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摘要在亚毫米波频段，由于氧气和水的吸收作用，电磁波在大气中传播时衰减严重。由于亚毫米波频段电磁波波长与水凝体尺寸相当，降雨和云雾对传播的影响较大。研究该频段大气传播特性对于利用和开发该频段有重要作用。在本文中，首先介绍了亚毫米波的研究概况，以及亚毫米波在大气中的传播特性，通过建立MPM模型，对氧气和水汽对亚毫米波段电磁波的吸收衰减进行了仿真，介绍了Mie散射理论，对降雨和云雾条件下的亚毫米波频段的衰减进行了仿真，对雨滴产生的散射衰减进行了研究。27031
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关键词 亚毫米波 水凝体 衰减 仿真
毕业设计说明书（毕业论文）外文摘要
Title The Propagation Of Sub Millimeter Wave Band In The Hydrometeor
Abstract
In the sub millimeter wave band, due to absorption of water and oxygen in the atmosphere, the propagation of electromagnetic wave attenuation seriously. The electromagnetic wave length of sub millimeter wave band is nearly to the hydrometeor, so the propagation is influenced from the rainfall and cloud seriously. Studying the Atmospheric propagation characteristics in this frequency range is important to the development and using of the frequency range. In this paper, firstly the general situation of research on submillimeter wave and the propagation characteristic of submillimeter wave in the atmospheres is introduced. Then through the establishment of MPM model, the sub millimeter wave band electromagnetic wave absorption and attenuation of the oxygen and moisture is simulated. Nextly the theory of Mie is introduced, and the sub millimeter wave band electromagnetic wave absorption and attenuation of rain and cloud conditions is simulated. Finaly, the scattering on the attenuation caused by raindrops was studied.
Keywords Submillimeter wave hydrometeor Attenuation Simulation
目 次
1 绪论 5
1.1研究背景 5
1.2亚毫米波传播特性研究概况 6
1.3大气层及主要气象参数 6
2 亚毫米波大气传播特性基础 8
2.1 亚毫米波的大气吸收特性 8
2.2 亚毫米波的大气散射特性 10
3 氧气和水汽对亚毫米波频段吸收衰减 11
3.1氧气对亚毫米波段的吸收衰减 11
3.2水汽对亚毫米波段的吸收衰减 14
4 水凝体对亚毫米波频段衰减 17
4.1 Mie理论 17
4.2 降雨对亚毫米波的衰减 18
4.3 云、雾的衰减系数 23
结 论 28
致 谢 29
参考文献30
1 绪论
1.1研究背景
在电磁波中，频率从12THz—150GHz的频谱区域，也就是波长在25μm—2mm，介于可见光于微波之间，在电磁波的研究中被称为亚毫米波，对于光学研究者而言则被称为远红外。由于亚毫米波的电磁波窗口位于红外与微波之间，它同时具有红外和微波的特征，还具备一些特殊的性质，而且即使考虑大气吸收，带宽也是微波以下各波段带宽的数倍，在现今这样频率资源紧张的情况下具备极其重要的研究价值和相当广泛的应用前景。
国际上大约从上世纪四、五十年代开始了毫米波和亚毫米波的研究，而我国大约在1980年开始这方面的研究。上世纪四、五十年代的研究主要是英美两国，主要涉及大气吸收方面的研究。在这之后，日本、苏联等国家也开始了对毫米波和亚毫米波的研究。到1970年，在大气吸收方面的研究也已达到了相当深入的阶段。如今，研究这方面的国家主要有美、英、日、苏、加、中、法西德、瑞士、挪威和沙特阿拉伯等国家。而研究的内容也已涉及大气吸收、环境杂波特性、水汽凝结物效应以及到战场环境效应。
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