太赫兹波大气衰减的抛物方程模型研究

摘要

太赫兹通信是一个极具应用前景的技术,研究太赫兹波的传播特性具有重要意义.抛物方程是一种模拟电波传播特性的高效模型,但目前抛物方程模型在模拟电波传播时,主要考虑大气的折射效应而忽略了其吸收作用,然而太赫兹波的大气衰减较为严重.本文通过引入大气分子吸收的复折射率,实现了应用抛物方程模型计算太赫兹波的大气衰减.该模型考虑了大气压强、温度和水汽密度等气象参数随高度变化对大气衰减的影响,且能够针对不同地区和季节的气象条件对大气衰减进行计算,与真实环境更加符合.最后利用该模型仿真分析了0.14THz波的传播特性,给出了传播损耗随距离和高度的变化,并与忽略大气衰减的结果进行了对比,结果表明抛物方程模型能同时体现THz波的大气吸收效应和多径传播效应.