28166.太赫茲波在大氣中衰減特性的研究

1、太赫茲波在大氣中衰減特性的研究太赫茲波在大氣中衰減特性的研究StudyontheattenuationacteristicsofTHzwaveinatmosphere學(xué)科專業(yè)：物理電子學(xué)研究生：許文忠指導(dǎo)教師：姚建銓教授天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院二零一四年十一月摘要太赫茲波在電磁波譜中位置特殊，處于電學(xué)領(lǐng)域和光學(xué)領(lǐng)域的交叉地帶，獨(dú)特的位置使得太赫茲波具有許多獨(dú)特的優(yōu)勢，比如：低光子能量，瞬態(tài)性，寬帶性以及透射性等優(yōu)點(diǎn)。太赫茲波的特

2、性決定了其在生物醫(yī)學(xué)，成像，安全監(jiān)測以及空間通信和遙感領(lǐng)域廣闊的應(yīng)用前景。想要使太赫茲波在空間通信、大氣遙感以及雷達(dá)探測等領(lǐng)域發(fā)揮理想的效果就需要研究太赫茲波在大氣環(huán)境中的衰減特性，并試圖找到合適的透過率窗口。本文主要內(nèi)容歸納如下：1.本文從輻射傳輸方程的角度分析了太赫茲波在大氣中的增強(qiáng)和衰減作用。太赫茲波在大氣中傳輸時會與大氣中存在的氣體分子和氣溶膠顆粒等發(fā)生相互作用了而造成太赫茲波能量的增強(qiáng)或衰減，增強(qiáng)主要來自于熱輻射，衰減則主要來

3、自于吸收和散射。2.本文中分別計(jì)算了幾種不同的吸收譜線對太赫茲波的影響，并討論了太赫茲波在晴朗和云霧大氣中的傳輸特性。計(jì)算中用到的氧氣、水蒸氣的譜線參數(shù)從HITRAN數(shù)據(jù)庫中提取得到。3.本文中通過米氏散射理論研究了太赫茲波單次散射散射效率因子，散射截面以及散射光強(qiáng)度分布，并計(jì)算了太赫茲波在具有一定尺寸分布的沙塵環(huán)境中傳輸時的衰減特性。另外，本文還借助蒙特卡羅方法編寫程序，模擬計(jì)算了太赫茲波在我國兩種典型沙漠中的衰減特性。采取的兩種分析