太赫兹波在大气中衰减特性的研究
太赫兹波在电磁波谱中位置特殊，处于电学领域和光学领域的交叉地带，独特的位置使得太赫兹波具有许多独特的优势，比如：低光子能量，瞬态性，宽带性以及透射性等优点。太赫兹波的特性决定了其在生物医学，成像，安全监测以及空间通信和遥感领域广阔的应用前景。想要使太赫兹波在空间通信、大气遥感以及雷达探测等领域发挥理想的效果就需要研究太赫兹波在大气环境中的衰减特性，并试图找到合适的透过率窗口。 本文主要内容归纳如下： 1.本文从辐射传输方程的角度分析了太赫兹波在大气中的增强和衰减作用。太赫兹波在大气中传输时会与大气中存在的气体分子和气溶胶颗粒等发生相互作用了而造成太赫兹波能量的增强或衰减，增强主要来自于热辐射，衰减则主要来自于吸收和散射。 2.本文中分别计算了几种不同的吸收谱线对太赫兹波的影响，并讨论了太赫兹波在晴朗和云雾大气中的传输特性。计算中用到的氧气、水蒸气的谱线参数从HITRAN数据库中提取得到。 3.本文中通过米氏散射理论研究了太赫兹波单次散射散射效率因子，散射截面以及散射光强度分布，并计算了太赫兹波在具有一定尺寸分布的沙尘环境中传输时的衰减特性。另外，本文还借助蒙特卡罗方法编写程序，模拟计算了太赫兹波在我国两种典型沙漠中的衰减特性。采取的两种分析方法分别对应于低浓度沙尘环境中的单次散射和高浓度沙尘环境中的多次散射。 4.介绍了利用傅里叶变换远红外光谱仪进行的太赫兹波大气衰减特性实验，分析了实验的不足并提出改进方案。
太赫兹波;大气环境;衰减特性
天津大学
硕士
物理电子学
姚建铨
2014
中文
O441.4
68
2015-12-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）