Zu starke Strahlung wegen skandalöser Messmethode erwartet So mangelhaft werden 5G-Antennen kontrolliert

Regulierung von Mobilfunkanlagen

Für die Zulassung einer Mobilfunkantenne beantragen die Betreiber bei der Baubewilligungsbehörde jeweils eine bestimmte Sendeleistung pro Frequenzband oder pro zusammengefasstes Frequenzband. Die maximal zulässige Sendeleistung darf nur so gross sein, dass der Anlagegrenzwert an allen Orten (OMEN) mit empfindlicher Nutzung (Wohnen, Arbeiten, Kinderspielplatz) eingehalten werden kann. Die Sendeleistung (in Watt ERP) berechnet sich aus Ausgangsleistung (in Watt) mal Antennengewinn und ist somit eine rein rechnerische Grösse. Da der Antennengewinn in jede einzelne Richtung variiert, ergibt sich für jede Abstrahlrichtung eine andere Sendeleistung und somit auch für jeden OMEN eine andere Strahlenbelastung (elektrische Feldstärke in V/m). Vor dem Bau oder Umbau einer Mobilfunkanlage müssen anhand der Sendeleistungen, Antennendiagramme, Senderichtungen und Neigungswinkel der Antennen die effektiven elektrischen Feldstärken an OMEN prognostiziert werden. Nur wenn an allen OMEN die Grenzwerte voraussichtlich eingehalten werden, darf die Anlage bewilligt werden.

Messung und Kontrolle von Mobilfunkanlagen

Gemäss Art. 12 der NISV müssen Anlagen kontrolliert und gemessen werden. Damit die Einhaltung der Grenzwerte sichergestellt ist, muss nach dem (Um-)Bau ein akkreditiertes Unternehmen die Anlage messen. Das Bundesamt für Umwelt legte im Jahr 2006 fest, dass ein sogenanntes Qualitätssicherungssystem einmal pro Arbeitstag die bewilligten mit den eingestellten Werten vergleichen muss.

Die Messung vor Ort ist notwendig um zu prüfen, ob sich die Strahlung tatsächlich so verhält wie prognostiziert. Funkstrahlung kann an Oberflächen reflektiert werden und dadurch zu grösseren Feldstärken führen als erwartet. Auch kann es sein, dass die Monteure die Antenne nicht wie geplant installieren. Es genügt eine Neigung von wenigen Grad nach unten, um den Grenzwerte deutlich zu überschreiten. Die Messung selber überprüft die elektrische Feldstärke an OMEN und nur für den Fall, dass die Antenne so eingestellt ist wie bewilligt. Wird während der Messung eine Überschreitung der Grenzwerte festgestellt oder eine solche aufgrund der Messwerte erwartet, muss die Betreiberin der Anlage die Sendeleistung reduzieren. Eine weitere Messung belegt die Einhaltung der Grenzwerte nach der Korrektur.

Antennen sind für grössere Sendeleistungen und grössere Neigungswinkel nach unten konstruiert, als wie sie bewilligt werden. Das Qualitätssicherungssystem (QS-System) prüft einmal pro Arbeitstag, ob die eingestellten Werte mit den bewilligten Werten übereinstimmen. Stellt das System eine Überschreitung fest, generiert es automatisch eine Fehlermeldung, die alle zwei Wochen dem Bundesamt für Kommunikation (BAKOM) übermittelt wird.

Messmethode für adaptive Antennen

Das Bundesamt für Metrologie (METAS) gibt für jede neue Mobilfunkgeneration eine neue Messmethode heraus. Die Messmethode für 5G wurde in erster Linie für die Abnahmemessung von adaptiven Antennen entwickelt, die für 5G eingesetzt werden. Die Abnahmemessung verläuft vereinfacht gesagt wie folgt: Der Messtechniker misst lediglich ein Synchronisationssignal, welches zum Synchronisieren der Daten-Signale gesendet wird. Während der Messung ruft er bei der Mobilfunkbetreiberin Informationen ab. Er erhält eine Tabelle mit den Angaben zur aktuellen sowie bewilligten Leistung der Antenne und einen Antennenkorrekturfaktor. Letzerer ist unter anderem abhängig vom aktuell eingestellten Betriebsszenario sowie der Position des Messtechnikers zur Antenne, der Korrekturfaktor basiert auf im Labor berechneten Antennendiagrammen. Er berücksichtigt nur die direkt einfallende Strahlung. Strahlung, die durch Reflexionen eintritt – was regelmässig der Fall ist – wird jedoch nicht berücksichtigt, obwohl der Antennenkorrekturfaktor bei deren Berücksichtigung wesentlich grösser ausfallen würde. Die Antenne strahlt während der Messung das Synchronisationssignal sowohl in der Signalstärke schwankend als auch einen Sektor nach dem anderen bestrahlend ab, während später im laufenden Betrieb mehrere Beams gleichzeitig in mehrere Sektoren abgestrahlt werden. Diese Beams können sich überschneiden oder durch Reflexion an einem Ort zusammentreffen. Auch dies wird in der Messung nicht berücksichtigt. Zurück im Büro berechnet der Messtechniker aus den Messwerten, den Betreiberangaben und weiteren Werten die theoretische maximale Strahlenbelastung.

Die Abnahmemessung ist eine nicht objektive und unvollständige Prognose. Die tatsächliche Gesamtstrahlung wird nicht gemessen, sondern mit Hilfe von Angaben von Mobilfunkfirma und Antennenhersteller hochgerechnet.

Das Endresultat der «Abnahmemessung» ist somit lediglich eine Berechnung, kein blosses Messresultat. Die Abnahmemessung beruht auf mehreren Annahmen, nämlich dass die Antenne einen Beam nach dem anderen erzeugt, dass die Strahlung nur auf direktem Weg eintrifft und dass die Antenne jederzeit die maximal bewilligten Werte einhält. Voraussetzung für eine korrekte Hochrechnung ist zudem, dass die Angaben der Betreiber korrekt sind. Die hochgerechnete maximale elektrische Feldstärke tritt in dem Moment auf, in dem die Antenne so stark strahlt, wie es bewilligt wurde. Aus technischer Sicht könnte die Anlage jedoch ohne weiteres deutlich stärker strahlen, beispielsweise wären bei der Antenne AIR6488 von Ericsson satt der häufig bewilligten 600 W ERP sogar 30‘000 W ERP möglich. Bei anderen Antennen wären anstelle der bewilligten -4° oder -6° Neigungswinkel sogar bis zu -12° möglich.

Diese «Messmethode» ist mehr als kritisch zu betrachten. Erstens wissen die Mobilfunkbetreiber während der Abnahmemessung über die Messung Bescheid, es wäre somit möglich, die Anlage entsprechend einzustellen, und zweitens steuern sie die Grundlagen für die Hochrechnung selber bei. Der Messtechniker muss ihren Angaben glauben, er kann sie nicht überprüfen. Um sicher zu gehen, dass das Resultat korrekt ist, müsste er jedoch den Antennenkorrekturfaktor selber ermitteln können, weil dieser einen grossen Einfluss auf das Messresultat hat. Dies lässt sich am besten an einem Beispiel aufzeigen: Die Mobilfunkbetreiberin teilt mit, der Faktor betrage 1, obwohl er 2 beträgt. Die tatsächliche elektrische Feldstärke (Strahlenbelastung) wäre in diesem Fall in Realität doppelt so gross wie die hochgerechnete elektrische Feldstärke.

Bei der Hochrechnung wird ausserdem ausschliesslich derjenige Antennenkorrekturfaktor beigezogen, welcher für die direkte Sichtverbindung gilt. Es kommt jedoch regelmässig vor, dass Strahlung durch Reflexion an OMEN eintrifft. Für diese Strahlung müsste, wenn es korrekt laufen würde, ein anderer Faktor beigezogen werden. Stattdessen wird jener für die direkte Sichtverbindung genommen. Es verhält sich analog dem bereits erwähnten Beispiel: Bei einem falschen Faktor ist das Resultat ebenfalls falsch und unterschätzt die Strahlung unter Umständen erheblich.

Adaptive Antennen nutzen Reflexionen gezielt aus. Indem sie unterschiedliche Informationen auf unterschiedlichen Wegen durch die Luft senden, können sie mehr Daten gleichzeitig übertragen. Somit ist es wahrscheinlich, dass die Strahlung über Reflexionen bei OMEN eintrifft.

Adaptive Antennen nutzen Reflexionen gezielt aus. Indem sie unterschiedliche Informationen auf unterschiedlichen Wegen durch die Luft senden, können sie mehr Daten gleichzeitig übertragen. Somit ist es wahrscheinlich, dass die Strahlung über Reflexionen bei OMEN eintrifft. Auch wenn die Strahlung dadurch einen etwas längeren Weg zurücklegt, kann sie infolge der Reflexionen stärker sein als über den direkten Weg. Dies trifft insbesondere auf Orte zu, die neben den Hauptsenderichtungen liegen. Dort wird von Anfang an die Strahlung als sehr niedrig prognostiziert, weil die auf direktem Weg eintreffende Strahlung sehr stark abgeschwächt ist. An solchen Orten werden gar keine Abnahmemessungen durchgeführt. Eine Untersuchung einer technischen Hochschule im Tessin zeigte bereits 2005 auf, dass aufgrund der Reflexionen besonders an unberücksichtigten Orten deutlich höhere Werte messbar sind als prognostiziert, und dass die Grenzwerte auch dort durchaus überschritten werden können. Die viel stärkere Strahlung aus der Hauptsenderichtung kann durch Reflexion zum schwach belasteten OMEN hin «umgelenkt» werden. Wir erwarten deshalb in der Nachbarschaft adaptiver Antennen noch deutlich mehr Grenzwertüberschreitungen an scheinbar schwach belasteten OMEN aufgrund der gezielten Ausnutzung der Reflexionen.

Enorme Grenzwertüberschreitungen bei adaptiven Antennen

Zusammengefasst lässt sich sagen, dass weder die Hochrechnungsfaktoren noch die Angaben zur aktuellen Sendeleistung der Antenne verifizierbar sind, und dass aus unterschiedlichen Richtungen eintreffende Strahlung ungenügend berücksichtigt wird. Kaum verwunderlich deshalb, dass Testmessungen an adaptiven Antennen der technischen Hochschule Aachen (RWTH Aachen) enorme Abweichungen zwischen tatsächlicher Strahlung und Hochrechnungs-Prognose aufzeigen. Die effektiv auftretende Strahlenbelastung kann deutlich höher sein als in der Hochrechnung berechnet. An einem Messexperiment ermittelten Studenten der Hochschule an 14 verschiedenen Punkten die elektrische Feldstärke und verglichen sie mit dem Hochrechnungswert. An einigen Orten schätzte die Hochrechnung die Strahlung korrekt oder sogar zu gross ein, an sechs Punkten aber lag der effektiv gemessene Wert bis zu viermal höher als hochgerechnet! Die Hochschule schreibt in verschiedenen Publikationen, dass bisherige Messmethoden nicht mehr für 5G angewendet werden könnten. An einem geeigneten und präzisen Messverfahren werde aktuell geforscht.

Zusammengefasst lässt sich sagen, dass weder die Hochrechnungsfaktoren noch die Angaben zur aktuellen Sendeleistung der Antenne verifizierbar sind, und dass aus unterschiedlichen Richtungen eintreffende Strahlung ungenügend berücksichtigt wird.

In einer weiteren Publikation empfiehlt die Hochschule, Antennenkorrekturfaktoren zu benutzen, um sich stärker an die tatsächlich auftretende elektrische Feldstärke anzunähern. Allerdings lassen sich damit immer noch keine realistischen Aussagen treffen, zumal die Herleitung der Antennenkorrekturfaktoren etliche Unsicherheiten mit sich bringt.

Jede fünfte Antenne strahlt zu stark

Trotz dieser Tatsachen verordnen die Behörden regelmässig «Abnahmemessungen», die Gerichte bewilligen weiterhin adaptive Antennen. Das Magazin K-Tipp hat bei zahlreichen Kantonen Messprotokolle oder Statistiken zu Messprotokollen verlangt und ausgewertet. Bei rund einem Fünftel wurden Grenzwertüberschreitungen festgestellt. Wir gehen davon aus, dass die Grenzwertüberschreitungen sowohl auf konventionelle als auch auf adaptive Antennen zurückzuführen sind. Die Betreiber lassen die Grenzwerte oft erst nach einem Jahr nach der Aufrüstung einer Antenne messen, oder es finden schlicht gar keine Messungen statt. Die Kantone stützen dieses Vorgehen und schreiben, dass im Bagatellverfahren genehmigte Umrüstungen keine Abnahmemessungen erforderten. Nur: Diese Bagatellverfahren sind erstens illegal und zweitens wurde die Antenne meist mit Ausnahme des Masts vollständig ersetzt. In den umliegenden Gebäuden können sehr wohl massive Grenzwertüberschreitungen auftreten, beispielsweise nur schon, wenn die Antenne wenige Grad stärker nach unten geneigt ist als bewilligt. Dies ist nur mittels Messung überprüfbar und rein optisch nicht sichtbar.

All die Messresultate, die von den Mobilfunkbetreibern gelieferten Angaben, die Hochrechnungen und die Endresultate liegen bei den Behörden und Betreibern in verschlossenen Schubladen. Über 50 Mitglieder des Vereins Schutz vor Strahlung haben bei den zuständigen Behörden um Abnahmemess-Protokolle gebeten, doch nur drei Stellen haben solche Protokolle zugestellt. Bei der ersten Antenne sei gemäss Protokoll die adaptive 5G-Antennen noch nicht in Betrieb gewesen, bei der zweiten Antenne waren alle wichtigen Informationen geschwärzt und das Protokoll der dritten Antenne enthielt ausdrücklich zahlreiche Angaben der Mobilfunkbetreiber.

Unkontrollierte Antennen strahlen noch stärker

Die Situation rund um die Abnahmemessung ist katastrophal. Wir müssen davon ausgehen, dass bei mindestens 500 Anlagen die Grenzwerte regelmässig überschritten werden, dies betrifft tausende Antennenanwohner beispielsweise von im Bagatellverfahren «bewilligten» Antennen. Weil eine Abnahmemessung keine Messung, sondern nur eine Prognose ist, sind zahlreiche weitere Grenzwertüberschreitungen rund um die adaptiven Antennen zu erwarten. Es existiert aktuell faktisch kein geeignetes Messverfahren. Wir fordern die Behörden deshalb im Interesse der Gesundheit der Schweizer Bevölkerung auf, die Abschaltung der adaptiven Antennen anzuordnen, bis diese zuverlässig gemessen werden können.