BEMFV: Einhaltung der Grenzwerte für elektromagnetische Felder im Amateurfunk

Was bedeutet die BEMFV für uns Funkamateure?

Nach bestandener Prüfung und mit der Lizenz in der Tasche konnte man einst ab sofort munter „drauflos funken“. Diese unbeschwerten Zeiten sind schon etwas länger her, aber noch in guter Erinnerung. Vor 1997 gab es in der Geschichte des Amateurfunks in Hinsicht auf die Umweltverträglichkeit elektromagnetischer Felder keine Vorschriften oder Überprüfungen. Mit dem Aufkommen der Diskussion um eine Gefährdung von Personen durch elektromagnetische Felder und die eventuell mögliche Beeinflussung von aktiven Körperhilfen (Herzschrittmacher-Grenzwerte) kam es zu einer Entwicklung, die schrittweise bis zur heutigen BEMFV führte.

Dieser Blog-Beitrag will und kann keine vollumfängliche Anleitung zur Anfertigung einer Anzeige nach BEMFV sein, dafür ist das Thema viel zu komplex und umfangreich. Er soll dem Newcomer einen Überblick über Sinn und Zweck der BEMFV geben und auf die Anforderungen vorbereiten, die mit dieser Aufgabe vor Aufnahme des Funkbetriebs verbunden sind. So liegt der Fokus vor allem auf der praktischen Durchführung einer Feldstärkemessung und dem dazu erforderlichen Equipment. Zu allen relevanten Informationen verweisen wir auf den Internetauftritt der Bundesnetzagentur [1]. Der folgende Text ist als Zitat aus www.bnetza.de auszugsweise wiedergegeben.

Elektromagnetische Felder und der Amateurfunk

Zum Schutz der Bevölkerung vor gesundheitlichen Gefahren durch elektromagnetische Felder gilt in Deutschland seit 1997 die Verordnung über elektromagnetische Felder (26. BlmSchV), die im August 2013 novelliert wurde. Die Verordnung und die darin geregelten Grenzwerte stützen sich auf die Empfehlungen der Deutschen Strahlenschutzkommission (SSK), die EU-Ratsempfehlung sowie die Leitlinien der „Internationalen Kommission zum Schutz vor nicht-ionisierender Strahlung“ (ICNIRP).

Die erste BEMFV trat am 28. August 2002 in Kraft und löste die Verfügung 306/1997 der RegTP, die sogenannte einstige Selbsterklärung ab, weil ihre rechtliche Wirksamkeit infrage gestellt wurde. Die bislang einzige Änderung der BEMFV datiert auf den 7. Juli 2005, als die RegTP in BNetzA umbenannt wurde.

Ortsfeste, kommerzielle Sendeanlagen benötigen nach § 4 BEMFV vor der Betriebsaufnahme eine kostenpflichtige Standortbescheinigung. Den Funkamateuren wird eine Sonderstellung unter den Funkdiensten eingeräumt. Sie können ihre Anzeige nach § 9 BEMFV selbst erstellen und vor der Aufnahme der Sendetätigkeit bei der jeweils örtlich zuständigen BNetzA-Außenstelle einreichen.

Anzeigepflicht und Kontrolle

Entsprechend der Verordnung über das Nachweisverfahren zur Begrenzung elektromagnetischer Felder (BEMFV) hat der Betreiber einer ortsfesten Amateurfunkanlage mit einer äquivalenten isotropen Strahlungsleistung (Kugelstrahler) von 10 Watt (EIRP) und mehr, vor der Inbetriebnahme der Anlage dies der Bundesnetzagentur anzuzeigen. Mit der Anzeige informiert der Betreiber einer anzeigepflichtigen Amateurfunkanlage, dass seine Anlage die in Deutschland geltenden Grenzwerte einhält. Mit der Entgegennahme der Anzeige bestätigt die Bundesnetzagentur jedoch nicht die Richtigkeit der in der Anzeige gemachten Angaben. Hierzu bedarf es einer detaillierten Überprüfung der Amateurfunkanlage.

Neben diesen anlassbezogenen Überprüfungen werden von der Bundesnetzagentur eine bestimmte Anzahl von Anzeigen stichprobenweise überprüft und bei Bedarf auch Feldstärkemessungen durchgeführt.

Liegen der Bundesnetzagentur Hinweise vor, dass die Anforderungen der BEMFV nicht eingehalten werden, ordnet die Bundesnetzagentur eine Überprüfung der Amateurfunkanlagen an. Dazu hat der anzeigepflichtige Funkamateur eine nach § 9, Abs. 3 BEMFV bereitzuhaltende Dokumentation vorzulegen. Neben diesen anlassbezogenen Überprüfungen wird von der Bundesnetzagentur eine bestimmte Anzahl von Anzeigen stichprobenweise überprüft und bei Bedarf auch Feldstärkemessungen durchgeführt.

BNetzA – Ihre zentrale Anlaufstelle für die BEMFV

Erste Adresse für sämtliche rechtsverbindliche Informationen und Anweisungen zu Berechnungs- und Messverfahren zur BEMFV ist www.bnetza.de. Neben einer intensiven Lektüre der Vorgaben der BNetzA sind die dort empfohlenen PDF-Dokumente:

• Anleitung Anzeige Afu
• Erläuterung der Bewertungsverfahren nach BEMFV
• Studie Afu

Zum Verständnis unabdingbare Voraussetzung.

[1] Bundesnetzagentur, www.bnetza.de

Grenzwerte ermitteln mit Berechnung oder Messung

Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten, die Grenzwerte seiner Amateurfunkanlage zu ermitteln: durch Berechnung und Simulation mit einer entsprechenden Software oder durch Feldstärkemessungen.

Berechnungen zur BEMFV wird wohl kaum jemand „zu Fuß“ vornehmen, dazu muss man eine ausgeprägte Affinität zur höheren Mathematik besitzen.

Deshalb werden zur Erstellung der Anzeige nach BEMFV mehrere Softwareprodukte angeboten. Somit begrüßt die Bundesnetzagentur auf www.bnetza.de solche Hilfsmittel. Eine qualitative Bewertung bzw. Empfehlung solcher Hilfsmittel nimmt die Bundesnetzagentur nicht vor.

Speziell für den Amateurfunk gibt es mit WATT32, WATTWÄCHTER und 4NEC2 geeignete Software, deren Berechnungs- und Simulationsergebnisse von der BNetzA anerkannt werden. Diese Programme arbeiten mit einer Auswahl der üblichen KW- und UKW-Antennen. Davon deutlich abweichende Antennenkonstruktionen lassen sich damit nur unpräzise oder gar nicht darstellen, sodass man in diesen Fällen mit Feldstärkemessungen zu besseren und für den Funkamateur günstigeren Ergebnissen kommt. In eindeutigen und übersichtlichen Verhältnissen – bei einer frei aufgebauten Dipol-, Vertikal- oder Richtantenne, die im Menü der Software enthalten ist, dürfte die Berechnung und Simulation der schnellste Weg sein. In komplizierteren Fällen ist eine zusätzliche oder ausschließliche Messung zu empfehlen.

Grenzwerte ermitteln durch präzise Feldstärkemessung

Durch Feldstärkemessungen an den Grenzen zu den Bereichen, in denen die Grenzwerte einzuhalten sind, kann nachgewiesen werden, dass die zulässigen Feldstärkegrenzwerte nicht überschritten werden.

Für manche OM ist eventuell ohnehin die Messung sympathischer. Dieser Job ist jedoch kaum allein zu bewältigen. Neben einem kalibrierten Feldstärkemessgerät für H- und E-Feld braucht man einen oder besser zwei „Messgehilfen“. Letztendlich kann es auch eine gesellige „OV-Veranstaltung“ werden.

Das verwendete Messgerät muss dem Stand der Technik entsprechen und fachgerecht kalibriert sein. Die Messunsicherheit der Messgeräte muss bekannt sein (siehe Kalibrierzertifikat) und bei der Auswertung dem Messwert aufaddiert werden. Die Plausibilität einer Messung hängt wesentlich von der Wahl der Messpunkte ab. Die Messpunkte sind so zu wählen, dass die Einhaltung der Grenzwerte in den relevanten Bereichen (z. B. an der Grundstücksgrenze) nachgewiesen wird. Dazu ist eine ausreichende Anzahl von Messpunkten vorzusehen. Aufgrund der Inhomogenität des Feldes im Nahfeld einer Antenne sollten bei der Festlegung der Messpunkte zunächst theoretische Überlegungen über den vermuteten Ort maximaler elektrischer und magnetischer Feldstärken angestellt werden. Es kann sinnvoll sein, zur Bestimmung der Messpunkte zunächst durch eine orientierende Messung die Orte mit den höchsten Feldstärken zu ermitteln.

Der SAT-Schneider Messkoffer für Feldstärkemessung

Es muss nicht gleich ein Messkoffer von Wandel & Goltermann sein, auch wenn vereinzelte, gebrauchte Exemplare davon die Runde machen. Mit der Einführung der BEMFV brachte die Firma SAT-Schneider [3] ein Messkofferset für Feldstärkemessungen mit Kalibrierzertifikat auf den Markt. Der Inhalt besteht aus dem Kleinleistungsmessgerät PWRM-1 und den H- und E-Feld-Sonden HFS-1 und EFS-1. Leider wurde die Produktion und der Vertrieb zum Jahreswechsel 2023/24 eingestellt. Aufträge zur Reparatur auf Bauteileebene und die Kalibrierung werden jedoch weiterhin von SAT-Schneider ausgeführt. Zahlreiche Exemplare dieses Messkoffers sind in Privatbesitz oder stehen als Leihgeräte auf OV- oder Distriktebene DARC-Mitgliedern zur Verfügung.

Dokumentation richtig und vollständig einreichen

• Formblätter für das Anzeigeverfahren und das Anzeigeformblatt zur Durchführung der Anlage
• Unterlagen und Ausdrucke zu den Berechnungen und Simulationen mittels der anerkannten Software und/oder eine Tabelle mit den Ergebnissen von Feldstärkemessungen.
• Maßstabgerechter Lageplan. In diesem sind der kontrollierbare Bereich sowie die Sicherheitsabstände um die Antenne/en deutlich einzuzeichnen und zu bemaßen. Aus dem Plan soll deutlich hervorgehen, dass der Sicherheitsabstand um die Antenne/n in allen Richtungen eingehalten wird. Der größte standortbezogene Sicherheitsabstand (in Bezug auf den kontrollierbaren Bereich) muss in die Skizze eingezeichnet werden und darf nicht über die Grenze des kontrollierbaren Bereichs hinausreichen. Als kontrollierbarer Bereich ist der Bereich definiert, in dem der Betreiber über den Zutritt oder Aufenthalt von Personen bestimmen kann oder in dem aufgrund der tatsächlichen Verhältnisse der Zutritt von Personen ausgeschlossen ist.
• Bei allen einzureichenden Formularen und Dokumenten ist auf eine durchgängige, einheitliche Datierung mit einem Datum zu achten!

Für die Darstellung ist keine offizielle Karte und auch kein Auszug aus dem Bebauungsplan und Nutzungsplan erforderlich. Es reicht aus, wenn eine selbst gefertigte Skizze eingereicht wird. Zur Nachvollziehbarkeit ist es erforderlich, dass die Skizze maßstäblich ist. Die Grenze des kontrollierbaren Bereichs muss maßstäblich eingezeichnet sein. Bei der messtechnischen Ermittlung ist der standortbezogene Sicherheitsabstand darzustellen, indem die gewählten Messpunkte in der Skizze verbunden werden, sodass der überprüfte Bereich innerhalb des kontrollierbaren Bereichs erkennbar ist. Die Nutzung der umliegenden Grundstücke muss in dieser Skizze nicht angegeben sein.

Das Formblatt zur Konfiguration der ortsfesten Amateurfunkanlage verbleibt beim anzeigenden Funkamateur und wird der Bundesnetzagentur nur nach Aufforderung vorgelegt. Für die Richtigkeit der Berechnung, ungeachtet der verwendeten Hilfsmittel oder Verfahren, ist der Funkamateur verantwortlich.

Verfahren bei der Bewertung von ortsfesten Amateurfunkanlagen

Bewertungsverfahren mit der Anwendung von „Watt Wächter“. Die Software und weitere Informationen erhalten Sie unter:

https://www.bundesnetzagentur.de/DE/Fachthemen/Telekommunikation/Technik/EMF/Standortbescheinigung/_functions/wattwaechter.html

Vereinfachtes Bewertungsverfahren

Mit einer von der Bundesnetzagentur in Auftrag gegebenen Studie zur „Ermittlung eines vereinfachten Verfahrens zu Bestimmung der Schutzabstände bei Amateurfunkanlagen im Frequenzbereich von 1,8 MHz bis 250 GHz“ lässt sich in einfacher Weise der einzuhaltende Sicherheitsabstand unter Berücksichtigung der Sendeleistung, der Frequenz und des Antennentyps bestimmen.

Eine für die Durchführung der Anzeige ausreichende Kurzfassung der Studie ist auf der EMVU-Internetseite der Bundesnetzagentur eingestellt:

https://www.bundesnetzagentur.de/SharedDocs/Downloads/DE/Sachgebiete/Telekommunikation/Verbraucher/ElektromagnetischeFelder/Anzeige_Afu/studie_afu20160616.pdf?__blob=publicationFile&v=1

Schutz vor elektromagnetischen Feldern im Ausland

Wie ist der Schutz vor elektromagnetischen Feldern außerhalb des Geltungsbereichs der BEMVF im Ausland, speziell für den Amateurfunk, geregelt? Gibt es dort ein vergleichbares Verfahren mit einer vom Funkamateur selbst zu erstellenden Anzeige? Jein, könnte man hier antworten. Es ist nicht so, dass es in diesem Bereich keine Grenzwerte und Vorschriften gäbe. In den europäischen Nachbarstaaten Polen, Schweiz und Belgien werden ebenfalls Mitteilungen zu den Personenschutz-Grenzwerten verlangt. Im übrigen europäischen Ausland wird in den meisten Ländern zumindest darauf geachtet, dass Funkamateure, wie alle übrigen kommerziellen Sendestellen, die Grenzwerte einer EU-Empfehlung einhalten. Diese Grenzwerte der ICNIRP sind vergleichbar mit den Personenschutz-Grenzwerten in DL. Ein dokumentierter Nachweis darüber, wie in DL, wird jedoch nicht gefordert. Jetzt noch ein Blick über den „Großen Teich“ in die USA. Die amerikanische Regulierungsbehörde FCC hat Regeln zu den Bedingungen zusammengestellt, wie und ab wann Funkamateure zu einer Mitteilung ihrer Feldstärken verpflichtet sind.

Messkofferset für die BEMFV [2] - Messen statt Rechnen

Eine Feldstärkemessung ist die genaueste, aber auch aufwändigste Methode zur Bestimmung der tatsächlichen Feldstärken. Das Messkofferset der Firma SAT-Schneider [3] beinhaltet ein kalibriertes HF-Kleinleistungsmessgerät und je eine H- und E-Feld-Sonde. Durch das beiliegende Kalibrierzertifikat ist dieses Messkofferset für Feldstärkemessungen im Rahmen der BEMFV geeignet und anerkannt. Die Messwerte können anschließend im Watt-Programm eingesetzt und weiter verarbeitet werden.

Die Anzeige des PWRM-1 erfolgt vorzeichenrichtig in dBm. Es wird der Mittelwert des Logarithmus des Eingangssignals zur Anzeige gebracht. Nur für sinusförmige CW- oder FM-Signale entspricht dieser Wert dem Effektivwert des anliegenden Signals. Korrekturzuschläge für andere Signalformen sind in den Unterlagen zu PWRM-1 in einer Tabelle zusammengestellt. Auf einer damaligen Diskette waren die Dateien weiterer Datenblätter und Diagramme mit Referenzfrequenzgängen enthalten. Eine besondere Eigenart des verwendeten Detektorschaltkreises ist es, dass bei gleichen Signalamplituden sinusförmiger Einzelträger ein Zweitonsignal gegenüber dem Eintonsignal die Anzeige nicht erhöht. Das bedeutet in der Praxis, dass das PWRM-1 immer nur das größte Signal eines Signalgemisches innerhalb der Anzeigenbandbreite anzeigt. Es wird bei Signalgemischen nicht das Summensignal festgestellt, sondern nur der Wert des jeweils größten Signals aus dem Signalgemisch!

Das PWRM-1 wird vom Hersteller mittels eines vom DKD (Deutscher Kalibrierdienst) beglaubigten Pegelnormals kalibriert. Ein Kalibrierzertifikat liegt dem Messkoffer bei, im Normalfall ist eine Neukalibrierung nicht erforderlich. Die erzielbare Genauigkeit bei Feldstärkemessungen liegt bei einem Wert von besser als +/-3 dB. Zur Weiterverarbeitung der Messwerte mit dem WATT-Programm muss diese Messunsicherheit berücksichtigt und den ermittelten Werten aufaddiert werden. Der Nennmessbereich reicht von -70 dBm bis +15 dBm.

Der nutzbare Arbeitsfrequenzbereich des PWRM-1 selbst liegt bei 100 kHz bis 150 MHz. Durch den Einsatz der E-Feld-Sonde wird dieser Bereich jedoch auf 1-60 MHz eingeschränkt (für den VHF-/UHF-Bereich wurde ein spezielles Messkofferset angeboten). Die H-Feld-Sonde besitzt eine größere Bandbreite von 500 kHz bis 175 MHz.

Die Messsonden liegen passgenau und sehr fest in den Aussparungen der Schaumstoffeinlage des Messkoffers. Beim Herausnehmen sollte man vorsichtig sein, besonders die H-Feld-Sonde ist durch den schmalen Ring aus Platinenmaterial etwas empfindlich!

Grenzwerte der 26. BlmSchV für hochfrequente Felder von ortsfesten Sendeanlagen

Mit den Feldstärkesonden HFS-1 (H-Feld) und EFS-1 (E-Feld), welche mittels des BNC-Adapters direkt auf das PWRM-1 aufgesteckt werden, erfolgt die Anzeige der magnetischen bzw. elektrischen Komponente von elektromagnetischen Feldern direkt vorzeichenrichtig in dBA/m bzw. in Addition des Zahlenwertes 70 zur Anzeige in dBV/m.

Der sinnvolle Ablauf einer Feldstärkemessung

Zu Beginn einer Messung ist es wichtig, dass die Messpunkte an der Grenze des kontrollierbaren Bereichs richtig festgelegt werden. So ist es zuerst einmal interessant, bei einer horizontal aufgehängten Drahtantenne (Dipol, W3DZZ; Windom, Langdraht usw.) mit den Messpunkten direkt unterhalb der Antenne zu beginnen, da hier die höchsten Feldstärkewerte zu erwarten sind. Hierbei gewinnt man erste Übungen im Umgang mit H- und E-Feld-Sonde und interessante Erkenntnisse im Hinblick auf die Verteilung der Feldstärken von H- und E-Feld im Strahlungsgramm der Antenne. Danach kann man sinnvoll verteilte Messpunkte entlang der Grenze des kontrollierbaren Bereichs festlegen. Die Messpunkte sind in einer Tabelle fortlaufend zu nummerieren und mit diesen auch im Lageplan einzutragen.

Allein ist so eine Messung selbstverständlich nicht durchzuführen. Neben demjenigen, der die Station bedient, ist mindestens ein Helfer erforderlich, welcher die Messpunkte nacheinander aufsucht und die Messwerte per Handfunkgerät an den Operator an der Station übermittelt, derjenige kann in Ruhe die Messwerte in eine Tabelle eintragen. So kann sich die messende Person ganz auf das Ablesen der Werte und den Wechsel der Sonden konzentrieren. Wenn man einen Lageplan mit nach draußen nimmt, kann man auch gleich die Nummerierung der Messpunkte in diesen übertragen.

Nach Ermittlung des maximalen Feldstärkewertes durch langsames, dreidimensionales Drehen der Sonde (horizontal, vertikal, sowie eine weitere vertikale Drehung um 90 Grad) wird dieser Maximalwert abgelesen und an die Station durchgegeben. Doch Vorsicht. Gleichzeitiges Messen und Senden mit dem Handfunkgerät könnte die Messergebnisse verfälschen!

So werden nacheinander von unten nach oben (oder auch umgekehrt) sämtliche infrage kommenden Amateurfunkbänder am Messpunkt 1 mit der H-Feld-Sonde abgearbeitet. Anschließend wird die Sonde gewechselt und die E-Feld-Sonde aufgesteckt und das Procedere wiederholt sich jetzt, beginnend auf der zuletzt eingestellten, sinnvollerweise wieder zurück.

Anschließend beginnt der nächste Durchlauf für H- und E-Feld-Werte am Messpunkt 2 und so fort, bis die Tabelle und deren Messpunkte vollständig abgearbeitet sind.

Ein Vergleich der ermittelten Werte gibt interessante Erkenntnisse über die tatsächliche Verteilung der Feldstärken und inwieweit diese mit dem Strahlungsdiagramm der Antenne übereinstimmen. Unabhängig von durch Reflexionen verursachten Feldstärke-Anomalien kann man stets deutlich erkennen, dass übereinstimmend mit der Theorie, das Maximum des H-Feldes unter dem Speisepunkt einer Dipolantenne liegt, während die höchsten E-Feld-Werte unter den Enden der Antenne auftreten.

Quellennachweis und Bezugsquelle:

[1] Bundesnetzagentur www.bentza.de
[2] Klüß, A., DF2BC: Messkofferset für die BEMFV – Messen statt Rechnen. FUNK 2/2004, S.58-59
[3] SAT- Service Schneider, Funk- und Fernmeldetechnik, Landsberger Str. 62a, 04736 Waldheim, +49(0) 34327-92809, www.sat-schneider.de