„Entwicklung von Mess-und Berechnungsverfahren zur ... - BMU

Seite 69 von 101 zum Zwischenbericht „Analyse der Immissionsverteilung“
3 Kleinskalige räumliche Verteilung der Immission
Zusätzlich zu der im vorangegangenen Kapitel detailliert untersuchten Abhängigkeit der
„großräumigen“ Verteilung der ortsbezogenen Immission von verschiedenen Einflussfaktoren
zeigt die Immission auch eine kleinskalige Ortsabhängigkeit. Unter „kleinskaligen“ Schwankungen
sollen solche bezeichnet werden, die im Bereich von einigen Zentimetern auftreten.
Im englischen Sprachgebrauch wird dieses Problem auch als „Fast Fading“ bezeichnet. Fast
Fading tritt dann auf, wenn die Funkwellen vom Sender zum Empfängerort aufgrund von
Reflexionen über mehrere Ausbreitungspfade gelangen (engl. multipath environment) und die
einzelnen Teilwellen dabei interferieren. In Abhängigkeit vom Ort treten dabei unterschiedliche
Gangunterschiede der Teilwellen auf, so dass die Überlagerung konstruktiv oder destruktiv
sein kann. Der Wechsel zwischen konstruktiver und destruktiver Interferenz kann, abhängig
von den Pfadunterschieden, im Zentimeterbereich stattfinden.
Die Beurteilung des Fast Fadings bezüglich Schwankungsbreiten und typischen Verteilungen
ist aus folgenden Gründen wichtig: Zum einen gibt sie Aufschluss über die Notwendigkeit,
eine Maximalfindungstechnik bei der Messung anzuwenden, sofern nach Grenzwertphilosophie
die Suche nach Extremalwerten gefordert ist: Schwankt die Immission kleinskalig sehr
stark, sind Immissionsmessungen an einem festen Punkt, z.B. auf einem Stativ, nicht aussagekräftig.
Zum anderen ist eine Kenntnis von typischen Fast Fading Feldverteilungen notwendig,
um Hinweise über die für die Erfassung von „mittleren“ Immissionen geeigneten
Mittelungsgeometrien zu erlangen, sofern keine Maximalwertsuche nach geltenden Normen
durchgeführt werden soll.
Diese beiden Problematiken sollen im folgenden behandelt werden
3.1 Typische kleinskalige Feldverteilungen
Gerade innerhalb von Innenräumen kann die Immission örtlich kleinskalig stark schwanken.
Um einen Eindruck von der Größenordnung dieser kleinskaligen Variationen der Immissionen
zu bekommen, wurden detaillierte Messungen in einem Innenraum durchgeführt. Hierbei
ist zu beachten, dass die Person des Messenden an sich auch wesentlich zu Verzerrungen und
Unregelmäßigkeiten im Immissionsverlauf beiträgt. Um diesen Faktor auszuschließen, wurde
quasi unter Laborbedingungen mit einem automatischen Scannersystem gearbeitet, das in
einem Innenraum auf einer Strecke von 1,36 m in Schritten von 2 cm die Immission aufnahm
und protokollierte. Die Sendeantenne (1,9 GHz, vergleichbar mit GSM 1800) befand sich im
gleichen Gebäude eine Etage höher. Die Empfangsantenne hatte eine isotropähnliche Richtcharakteristik,
um auch aus unterschiedlichen Raumrichtungen einfallende Signale exakt
berücksichtigen zu können.
Bild 3.1.1 zeigt den Verlauf der Leistungsflussdichte über den abgescannten Bereich. Deutlich
sind die ortsabhängigen, kleinskaligen Schwankungen zu erkennen, die durchaus einen
Faktor 100 (bezüglich der Leistungsflussdichte) ausmachen können. Die absoluten Werte sind
bei dieser Messung nicht von Belang, sondern nur die relativen Schwankungen.