Ausbreitungscharakteristik

Ausbreitungscharakteristik ist ein Begriff aus Physik und Technik und beschreibt, wie sich eine physikalische Größe während der Ausbreitung in Raum und Medium verändert. Typischerweise gilt sie für Schall in Luft oder Wasser, elektromagnetische Wellen, Licht oder seismische Wellen. Sie fasst Eigenschaften wie Intensität, Feldstärke, Phasenlage, Geschwindigkeit und Frequenzabhängigkeit zusammen.

Wesentliche Merkmale sind die Richtcharakteristik (zeigt, wie die Feldstärke in Abhängigkeit vom Richtungskegel variiert), Dämpfung oder Verlust mit der Distanz, Dispersion (unterschiedliche Geschwindigkeiten verschiedener Frequenzen), sowie Reflektion, Brechung, Streuung und Beugung an Grenzflächen. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit hängt vom Medium ab und kann frequenzabhängig sein; im Vakuum ist elektromagnetische Wellen mit dem Vakuumlichtgeschwindigkeit c unterwegs, in Medien gilt sie als kleiner.

Im Bereich der Funktechnik wird die Ausbreitungscharakteristik oft durch das Antennendiagramm beschrieben; in der Raumakustik durch Lautsprecher- und Raumantworten; in der Optik durch Brechungsgesetz und Dispersion. In der Geophysik unterscheiden sich P- und S-Wellen und deren Ausbreitung durch die Eigenschaften des Gesteins.

Zur Bestimmung dienen Messungen der Impulsantwort, Zeitverläufe oder Frequenzantworten sowie Modelle wie das Freiraummodell bzw. Friis-Gleichung oder komplexe Kanalmodelle bei Mehrwegeausbreitung und Rauschen.

Die Ausbreitungscharakteristik ist entscheidend für das Design von Kommunikationssystemen, Akustik, Optik und Messungen in verschiedenen Wissenschaftsbereichen.

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