【正文】 理論方面，我國的微波遙感理論己得到了國家的高度重視，國家自然科學(xué)基金委的重大及重點(diǎn)課題都有對目標(biāo)和背景的輻射和散射及微波成像理論等的研究。 國內(nèi) 在毫米波輻射特性的研究方面，無論從理論水平，技術(shù)水平和應(yīng)用水平和國外都會有一定的差距 。 1996 年，瑞典發(fā)射的 ODIN 小衛(wèi)星上裝有亞毫米波輻射計(jì)，其中 119GHz 探測大氣溫度廓線， 575GHz 測量大氣水汽。 MPM 模型影響深遠(yuǎn)，該模型得到了世界各國研究人員的認(rèn)可，并 成為大氣毫米波實(shí)際應(yīng)用的參考模型之一。 1985 年， Liebe 提出了大氣吸收系數(shù)的 Liebe 模型。 1976 年， waters 算出了微波波段水蒸氣的吸收系數(shù)。 1971 年 Crane 提出了聯(lián)系降雨速度和雨的消光系數(shù)之間的半經(jīng)典公式 [3]。 1961 年 Meeks 等人在 VanVleck 的理論分析的基礎(chǔ)上，提出了氧氣的 5mm波吸收帶 [2]。 影響大氣亮溫測量結(jié)果的主要是氧分子、水蒸氣和液態(tài)水等。因?yàn)槟繕?biāo)的介電常數(shù)一般只有經(jīng)典公式，故亮度溫度的理論模型只能算得上半經(jīng)典公式。在理論研究方面，將被測目標(biāo)看作多層媒質(zhì)，按照各層媒質(zhì)的物理溫度分布、介電特性和幾何特性計(jì)算目標(biāo)的發(fā)射率和反射率，再由輻射傳遞理論求得目標(biāo)表面的視在溫度，乘上發(fā)射率得到目標(biāo)的亮度溫度。這種電磁波能量的輻射和散射特性就構(gòu)成了大氣的輻射特性，它隨季節(jié)、天氣、時(shí)間、地點(diǎn)等條件的變化而變化，研究其變化規(guī)律變得非常必要。 在大氣層中，當(dāng)大氣受到外來電磁波照射時(shí)，會同時(shí)發(fā)生吸收、反射、散射、透射等現(xiàn)象，并且大氣本身也輻射能量。 由于媒質(zhì)內(nèi)部和表面介電常數(shù)和幾何形狀及溫度的空間分布決定了它的吸收、發(fā)射和散射譜及 極化和角度的變化。當(dāng)物質(zhì)與其所處的環(huán)境達(dá)到熱力學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，它的吸收和輻射的速率就會相等，達(dá)到了一種動態(tài)平衡。因此，毫米波遙感在微波遙感領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。這主要得益于毫米波段位于紅外與普通微波 之間的中間區(qū)域，除具有微波共性外，還有其他優(yōu)于一般微波的性能 [1]。 days in the clouds, based on the need to add in the sunny reflection spectrum of suspended water droplets。計(jì)算出了不同天氣條件下天空的 5mm 毫米波段衰減系數(shù)數(shù)據(jù)。在云霧天，需要在晴天基礎(chǔ)上加上懸浮水滴折射譜 。 其次，論文詳細(xì)研究了大氣毫米波傳播模型 (MPM)，即大氣衰減的復(fù)折射率模型，推導(dǎo)出了不同天氣條件下大氣的衰減系數(shù)的 MPM計(jì)算方法。南 京 理 工 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 作 者 : 王敏 學(xué) 號： 0704220243 學(xué)院 (系 ): 電子科學(xué)與光電技術(shù)學(xué)院 專 業(yè) : 通信工程 題 目 : 5mm 波段大氣傳播特性研究 指導(dǎo)者： (姓 名 ) (專業(yè)技術(shù)職務(wù) ) 評閱者： (姓 名 ) (專業(yè)技術(shù)職務(wù) ) 2021 年 5月 王虹 中文摘要 本論文著重研究了大氣毫米波輻射特性及其應(yīng)用，分析了氧氣和水蒸氣的 Liebe 吸收模式和大氣毫米波傳輸模型 (MPM)。 首先，論文論述了常用的三種大氣吸收譜線形式，詳細(xì)分析了氧氣和水蒸氣的Liebe 吸收譜模式，該模式將吸收譜分為線狀吸收和連續(xù)吸收，其中氧氣的吸收譜由44 條線狀吸收和非諧振連續(xù)吸收組成，水蒸氣的吸收譜由 29條線狀吸收和遠(yuǎn)翼吸收組成。在晴天，主要考慮氧氣和水蒸氣的線狀譜、非諧振干燥空氣譜和水蒸氣的連續(xù)吸收譜 。而在雨天，需要在云霧天的基礎(chǔ)上加上受雨強(qiáng)影響的雨滴的折射譜。 關(guān)鍵詞 ： 大氣，毫米波， MPM 模型，衰減系數(shù) 5 mmband transmission characteristics Abstract This paper focuses on the atmospheric millimeterwave radiation, and analyzed the absorption of oxygen and water vapor in the Liebe model and atmospheric millimeterwave propagation model (MPM). First, the paper discusses three mon forms of atmospheric absorption lines, a detailed analysis of oxygen and water vapor absorption spectrum Liebe mode, which will be divided into the linear absorption spectra of absorption and continuous absorption, in which the absorption spectra of oxygen from the 44 continuous linear absorption and nonresonant absorption of the position of water vapor absorption spectra from the 29 linear absorption and the far wing absorption of the position. Secondly, the paper detailed study of the atmospheric millimeter wave propagation model (MPM), the plex refractive index of atmospheric attenuation model derived under different weather conditions, atmospheric attenuation coefficient MPM calculation. In sunny days, the main consideration of the linear spectrum of oxygen and water vapor, dry air of nonresonant continuous spectrum and water vapor absorption spectra。 and on rainy days, you need to fog on the basis of days with rainfall intensity by the reflection spectrum of raindrop impact. Calculated under different weather conditions the sky 5mm millimeterwave attenuation coefficient data. Keyword ： Atmosphere, millimeter wave, MPM model, the attenuation coefficient 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 I 頁 共 I 頁 目 錄 1 引言 ....................................................................................................................... 1 課題概述 ....................................................................................................... 1 國內(nèi)外研究狀況 .......................................................................................... 1 課題研究意義 ................................................................................................ 3 本文的主要工作 ............................................................................................ 4 2 大氣的輻射傳播 ...................................................................................................... 4 輻射傳輸?shù)幕靖拍? ..................................................................................... 4 微波輻射傳輸概述 ............................................................................... 4 功率與溫度的關(guān)系 ............................................................................... 6 三種溫度的關(guān)系 ................................................................................... 7 亮度溫度 .......................................................................................... 7 視在溫度 .......................................................................................... 7 天線溫度 .......................................................................................... 8 微波鷹米波輻射計(jì) ............................................................................... 8 大氣的物理概況 ............................................................................................ 9 3 大氣毫米波吸收模式 ............................................................................................. 10 大氣水蒸氣的吸收譜 ................................................................................... 10 大氣氧氣分子的吸收譜 ................................................................................ 10 4 大氣毫米波傳播模型 .............................................................................................. 11 MPM簡介 .................................................................................................... 11 復(fù)折射率模型 .................................................................................... 15 氧氣水蒸氣的線狀譜 .......................................................................... 15 非諧振干燥空氣譜 ............................................................................. 20 水蒸氣的連續(xù)譜 ................................................................................. 20