1 In einem Mobilfunknetz unterscheidet man zwischen Makro-, Mikro- und Picozel- len, die jeweils unterschiedliche Kapazitätsanforderungen in verschiedenen Gebieten erfüllen ( 115.2 ). Finde heraus, welche Zellen welche Gebiete versorgen und warum diese Einteilung so gewählt wird. Untersuche, überlege, forsche: Frequenzbereiche des Mobilfunks 115.2 Eine Eigenschaft, die von Mobilfunksystemen gefordert wird, ist simultanes Spre- chen und Hören. Dazu muss sowohl das Mobilgerät als auch die Basisstation gleichzeitig senden und empfangen können, dies erfolgt in unterschiedlichen Frequenzbereichen. Erkundige dich über dieses System genauer und bereite eine kurze Präsentation vor. Experiment: Sendeleistung und Empfang 115.1 Verwende dazu noch einmal die Versuchsanordnung von Experiment 111.2, das Handy und den Empfangsdipol mit dem Lämpchen. Während eine Verbindung zu einem anderen Teilnehmer besteht, blinkt das Lämpchen. Versuche nun z. B. mit der Hand die Abstrahlung der Antenne des Handys zu behindern. Was kannst du beobachten? Das Lämpchen müsste nun heller leuchten, da die Basisstation die Sendeleistung erhö- hen muss, um die Verbindung aufrecht zu erhalten. So wird verhindert, dass die Verbin- dung an Stellen, an denen der Empfang schwächer ist, unterbrochen wird. Radar Radar ist eine Abkürzung für „Radio Detecting and Ranging“. Ein Radar dient zur Bestimmung von Ort und Geschwindigkeit elektrisch leitender Objekte. Zentimeterwellen (sie durchdringen Nebel und Wolken fast ungehindert) werden dabei von einem kleinen Sender emittiert und durch einen parabolischen Metall- spiegel zu einem Strahl gebündelt. Der Sender emittiert etwa 0,01 s lang und setzt dann kurz aus. Die ausgesendeten Wellen werden an einem Flugzeug, Auto oder einem anderen leitenden Objekt reflektiert. Die Laufzeit bis zur Rückkehr des Sig- nals wird gemessen und daraus die Entfernung des Objektes berechnet. Die Laufzeitmessung elektromagnetischer Wellen wird heute in vielen Bereichen zur Entfernungs- und Geschwindigkeitsmessung eingesetzt. Radargeräte dienen zur Überwachung des Flugverkehrs und zur Kontrolle von Geschwindigkeitsbe- schränkungen auf der Straße, aber auch zur Messung der Entfernung von Planeten. Beim Einsatz des Radars in der Flugsicherung und für militärische Zwecke (bei U- Booten) ist neben der Entfernungsmessung die Richtungsbestimmung entscheidend. Untersuche, überlege, forsche: Anwendung von Radargeräten 115.3 Überlege, welche Rolle der Dopplereffekt bei der Reflexion von Radarwellen an bewegten Körpern spielt! 115.4 Finde heraus, wie die Tarnkappentechnik für Flugzeuge und Schiffe funktioniert. 115.5 Manche Autos sind mit Kurzstreckenradargeräten ausgestattet. Diese ermöglichen eine ständige Abstandsmessung zu Hindernissen oder anderen Autos. Ist der Abstand zu klein, reagiert das Fahrzeug automatisch und korrigiert den Abstand über die Geschwin- digkeit. Hole Informationen über diese Technik ein und bereite eine Präsentation vor. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv