Attenuaatiomalli

Attenuaatiomalli on matemaattinen malli, jolla kuvataan signaalin, äänen tai energian voiman heikkenemistä sen kulkiessa väliaineen tai tilan halki. Mallin tarkoituksena on antaa kvantitatiivinen kuva siitä, miten vaimennus riippuu etäisyydestä, taajuudesta ja väliaineen ominaisuuksista, jotta voidaan suunnitella järjestelmiä ja tulkita mittaustuloksia.

Yleisimmät muodot yhdistävät geometrisen hajauman ja materiaalin tai ympäristön aiheuttaman vaimennuksen. Geometrinen hajauma kuvaa voiman vaimenemista etäisyyden kasvaessa, usein niin, että teho pienenee jollakin potenssilla. Eksponentiaalinen vaimennus kuvaa amplitudin pienemistä kerroin α mukaan: A(x) = A0 e^{-α x}, jossa α voi riippua taajuudesta.

Sovelluksia ovat esimerkiksi akustiikka, rakennus- ja meluvaimennus, langattomat tiedonsiirtotekniikat sekä seismologia ja säteily- sekä elektromagneettinen vaimennus materiaalien kautta. Käytännössä malli voi sisältää sekä etäisyyden että taajuuden osuutta.

Parametreja ovat tyypillisesti vaimennuskerroin α, tilan pituus x tai etäisyys d, sekä taajuus f. Arviointi tehdään mittaamalla vaimennus ja sovittamalla sopivat parametrit. Kalibrointi ja ympäristön epävarmuudet vaikuttavat tuloksiin.

Rajoitteita ovat tilan heterogeenisyys, taajuusriippuvuus, anisotropia sekä mahdolliset ei-lineaariset prosessit. Siitä huolimatta attenuaatiomallit tarjoavat hyödyllisiä ennusteita ja suunnittelun apuvälineitä, kun niitä käytetään huolellisesti ja kontekstisidosten.