Diese Strahlung durchdringt Wände: Mit WLAN durch Wände schauen

Diese Strahlung durchdringt Wände : Mit WLAN durch Wände schauen

Die Strahlung von Funknetzwerken ermöglicht es,  Objekte auch durch massive Hindernisse zu orten.

Welchen Eindruck wir von der Welt um uns herum gewinnen, hängt ganz wesentlich davon ab, in welchem Licht wir sie betrachten – präziser geht es um die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung, die wir als Licht kennen. Mit fotografischen Filtern lässt sich bereits zeigen, wie sich der optische Eindruck einer Szene je nach verwendeter Wellenlänge dramatisch ändert. Und wie würde die Welt erst im Licht einer elektromagnetischen Strahlung ganz anderer Wellenlänge aussehen? Wenn wir zum Beispiel die Strahlung eines WLAN-Routers nutzen würden? Dieser Frage sind die Physiker Friedemann Reinhard und Philipp Holl an der Technischen Universität München (TUM) nachgegangen. Dreierlei war für sie dabei schon zu Anfang klar. Strahlungsquellen wie etwa ein WLAN-Router werden in einer Mikrowellenwelt strahlend hell erscheinen. Die Objekte in der Umgebung absorbieren und reflektieren Mikrowellen in charakteristischer Weise und – das ist die Besonderheit der WLAN-Strahlung – Wände sind für diese Wellenlängen transparent.

In einem aufsehenerregenden Experiment haben die beiden Forscher eine Möglichkeit vorgestellt, wie sich das zumindest messtechnisch ausnutzen lässt. Auch wenn ihr Versuchsaufbau simpel erscheint, ist das Messverfahren relativ kompliziert. Vor einen WLAN-Router positionierten die Forscher in einem Raum als Messobjekt ein mit Alufolie umwickeltes Kreuz. Zudem stellten sie zwei Empfängerantennen hinein. Die sogenannte Referenzantenne empfing das direkte Signal des Routers. Die zweite Antenne maß hinter dem Objekt das gestörte Mikrowellenfeld.

Aus den Empfangsdaten beider Antennen konnten die Forscher schließlich das Bild des Kreuzes berechnen. „Mit dieser Technik können wir ein dreidimensionales Bild des Raums erzeugen, in dem sich der WLAN-Sender befindet, so als hätten wir Augen für Mikrowellenstrahlung“, sagt Friedemann Reinhard, Leiter der Forschungsgruppe für Quantensensoren am Walter Schottky-Institut der TUM. Da Wände für WLAN-Wellenlängen durchsichtig seien, könne man im Prinzip bei dieser Messung auch Objekte dahinter erkennen. Als revolutionär bezeichnet Reinhard nun die Tatsache, dass die Referenzantenne bei Störungen des Routersignals funktioniert. Sie könnte also auch außerhalb des Raumes platziert werden. Dass die Technik einmal eingesetzt wird, um in fremde Zimmer zu schauen, ist Friedemann zufolge jedoch unwahrscheinlich. „Dazu müsste man eine große Antenne um das Gebäude herumfahren, was kaum unbemerkt bleiben dürfte“, erklärt Reinhard.

Die Forscher haben ganz andere Anwendungsszenarien im Sinn. Per Computersimulation haben sie analysiert, wie sich WLAN-Signale in einer Lagerhalle ausbreiten und nutzen lassen könnten. Metallkisten ließen sich erkennen und verfolgen und so der Lagerbestand bestimmen. Allerdings ist viel Detailkenntnis zu Materialien bei Mikrowellenbestrahlung nötig. Metall in Gebäudewänden würde die Messung verfälschen. Je komplexer das Umfeld, desto schwieriger werde die Entschlüsselung des Mikrowellensignals. Dennoch könnte das Verfahren Zukunft haben.

In zehn Jahren könnte WLAN wichtiger als heute sein, um Objekte zu lokalisieren, erklärt Neal Patwari von der Universität Utah in Salt Lake City im Fachmagazin Science. Die sogenannte Indoor-Ortung ist ein großes Forschungsgebiet in der Industrie, ergänzt Reinhard. Es gehe darum, Gegenstände und deren Weg in einer Lagerhalle zu verfolgen oder Bestände zu inventarisieren. Satellitennavigation über GPS sei in Gebäuden kaum möglich. Die Signale seien zu schwach. Eine Alternative könnte die Technik sogenannter RFID-Chips darstellen, wie sie in Zugangskarten oder Sicherheitsetiketten verwendet werden. Auch Bibliotheken setzen auf diese Chips. Um den Standort der Bücher in einer Bibliothek zu kontrollieren, „müsste aber ein Roboter die Regale abfahren“, erklärt Reinhard. Einfacher wäre das per WLAN zu realisieren. „Ein Sender an der Decke würde ausreichen“, sagt der Forscher. Doch bis dahin sei noch viel Forschungs – und Entwicklungsarbeit nötig.

Mehr von Saarbrücker Zeitung