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

Seite 63 von 187 des Abschlussberichtes "Entwicklung geeigneter Mess- und Berechnungsverfahren"
• Was ist die optimale Anzahl der Punkte innerhalb einer Mittelungsgeometrie? Hierbei
wurden auch Geometrien untersucht, die deutlich feiner gerastert waren als die in
Bild 2.5.14 dargestellten.
• Welche Mittelungsgeometrie ergibt die geringste Abweichung des ermittelten Mittelwertes
vom „wahren“ Mittelwert eines Bewertungsvolumens? Hier wurden größere Raumbereiche
fein abgetastet und verschiedene Mittelungsgeometrien durch diese Punktwolke
„hindurchgeschoben“. Dabei wurde auch erfasst, wie groß die Schwankungsbreite ein und
derselben Mittelungsgeometrie an verschiedenen Positionen innerhalb der Punktwolke
sind. Neben den in Bild 2.5.14 dargestellten Geometrien kamen auch andere Geometrien,
z.B. horizontale und vertikale Linien, Ebenen und Würfel zum Einsatz.
Bei diesen Untersuchungen wurde festgestellt, dass für ein und dasselbe Messvolumen die
Mittelwerte sehr stark von der verwendeten Mittelungsgeometrie abhängen. Der Grund dafür
ist, dass einige Mittelungsgeometrien ihre Punkte primär in vertikaler Richtung verteilen,
wohingegen andere auch eine relevante horizontale Ausdehnung haben.
Nun ist es jedoch, wie in [BOR 04] gezeigt, sehr vom Expositionsszenario abhängig, wie sich
die Energie in vertikaler Richtung und in horizontaler Raumrichtung verteilt. Damit ist eine
Abhängigkeit der „optimalen“ Mittelungsgeometrie vom Expositionsszenario gegeben.
Nicht nur der Mittelwert, sondern auch die Häufigkeitsverteilung der an den Gitterpunkten
der Geometrie erfassten Feldstärken kann sich durch unterschiedliche Geometrien grundlegend
verändern, da jede Mittelungsgeometrie quasi jeweils nur einen „Ausschnitt“ aus der
„wahren“ räumlichen Häufigkeitsverteilung in einem ausgedehnten Volumen darstellt. Die
umfangreichen Untersuchungen führen die Autoren von [LEH 03] sogar zu der Vermutung,
dass die Messgeometrie einen stärkeren Einfluss auf die Häufigkeitsverteilung der Feldstärke
hat als unterschiedliche Expositionsszenarien.
Hinzu kommt, dass praktikable Mittelungsgeometrien in der Punktanzahl begrenzt sein
müssen, um den Messaufwand in vernünftigen Dimensionen zu halten. Insofern müssen
Geometrien gefunden werden, die
• eine möglichst geringe Punktzahl aufweisen (keinesfalls mehr als 10) und
• den menschlichen Körper dennoch ausreichend nachbilden, um der Aussage in
[ICNIRP 98] bezüglich der Mittelung im Körpervolumen nachzukommen.
Beide Forderungen erscheinen nach gegenwärtigem Erkenntnisstand nicht sinnvoll
verknüpfbar. Mit abnehmender Punkteanzahl bzw. reduzierter Maschenweite wird die durch
Fast Fading örtlich kleinskalig schwankende Feldverteilung unterabgetastet, was je nach
Aufbau und Lage der vereinfachten Mittelungsgeometrie zu einer deutlichen Abweichung
vom „wahren“ Mittelwert führen kann. Auch diese Abweichung hängt prinzipiell vom
Expositionsszenario ab, d.h. der Fragestellung, ob die Messungen im Freiraum oder in Räumen,
innerhalb oder außerhalb der Hauptstrahlrichtung, mit oder ohne direkter Sicht zur
Basisstation usw. stattfinden. Die in [BOR 04] durchgeführten Fast Fading Berechnungen
haben gezeigt, dass je nach Szenario starke Feldstärkeschwankungen mal in der vertikalen
und mal in der horizontalen Richtung auftreten. Auf keinen Fall wird es sinnvoll sein, in
Abhängigkeit vom Messort diesen zuerst zu „klassifizieren“, um dann die optimale Mittelungsgeometrie
festzulegen und nach dieser dann punktweise Messungen durchzuführen. Die