Grundprinzip der Funkausbreitung bei 868 MHz

Die Frequenz 868 MHz liegt im UHF‑Bereich (Ultra High Frequency). Die Wellenlänge beträgt etwa 34,5 cm – kurz genug für kompakte Antennen und gleichzeitig stabil genug für zuverlässige Ausbreitung über mittlere Distanzen.

Die Funkausbreitung erfolgt hauptsächlich über:

Direkte Sichtverbindung (Line‑of‑Sight)
Reflexionen an Gebäuden, Boden oder Vegetation
Beugung an Kanten und Hindernissen
Streuung durch Objekte und Unebenheiten

Wichtige Einflussfaktoren

Die folgende Tabelle zeigt, welche Faktoren die Reichweite und Signalqualität beeinflussen:

Einflussfaktor	Wirkung auf das Signal	Beispiel
Sichtverbindung (LOS)	Beste Reichweite, geringster Verlust	Freies Feld, von Hügel zu Hügel
Hindernisse (Gebäude, Bäume)	Dämpfung durch Absorption und Streuung	Wald, Stadtgebiet
Bodenbeschaffenheit	Beeinflusst Reflexion und Beugung	Asphalt reflektiert stärker als Gras
Feuchtigkeit / Regen	Erhöht Dämpfung leicht	Nebel, Regen
Polarisation	Falsche Ausrichtung reduziert Empfang	Vertikal ↔ Horizontal
Sendeleistung	Höhere Leistung = größere Reichweite	14 dBm vs. 20 dBm
Empfängerempfindlichkeit	Bestimmt, wie schwache Signale noch erkannt werden	Nicht alle LoRa Module haben gleich empfindliche Empfänger
Umgebung (urban vs. rural)	Stadt: mehr Dämpfung, Land: größere Reichweite	Stadtgebiet vs. ländliche Umgebung

Typische Reichweiten

Umgebung	Reichweite (ungefähr)	Bemerkung
Freies Feld	5–15 km	Optimale Bedingungen, hohe Antenne
Ländlich mit leichter Bebauung	2–5 km	Gute Sichtlinie, wenige Hindernisse
Stadtgebiet	0,5–2 km	Viele Reflexionen, starke Dämpfung
Gebäude‑Innenbereich	50–300 m	Abhängig von Wänden und Materialien

Typische Durchdringungsverluste bei 868 MHz

Die folgende Tabelle zeigt, wie stark verschiedene Baumaterialien ein 868‑MHz‑Signal dämpfen. Die Werte stammen aus Messreihen im 800–900‑MHz‑Bereich und sind direkt übertragbar.

Material	Dicke	Verlust bei ~868–900 MHz
Gipskartonwand	~12 cm	3–5 dB
Ziegelmauerwerk	~24 cm	10–12 dB
Betonwand	~30 cm	17–20 dB
Stahlbeton	~20 cm	20–25 dB
Holz / Leichtbau	dünn–mittel	≈ 0 dB

Interpretation der Werte

Gipskarton

Sehr geringe Dämpfung
LoRa/868 MHz geht problemlos durch mehrere Innenwände
Ideal für Indoor‑Repeater

Holz

Fast keine Dämpfung
Holzbauweise ist funktechnisch „offen“
Verluste entstehen eher durch Möbel oder Feuchtigkeit

Ziegel

Spürbare Dämpfung
Eine massive Wand kann das Signal bis zu 90% verringern
In Altbauten oft stärker als in modernen Poroton‑Wänden

Beton

Sehr starke Dämpfung
Besonders kritisch bei Keller‑ oder tragenden Innenwänden
LoRa kommt durch, aber mit sehr stark reduzierter Reichweite

Stahlbeton

Extrem hohe Dämpfung
Bewehrungsstahl wirkt wie ein Gitter → zusätzliche Abschirmung
Repeater sollten nicht hinter Stahlbeton platziert werden

Was bedeuten diese dB‑Werte praktisch?

3 dB Verlust → Signal halbiert
10 dB Verlust → Signal auf 1/10 reduziert
20 dB Verlust → Signal auf 1/100 reduziert

Eine einzige Stahlbetonwand kann mehr dämpfen als fünf Gipskartonwände zusammen.

Warum unterscheiden sich die Materialien so stark?

Die Dämpfung hängt ab von:

Leitfähigkeit (Stahlbeton > Beton > Ziegel > Holz)
Permittivität (je höher, desto mehr Energie wird absorbiert)
Materialdicke
Feuchtigkeit (nasser Beton dämpft stärker)
Metallanteilen (Bewehrung, Armierung, Folien)

Vergleich der Funkausbreitung: 144 MHz, 433 MHz und 868 MHz

Die drei Frequenzbereiche unterscheiden sich deutlich in Reichweite, Gebäudedurchdringung und Verhalten bei Hindernissen. Grundsätzlich gilt: Je niedriger die Frequenz, desto besser die Ausbreitung und Durchdringung – je höher die Frequenz, desto kompakter die Antennen, aber desto stärker die Dämpfung.

Wellenlängenvergleich

Frequenz	Wellenlänge	Bedeutung
144 MHz	~2,0 m	Sehr gute Reichweite, starke Beugung
433 MHz	~70 cm	Gute Reichweite, gute Gebäudedurchdringung
868 MHz	~34,5 cm	Kürzere Reichweite, höhere Dämpfung

Reichweite & Ausbreitung

Frequenz	Typische Reichweite	Verhalten
144 MHz	10–100 km	Hervorragende Weitbereichsausbreitung, starke Beugung über Hügel
433 MHz	2–20 km	Sehr guter Kompromiss aus Reichweite und Gebäudedurchdringung
868 MHz	0,5–15 km	Kürzere Reichweite, stärker abhängig von Sichtlinie

Gebäudedurchdringung

Material	144 MHz	433 MHz	868 MHz
Holz	sehr gut	sehr gut	gut
Gipskarton	sehr gut	gut	mittel
Ziegel	gut	mittel	schlecht
Beton	mittel	schlecht	sehr schlecht
Stahlbeton	schlecht	sehr schlecht	extrem schlecht

Verhalten bei Hindernissen

Eigenschaft	144 MHz	433 MHz	868 MHz
Beugung	sehr stark	stark	schwach
Reflexion	gering	mittel	hoch
Streuung	gering	mittel	hoch
Dämpfung durch Vegetation	gering	mittel	hoch

Typische Einsatzgebiete

Frequenz	Typische Nutzung
144 MHz	Amateurfunk (2‑m‑Band), BOS, Weitverkehr
433 MHz	Sensoren, Fernbedienungen, Amateurfunk (70 cm), Telemetrie
868 MHz	LoRa, MeshCore, Smart‑Home, IoT