太赫兹波在Kolmogorov湍流大气中的水平传输特性研究

文章编号：１６７２—８７８５（２０１５）０６—０００７－０６　太赫兹波在Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ湍流大气中　的水平传输特性研究　曾曙光　但有全２　刘雁１　王飞　（１．三峡大学理学院，湖北宜昌４４３００２；　２．中国民航飞行学院，四川广汉４１８３０７）　摘　要：太赫兹的大气传输特性对太赫兹的空间应用非常重要。对太赫兹波在Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ　湍流大气中的水平传输特性展开了研究。分析了太赫兹平面波在湍流大气中传输时其　闪烁指数、饱和距离等参数随频率、空间传输距离和湍流强弱程度等因素的变化。以　高斯波束为例，研究了太赫兹波束在湍流大气中传输时闪烁指数、束宽等参数随传输　距离等物理量的演化规律。研究结果表明，在太赫兹波段，频率越高，闪烁指数越大，　饱和距离就越小。总体上看，太赫兹波在大气中传输时受大气湍流的影响程度介于光　波和微波之间；对于太赫兹大气通信和成像等短程应用，太赫兹波在湍流大气中传输　时一般都处于弱起伏状态；但对于太赫兹雷达和遥感等应用，由于传输距离较远，可　能会出现强起伏。　关键词：大气光学；太赫兹；湍流大气；传输；闪烁指数　中图分类号：０４３６　文献标志码：　Ａ　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２—８７８５．２０１５．０６．００２　］［　ａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　Ｔｅｒａｈｅｒｔｚ’、ｌ７、　ａｖｅ　ｉｎ　Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ　Ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ　Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ　ＺＥＮＧ　Ｓｈｕ—ｇｕａｎｇ　，ＤＡＮ　Ｙｏｕ—ｑｕａｎ　２ＬＩＵ　Ｙａｈ　，ＷＡＮＧ　Ｆｅｉ　．．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｃｈｉｎａ　Ｔｈｒｅｅ　Ｇｏｒｇｅｓ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｃｈａｎｇ　４４３００２，Ｃｈｉｔｌａ；　２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｃｉｖｉｌ　Ａｖｉａｔｉｏｎ　Ｆｌｉｇｈｔ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ，Ｇｕａｎｇ￣ａｎ　６１８３０７，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｔｅｒａｈｅｒｔｚ门　Ｈｚ１　ｗａｖｅ　ｉｎ　ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｖｅｒｙ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＴＨｚ　ｗａｖｅ　ｉｎ　ｓｐａｃｅ．Ｔｈｅ　ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ＴＨｚ　ｗａｖｅ　ｉｎ　Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ　ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｉｏｎ　ｉｎｄｅｘ　ａｎｄ　ｓａｔｕｒａｔｅｄ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　ＴＨｚ　ｐｌａｎｅ　ｗａｖｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ａｎｄ　ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ　ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ　ｉｎ　ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ　ｉＳ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔａｋｉｎｇ　ｔｈｅ　Ｇｕａｓｓｉａｎ　ｂｅａｍ　ａｓ　ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ．ｔｈｅ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｉｏｎ　ｉｎｄｅｘ　ａｎｄ　ｂｅａｍ　ｗｉｄｔｈ　ｏｆ　ＴＨｚ　ｗａｖｅ　ｂｅａｍｓ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｉｎ　ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ　ｉＳ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ＴＨｚ　ｗａｖｅ　ｂａｎｄ．ｔｈｅ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈｅ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｏｆ　ＴＨｚ　ｗａｖｅ　ｉＳ．ｔｈｅ　ｇｒｅａｔｅｒ　ｔｈｅ　ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｉｏｎ　ｉｎｄｅｘ　ｉｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｈｏｒｔｅｒ　ｔｈｅ　ｓａｔｕｒａｔｅｄ　ｄｉｓｔａｎｃｅ　ｉＳ．Ｉｎ　ｇｅｎｅｒａｌ，ｗｈｅｎ　ＴＨｚ　ｗａｖｅ　ｉｓ　ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ　ｉｎ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ．ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅ　ｏｎ　ｉｔ　ｉｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈａｔ　ｏｎ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｗａｖｅ　ａｎｄ　ｔｈａｔ　ｏｎ　ｍｉｃｒｏｗａｖｅ．Ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｈｏｒｔ—ｒａｎｇｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｍａｇｉｎｇ．ＴＨｚ　ｗａｖｅ　收稿日期：２０１５—０４＿２１　基金项目：国家自然科学基金（１１３４７１１７）；三峡大学优秀人才科研启动基金（ＫＪ２０１１Ｂ０６６）　作者简介：曾曙光（１９８４一），男，湖南浏阳人，博士，副教授，主要从事激光光学方面的研究。　Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｅｎｇｓｈｕｇｕａｎｇ１９＠ｓ０ｈｕ．ｃｏｍ　ｈｔｔｐ：／／ｊｏｕｒｎａ１．ｓｉｔｐ．ａｃ．ｃｎ／ｈｗ　ＩＮＦＲＡＲＥＤ（ＭＯＮＴＨＬＹ）／ＶｏＬ．３６，Ｎｏ．６，ＪＵＮＥ　２０１５　ｉｓ　ｍｏｓｔｌｙ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｅ　ｏｆ　ｗｅａｋ　ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ．Ｂｕｔ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｌｏｎｇ—ｒａｎｇｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ＴＨｚ　ｒａｄａｒ　ａｎｄ　ｉｍａｇｉｎｇ，ＴＨｚ　ｗａｖｅ　ｉｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｅ　ｏｆ　ｓｔｒｏｎｇ　ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ｏｐｔｉｃｓ；ｔｅｒａｈｅｒｔｚ；ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ；ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ；ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｉｏｎ　ｉｎｄｅｘ　０引言　太赫兹（Ｔｅｒａｈｅｒｔｚ，ＴＨｚ）波通常是指频率为　０．１～１０　ＴＨｚ（波长为０．０３　３　ｍｉｌ１）的电磁波。它的　长波段与毫米波（亚毫米波）重合，短波段与红外　线重合。因此，其在电磁波频谱中占有很特殊的　位置［　。从二十多年前开始，随着太赫兹产生　和探测技术的进步，ＴＨｚ技术在物理、化学、天　文学、分子光谱、生命科学和医药科学等基础研　究领域以及医学成像、环境监测、材料检测、食　品检测、射电天文、移动通讯、卫星通信和军用　雷达等应用研究领域均有了一定的应用［引。鉴　于ＴＨｚ技术的重要性，近年来，欧美等发达国　家相继制订了国家支持的ＴＨｚ发展计划；中国　对ＴＨｚ研究也给予了巨大支持，并已取得了一　系列重要的成果和进展　］。　ＴＨｚ波的空间应用，如空间ＴＨｚ通信　】、　ＴＨｚ成像［引、ＴＨｚ遥感［　］和ＴＨｚ雷达［。］等，是　ＴＨｚ应用的重要组成部分。这类应用与ＴＨｚ辐　射的大气传输特性密切相关【引。影响ＴＨｚ大气　传输的主要因素有水汽的吸收、气溶胶散射、大　气辐射、大气湍流和大气折射等［引。另外，不同　地区、不同季节、不同天气情况和不同高度下，　ＴＨｚ辐射的大气传输特性会有差异。以上这些　因素决定了ＴＨｚ的大气传输是一个非常复杂的　课题。目前，国内外已有一些学者就ＴＨｚ辐射　的大气传输特性等展开了研究。国内方面，以天　津大学姚建铨院士团队为代表做了一些探索性　的工作［９－１３］。姚院士团队在文献［。］中就ＴＨｚ辐　射的大气传输的影响因素、基本原理、基本模型　和研究现状等进行了较全面的介绍；文献［１ｏ］给　出‘１广太赫兹大气传输的物理理论及传输模型，　考虑了水汽的吸收、气溶胶的散射，但未考虑大　气湍流等效应。国外方面，Ｙｉｈｏｎｇ　Ｙａｎｇ等人在　ＴＨｚ辐射的大气传输方面做了一些出色的工作　［４，１４－－１７】。俄克拉荷马州立大学的Ｙｉｈｏｎｇ　Ｙａｎｇ等　人在考虑频率有关的大气中水蒸气的吸收和相　应的折射率色散的情况下，对宽带ＴＨｚ脉冲在大　气中的传输特陛进行了理论和实验研究［１４，１５】。　文献［４］中，Ｍ．Ｍａｎｄｅｈｇａｒ等给出了太赫兹大气　通信的两种最佳链路。以上研究主要考虑了大　气中水汽的吸收和色散、气溶胶的散射等因素，　未考虑大气湍流对ＴＨｚ大气传输特性的影响。　大气湍流是指由大气本身的运动、温差、压　强差和密度差等引起折射率改变的随机现象。光　波在湍流大气中的传输理论和方法已经比较成　熟［１８　１９］。然而，太赫兹的频率仅在０．１　１０　ＴＨｚ　范围，比通常的光波频率低了约３个数量级，且　其脉宽很窄，带宽很宽（与中心频率可比拟）。　这些独特的性质决定了太赫兹波在湍流大气中　的传输特性与光波相比会有所不同。基于以上　考虑，本文对太赫兹波在湍流大气中的水平传　输特性展开了研究。与已有工作不同的是，我们　忽略大气中水汽的吸收和色散、气溶胶的散射等　因素，重点研究大气湍流对ＴＨｚ大气传输的影　响。　１理论模型　按照Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ的湍流理论，大气湍流可用　大气折射率起伏功率谱密度来描述，已经得到理　论与实验支持的几个主要谱模型有Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ　谱、ｖｏｎ　Ｋａｒｍａｎ谱、Ｔａｔａｒｓｋｉｉ谱和Ｈｉｌｌ谱等。　本文以Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ谱为例，对太赫兹平面波和　太赫兹高斯波束在湍流大气中的水平传输特性　展开研究。　闪烁指数是研究电磁波在湍流大气中传输　的重要参数。Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ谱下平面波闪烁指数　的通用公式可表示为［１９］　。　０．４９盯　＿）：鲫　　Ｉｌ　Ｉ－　ｌ　ｌ　ｌ　ｒｒ　ｌ・／ｕ　一－　。：　］一１　…　（１＋Ｏ．６９　１。２／　）　／６　式中，　磊＝１．２３　／。Ｌｎ／。为所谓的Ｒｙｔｏｖ指　数。Ｒｙｔｏｖ指数只能用于计算弱起伏状态下的平　面波闪烁指数，而式（１）对强、弱起伏条件均适　用。　饱和距离　ｓ可以用来界定强起伏和弱起伏　这两种传播条件［２０］。Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ谱下平面波的　饱和距离Ｌｓ可表示为　Ｌｓ＝（１．４６Ｃｎ２）＿６／ｎ　＿７／ｎ　（２）　当电磁波在大气中的传输距离小于饱和距　离　ｓ时为弱起伏状态；反之则为强起伏状态。　当电磁波在空间上不是无限大而是具有有　限尺寸时，其表现为一波束。实验数据表明，　ＴＨｚ波束在自由空间的传输行为与高斯波束类　似　。因此，本文中，我们假定ＴＨｚ波束为高　斯波束。Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ谱下的高斯波束轴上点的　闪烁指数可表示为［１９］　＋　（１＋０．６９　）　６　／］＿１　（３）　刍＝３．８６　Ｒｅ［　５／６。Ｆ１（一言；　；百１７；一Ｏ＋ｉＡ）一　Ａ　／。】　（４）　Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ谱下的高斯波束的束宽（通用公式）　可表示为［２２】　ＷＥ　＝　、／／１＋１．６３３￣２／５Ａ　（５）　式（３）＾一式（５）采用Ｌ．ｃ．Ａｎｄｒｅｗｓ等人的符号体　系描述了高斯波束的传输与变换＿２３］。式中，　０＝１＋　ｚ，一０＝１一ｅＡ＝　２ｚ，，　为传输距离，　和Ｆ分别为距离初始面　处的束宽及等相面　曲率半径。　２数值计算与模拟　本节中，我们对太赫兹波在湍流大气中的　水平传输特性进行了数值模拟。本节中，不加　以特别提及时，计算条件如下：大气折射率起伏　功率谱为Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ谱，大气折射率结构常数　＝１０　。ｉＴＩ　／。，传输距离Ｌ＝１０　ｋｍ，高斯波　束初始腰斑半径为３　ｃｍ。下面我们分别对太赫　兹平面波和太赫兹高斯波束在湍流大气中的传　输特性展开数值模拟。　２．１太赫兹平面波　图１给出了采用式（１）（通用公式）计算得到　的平面波的闪烁指数（实线）和平面波Ｒｙｔｏｖ指　数（虚线）随频率的变化。由图１可以看出，平面　波的Ｒｙｔｏｖ指数随着频率的增大而增大。当频率　大于某一值时，Ｒｙｔｏｖ指数会超过１。这说明，　ＴＨｚ平面波在大气中传输时有可能会进入强起　伏状态。为此，我们采用平面波闪烁指数的通用　公式来进行计算。如图中实线所示，在太赫兹波　的频率范围内，平面波的闪烁指数亦随着频率　的增大而增大，但其增速越来越小，在１０　ＴＨｚ　处达到极大值１．１８２。　Ｆｍｑｕｅｎｃｙ（Ｔｌ－ｌｚ）　图１太赫兹平面波的闪烁指数和Ｒｙｔｏｖ指数　随频率的变化　Ｌ（ｋｉｎ）　图２光波、微波及太赫兹平面波在湍流大气中　的传输情况的对比　图２给出了光波、微波及太赫兹三种频率　的平面波的闪烁指数随湍流大气中传输距离的　变化。闪烁指数同样是由式（１）计算得到的。光　波、微波及太赫兹波的频率分别为１００　ＴＨｚ、１０　ＩＮＦＲＡＲＥＤ（ＭＯＮＴＨＬＹ）／ＶｏＬ．３６，Ｎｏ．６，ＪＵＮＥ　２０１５　ＧＨｚ和１　ＴＨｚ。由图２可以看出，随着传输距离　的增加，光波的闪烁指数先增大，在３　ｋｍ左右　处达到最大值后缓慢减小；对于太赫兹波，在　１０　ｋｍ的传输范围内，其闪烁指数不断增大，但　率结构常数的越大，平面波的饱和距离越小。这　可由式（３）来解释。当　１０－－１３ｉｎ　／。时，太　赫兹平面波的饱和距离至少在４．１２　ｋｍ以上；当　１０－－１４ｍ　／０时，太赫兹平面波的饱和距离　其值均比光波的小；对于微波，通过计算可以发　现其闪烁指数同样随着传输距离的增加而不断　增大，但其值远比光波和太赫兹波的小。由此可　知，太赫兹波在大气中传输时受大气湍流影响　的程度介于光波和微波之间。另外，当传输距离　至少在１４．４７　ｋｍ以上。这说明，在太赫兹大气通　信等短程应用中（—般在１　ｋｍ以内），太赫兹波　在湍流大气中传输时一般都处于弱起伏状态；　但在太赫兹雷达和遥感等应用中，由于传输距　离较远，太赫兹波可能会出现强起伏。　不超过２　ｋｍ时，太赫兹波的闪烁指数和微波的　比较接近，且均远小于光波的相应值。这说明太　赫兹波在短距离传输时受大气湍流的影响不明　显，基本都处于弱起伏状态。　ｃ２（ｍ　）　ｘ１０＂　图３太赫兹平面波闪烁指数随大气折射率结　构常数的变化　图３给出了三种不同频率的太赫兹平面波　的闪烁指数随大气湍流强弱程度的变化。由图３　可见，对于０．１　ＴＨｚ的太赫兹平面波，其闪烁指　数几乎与　成正比；对于频率为１ＴＨｚ的太赫　兹平面波，其闪烁指数亦随着折射率结构常数的　增大而增大，但其增速慢慢变小；对于频率为１０　ＴＨｚ的太赫兹平面波，随着折射率结构常数的增　大，其闪烁指数先迅速增大后缓慢减小。由上可　知，不同频率的太赫兹波受大气湍流影响的程度　不同；频率越大，受大气湍流的影响越大；当传　输距离不超过１０　ｋｍ时，只有在　＞１０－－１３ｉｎ－２／。　时，太赫兹波才有可能进入强起伏状态。　饱和距离Ｌｓ可以用来界定强起伏和弱起　伏这两种传播条件［２ｏ］。图４给出了太赫兹平面　波的饱和距离随频率的变化。由图４可见，平面　波的饱和距离随着频率的增大而减小；且折射　ＩＮＦＲＡＲＥＤ（ＭＯＮＴＨＬＹ）／ＶｏＬ．３６，ＮＯ．６，ＪＵＮＥ　２０１５　图４太赫兹平面波饱和距离随频率的变化　２．２太赫兹高斯波束　图５给出了不同频率的太赫兹高斯波束的　闪烁指数随湍流大气中传输距离的变化。由图５　可以看出，不论频率如何，高斯波束的闪烁指数　均随着传输距离的增大而增大；频率越大，闪烁　指数越大。频率不超过１　ＴＨｚ时，在ｉ０　ｋｍ的传　输范围内，高斯波束都处于弱起伏状态；当传输　距离不超过１　ｋｍ时，太赫兹波段范围内的高斯　波束均处于弱起伏状态。　图５太赫兹高斯波束的闪烁指数随传输距离的变化　图６给出了高斯光束经过自由空间和湍流　大气中传输１０　ｋｍ后在接受面上的平均光强分　ｈｔｔｐ：／／ｊｏｕｒｎａ１．ｓｉｔｐ．ａｃ．ｃｎ／ｈｗ　布，其中光强以接受面上自由空间传输轴上的　光强为基准。图６中的曲线是根据扩展的惠更　斯一菲涅耳原理计算得到的［１９］。由图６可以看　出，太赫兹波束在经过湍流大气中传输后，其平　均光强分布仍然为高斯分布，且与自由空间的　光强分布几乎完全重合。这说明大气湍流对ＴＨｚ　频段高斯光束的平均光强分布影响甚小。　图６接受面上太赫兹高斯光束的平均光强分布　图７给出了太赫兹高斯波束经过自由空间和　湍流大气中传输后的柬宽随传输距离的变化。　由图７可以看出，不论频率如何，高斯波束的束　宽均随着传输距离的增大而增大，且频率越大　束宽越小。这可由式（５）来解释。另外，太赫兹　高斯波束湍流大气中的束宽和自由空间的几乎　完全一样。这进一步说明大气湍流对ＴＨｚ频段　束宽的影响可以忽略不计。　图７太赫兹高斯光束的束宽随传输距离的变化　３结论　以平面波和高斯波束为例，对太赫兹波在　Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ湍流大气中的水平传输特性展开了　研究。研究结果表明：　ｈｔｔｐ：／／ｊｏｕｒｎａ１．ｓｉｔｐ．ａｃ．ｃｎ／ｈｗ　（１）在太赫兹波段，频率越高，闪烁指数越　大，饱和距离就越小；　（２）太赫兹波在大气中传输时受大气湍流的　影响程度介于光波和微波之间；　（３）在１０　ｋｍ范围内，太赫兹波的闪烁指数　随着传输距离的增加而增加；　（４）大气湍流对ＴＨｚ频段的高斯波束的束　宽及接受面上平均光强分布的影响可以忽略不　计；　（５）对于太赫兹大气通信、成像等传输距离　不超过１　ｋｍ的短程应用，太赫兹波在湍流大气　中传输时一般都处于弱起伏状态；　（６）对于太赫兹雷达、遥感等应用，由于传　输距离较远，太赫兹波可能会出现强起伏。　以上结论是根据Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ湍流模型得到　的。太赫兹波在其它类型湍流大气中的传播特　性有待进一步研究。　参考文献　【１］姚建铨．太赫兹技术及其应用【Ｊ］．重庆邮电大学学　报（自然科学版），２０１０，２２（６）：７０３　７０７．　［２］张开春．太赫兹频段扩展互作用振荡器研究［Ｄ］．成　都：电子科技大学，２００９．　【３］姚建铨，汪静丽，钟凯，等．ＴＨｚ辐射大气传输研究　和展望［Ｊ］＿光电子・激光，２０１０，２１（１０）：１５８２—１５８８．　【４］Ｍａｎｄｅｈｇａｒ　Ｍｊ　Ｙａｎｇ　Ｙｊ　Ｇｒｉｓｃｈｋｏｗｓｋｙ　Ｄ．Ａｔｍｏ—　ｓｐｈｅｒｅ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｔｗｏ　Ｏｐｔｉｍａｌ　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｔｅｒａｈｅｒｔｚ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｌｉｎｋｓ［Ｊ］．Ｏｐｔｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ，２０１３，３８（１７）：３４３７－３４４０．　［５］Ｓｏｎｇ　Ｈ，Ｎａｇａｔｓｕｍａ　Ｔ．Ｐｒｅｓｅｎｔ　ａｎｄ　Ｆｕｔｕｒｅ　ｏｆ　Ｔｅｒ—　ａｈｅｒｔｚ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ１．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｔｅｒａｈｅｒｔｚ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）２０１１，１（１）：２５６—　２６３．　『６１张显斌，施卫．基于可调谐准高斯波束太赫兹源的成　像系统研究［Ｊ］．物理学报，２００８，５７（８）：４９８４—４８９０．　［７］Ｂｒｏｗｎ　Ｅ　Ｒ．Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ　ｏｆ　Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ　Ｍｉｌｌｉｍｅ—　ｔｅｒ　Ｗａｖｅ　ａｎｄ　ＴＨｚ　Ｒｅｍｏｔｅ　Ｓｅｎｓｉｎｇ［Ｊ］＿Ｉｎｔｅｒｎａ—　ｔｉｏｎａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈ／ｇｈ　Ｓｐｅｅｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ｓｙｓ－　ｔｅｒｎｓ，２００３，１３（４）：９９５—１０９７．　［８】Ｃｏｏｐｅｒ　Ｋ　Ｂ，Ｄｅｎｇｌｅｒ　Ｒ　Ｊ，Ｃｈａｔｔｏｐａｄｈｙａｙ　Ｇ，ｅｔ　ａ１．Ａ　Ｈｉｇｈ—ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　Ｉｍａｇｉｎｇ　Ｒａｄａｒ　ａｔ　５８０　ＧＨｚ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｍｉｃｒｏｗ　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｃｏｍｐｏｎ　Ｌｅｔｔ，２００８，１８（１）：６４　６６．　［９］Ｙａｏ　Ｊ，Ｗａｎｇ　Ｒ，Ｃｕｉ　Ｈ，ｅｔ　ａ１．Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　Ｐｒｏｐａ－　ｇａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｔｅｒａｈｅｒｔｚ　Ｒａｄｉａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｒｅｍｏｔｅ　Ｓｅｎｓｉｎｇ－　ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ａｎｄ　Ｐｌａｔｆｏｒｍｓ，２０１２，２１（２）：　３７１－３７５．　ＩＮＦＲＡＲＥＤ（ＭＯＮＴＨＬＹ）／ＶＯＬ．３６，ＮＯ．６，ＪＵＮＥ　２０１５　ｆ１０１　Ｗａｎｇ　Ｒ，Ｙａｏ　Ｊ　Ｑ，Ｘｕ　Ｄ　Ｇ，ｅｔ　ａ１．Ｔｈｅ　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｔｈｅｏｒｙ　ａｎｄ　Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ　Ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ＴＨｚ　Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　［１７】Ｙａｎｇ　Ｙ，Ｍａｎｄｅｈｇａｒ　Ｍ，Ｇｒｉｓｃｈｋｏｗｓｋｙ　Ｄ．Ｔｉｍｅ　Ｄｏ—　ｍａｉｎ　Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＴＨｚ　Ｒｅｆｒａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ缔　一　Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ　ｆＣ］．ＩＯＰ：Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　Ｓｅｒｉｅｓ（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｅｒ　Ｖａｐｏｒ［Ｊ］．Ｏｐｔｉｃｓ　Ｅｘｐｒｅｓｓ，２０１２，２０（２４）：２６２０８　２６２１８．　Ｐｈｙｓｉｃｓ），２０１１．　『ｌ１１陈敏，肖体乔，徐洪杰．超短ＴＨｚ脉冲在随机散射介　质中的传播［Ｊ】．物理学报，２００３，５２（１１）：２８０７　２８１０．　ｆ１２］周逊，李赜宇，罗振飞，等．太赫兹大气传输特性实验　研究ｆＪ］＿强激光与粒子束，２０１３，２５（６）：１５７３—１５７６．　１３１朱连燕，廖成，杨丹，等．１ｌ０ＧＨｚ太赫兹波大气　击穿阈值及最大传输能量密度［Ｊ］．强激光与粒子束　，［１８］Ｓｔｒｏｈｂｅｈｎ　Ｊ　Ｗ．Ｌａｓｅｒ　Ｂｅａｍ　Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ａｔ－　ｍｏｓｐｈｅｒｅ【Ｍ］．Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ：Ｓｐｒｉｎｇｅｒ—Ｖｅｒｌａｇ，１９７８．　【１９］Ａｎｄｒｅｗｓ　Ｌ　Ｃ，Ｐｈｉｌｌｉｐｓ　Ｒ　Ｌ．Ｌａｓｅｒ　Ｂｅａｍ　Ｐｒｏｐａｇａ－　ｔｉｏｎ　ｔｈｒｏｕｇｈ　Ｒａｎｄｏｍ　Ｍｅｄｉａ［Ｍ］＿Ｂｅｌｌｉｎｇｈａｍ：ＳＰＩＥ，　２００５．　２０１３，２５（６１：１４３５－１４３９．　［２０］饶瑞中．　现代大气光学ｆＭ］．北京：科学出版社，　２０１２．　（１４］Ｙａｎｇ　Ｙ，Ｍａｎｄｅｈｇａｒ　Ｍ，Ｇｒｉｓｃｈｋｏｗｓｋｙ　Ｄ．Ｂｒｏａｄｂａｎｄ　ＴＨｚ　Ｐｕｌｓｅ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ　１Ｊ１．　ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｔｅｒａｈｅｒｔｚ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈ—　『２１１　Ｇｕｒｔｌｅｒ　Ａ，Ｗｉｎｎｅｗｉｓｓｅｒ　Ｃ，Ｈｅｌｍ　Ｈａｎｓｐｅｔｅｒ，ｅｔ　ａｌ　＿Ｔｅｒａｈｅｒｔｚ　Ｐｕｌｓｅ　Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｎｅａｒ　Ｆｉｅｌｄ　ａｎｄ　ｎｏｌｏｇｙ，２０１１，ｌ（１）：２６４－２７３．　ｔｈｅ　Ｆａｒ　Ｆｉｅｌｄ［Ｊ］．Ｊ　Ｏｐｔ　Ｓｏｃ　Ａｍ　Ａ，２０００，１７（１）：７４—　８３．　［１５】Ｙａｎｇ　Ｙ）Ｍａｎｄｅｈｇａｒ　Ｍ，Ｇｒｉｓｃｈｋｏｗｓｋｙ　Ｄ．Ｕｎｄｅｒ—　ｓｔａｎｄｉｎｇ　ＴＨｚ　Ｐｕｌｓｅ　Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ　『Ｊ］．Ⅱ　ＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｔｅｒａｈｅｒｔｚ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１２，２（４）：４０６—４１５．　［１６］Ｍｅｌｉｎｇｅｒ　Ｊ　Ｓ，Ｙａｎｇ　Ｙ，Ｍａｎｄｅｈｇａｒ　Ｍ，ｅｔ　ａ１．ＴＨｚ　Ｄｅｒｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｍａｌｌ　Ｍｏｌｅｃｕｌｅ　Ｖａｐｏｒｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ａｔｍｏ—　［２２］Ｗｉｌｂｕｒ　Ｐ，Ｂｒｏｗｎ　Ｊ．Ｓｅｃｏｎｄ　Ｍｏｍｅｎｔ　ｏｆ　ａ　Ｗａｖｅ　Ｐｒｏｐ—　ａｇａｔｉｎｇ　ｉｎ　ａ　Ｒａｎｄｏｍ　Ｍｅｄｉｕｍ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｏｐ・　ｔｉｃａｌ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ａｍｅｒｉｃａ，１９７１，１８（８）：１０５１—１０５９．　ｆ２３］Ａｎｄｒｅｗｓ　Ｌ　Ｃ，Ｍｉｌｌｅｒ　Ｗ　Ｂ，Ｒｉｃｋｌｉｎ　Ｊ　Ｃ．Ｇｅｏｍｅｔｒｉ—　ｃａｌ　Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｇａｕｓｓｉａｎ　Ｂｅａｍｓ　Ｐｒｏｐａｇａｔｉｎｇ　ｓｐｈｅｒｉｃ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｗｉｎｄｏｗｓ［Ｊ］＿Ｏｐｔｉｃｓ　Ｅｘｐｒｅｓｓｊ　２０１２，２０（６）：６７８８　６８０７．　ｔｈｒｏｕｇｈ　Ｃｏｍｐｌｅｘ　Ｐａｒａｘｉａｌ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌ　Ｏｐｔ，１９９３，３２（３０）：５９１８—５９２９．　（上接第６页）　ｆ５］何江玲，金惠松，陈隆生．ＩＲ－ＣＲＴ材料及靶屏测试　６．２总结与展望　用动态真空系统电子枪＿Ｊ１．红外技术，２００８，３Ｏ（８）：　４７２　４７４．　虽然国产电阻阵列的研制水平与国外相比　还有不小差距，但是随着非均匀性校正技术的　发展以及相关工艺的改进，帧频低和均匀性差　的问题会逐步得到解决，第三代电阻阵列也肯　定会成为国产电阻阵列的主流技术，为日后生　产５１２ｘ５１２元和１０２４ｘ１０２４元等大规模电阻阵列　打下坚实基础。　【６］姚园．红外成像制导目标仿真器的设计［Ｄｊ．哈尔　滨：哈尔滨工业大学，２０１１．　『７１张凯，孙嗣良．红外动态场景目标模拟器系统设计　－Ｊ１．红外与激光工程，２０１１，４０（１）：１３～１４．　『８］常虹．基于ＤＭＤ的双色红外成像制导仿真系统研　究ｆＤ１．哈尔滨：哈尔滨工业大学，２００６．　［９］李延彬，韩四宁，于天河．红外景像模拟器［Ｊ］．红　外技术，２００６，２８（１１）：６６１　６６３．　『１０１李卓，钱丽勋，李平，等．动态红外场景生成技术及其　新进展『Ｊ＿．红外与激光工程，２０１１，４０（３）：３７８—３８０．　ｆ１１１范晋祥，谢文龙．弹道导弹防御动能拦截弹红外成　参考文献　…冯晓晨，陈乐平，李奇，等．基于光纤阵列图像转　换器的可见光生成系统＿Ｊ＿．红外与激光工程，２０１２，　４１（９）：２３７６　２３７９．　像导引头仿真系统与技术的发展＿Ｊ＿．红外与激光　工程，２００９，３８（６）：９４１—９４５．　『２１朱岩，苏德伦，廖守亿，等．ＭＯＳ电阻阵列驱动控　制器设计『Ｊ］．红外技术，２００９，３ｌ（７）：３７７—３７９．　『３１黄勇，吴根水，赵松庆，等．２５６×２５６元ＭＯＳ电阻阵　驱动方法研究『Ｊ＿．航空兵器，２０１３，１２（１）：４９０—４９２．　『４］李卓，李平．动态红外图像生成技术综述［Ｊ］．红外　与激光工程，２００６，３５（３）：２８４　２９２．　【１２］Ｓａｙｌｏｒ　Ｒ　Ｇ，Ｂｏｗｄｅｎ　Ｍ，Ｂｕｆｏｒｄ　Ｊ．Ｎｅｗ　Ｓｃｅｎｅ　Ｐｐｒｏ—　ｊｅｃｔｏｒ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ　ａｔ　ｔｈｅ　ＡＭＲＥＤＣ’Ｓ　Ａｄｃａｎｃｅｄ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　Ｃｅｎｔｅｒ［Ｃ］．ＳＰＩＥ，２００６，６２０８：６２０８０Ｋ．　［１３］Ｃｏｌｅ　Ｂ　Ｅ，Ｈｉｇａｓｈｉ　Ｒ．Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ　Ｒｅｓｉｓｔｏｒ　Ａｒｒａｙ　Ｄｅ—　ｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｆｕｔｕｒｅ　Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ［Ｃ］．ＳＰＩＥ，２００５，　４０２７：３５０－３６７．　ＩＮＦＲＡＲＥＤ（ＭＯＮＴＨＬＹ）／ＶｏＬ．３６，Ｎｏ．６，ＪＵＮＥ　２０１５　ｈｔｔｐ：／／ｊｏｕ　ｒｎａ１．ｓｉｔｐ．ａｃ．ｃｎ／ｈｗ