UHF

UHF steht für Ultra High Frequency und umfasst das Funkband von 300 MHz bis 3 GHz. In industriellen Anwendungen liegt das praktisch relevante Band bei etwa 400 MHz bis 900 MHz, wo Gerätehersteller die meisten drahtlosen Steuerungs-, Telemetrie- und Identifikationssysteme konzentriert haben. Diese Frequenzen bieten einen nützlichen Kompromiss: Die Wellenlängen sind kurz genug für kompakte Antennen, aber die Energie ist niedrig genug, um Wände zu durchdringen und an Metallflächen zu reflektieren, was sie auf Fabrikfluren und Außenplätzen zuverlässig macht.

Industrielle UHF teilt sich in lizenzierte und unlizenzierte Frequenzbereiche auf. Lizenzierte Bänder erfordern behördliche Genehmigung und sind in der Regel teurer im Betrieb, bieten aber Schutz vor Störungen. Unlizenzierte Bänder wie die ISM-Frequenzen (Industrial, Scientific and Medical) bei 433 MHz, 868 MHz und 915 MHz können kostenlos genutzt werden, müssen sich aber Platz mit anderer Ausrüstung teilen; Störungen sind dann Problem des Betreibers. Wireless-Barcode-Scanner, Fernsteuerungen für Kräne und Hebezeuge, Bestandsverfolgungssysteme und werksweite Telemetrie-Knoten arbeiten üblicherweise in diesen unlizenzieren Bereichen.

Ausbreitungsverhalten und Hindernisse

UHF-Funk arbeitet in Innenräumen zuverlässiger als höhere Frequenzen wie Mikrowellenbänder. Ein 450-MHz-Signal durchdringt eine Betonwand mit einer Dämpfung von etwa 10 bis 20 dB, abhängig von Feuchte und Bewehrung. Metallische Abschirmung reflektiert UHF dagegen fast vollständig, daher benötigen drahtlose Systeme in Steuerschränken oder Maschinengehäusen externe Antennen oder entsprechende Antennendurchführungen. Mehrwegeausbreitung, bei der sich Reflektionen von Metallflächen mit direkten Signalen überlagern, kann in großen Fabriken zu Funklöchern führen; Diversity-Antennen oder Frequenzsprung mindern dies.

Die Bezeichnung selbst ist historisch bedingt. Das Funkspektrum wurde aufgeteilt, als der Rundfunk Mitte des zwanzigsten Jahrhunderts wuchs; UHF bedeutete ursprünglich den Bereich über VHF (30 bis 300 MHz), der für Fernsehen genutzt wurde. Industrieausrüstung erbte das Label, obwohl sie nicht das gesamte Band von 300 MHz bis 3 GHz nutzt. In moderner Verwendung meint ein Techniker, wenn er sagt, ein Gerät arbeitet auf UHF, üblicherweise einen Bereich im 400- bis 900-MHz-Fenster, auch wenn die offizielle Definition breiter ist.

Sendeleistungsgrenzen und Antennenverstärkung sind in Vorschriften miteinander gekoppelt. Ein unlizenziertes UHF-Gerät darf mit einer 2-dBi-Antenne 10 dBm Sendeleistung haben oder mit einer 12-dBi-Richtantenne 0 dBm, vorausgesetzt die Gesamtleistung EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) überschreitet einen Grenzwert nicht. Diesen Kompromiss zu verstehen ist wichtig bei der Planung der Wireless-Abdeckung in einer Anlage; ein Sender mit niedriger Leistung und hochgewinnender Antenne reicht weiter in eine Richtung als ein omni-direktionales Gerät, aber hinter Hindernissen entstehen möglicherweise Funklöcher.