基于帶電顆粒電磁波散射特性的相關(guān)研究.pdf

1、快速發(fā)展的電磁波技術(shù)在很多領(lǐng)域得到廣泛的應用，例如極端環(huán)境（沙塵暴、霧霾等天氣）中電磁波的傳輸以及利用電磁波技術(shù)對大氣中顆粒成分的監(jiān)測等。顆粒的屬性如顆粒帶電會對電磁波散射產(chǎn)生影響，直接影響其信號傳輸質(zhì)量以及監(jiān)測結(jié)果。因此，本碩士論文基于帶電顆粒電磁波的散射性質(zhì)，對帶電顆粒電磁波散射相位函數(shù)、帶電顆粒屬性包括帶電量和相對折射率以及帶電顆粒系統(tǒng)中雷達大氣探測能力展開研究，主要工作如下：
　　基于帶電顆粒的Mie散射原理，首先，推導了

2、球形帶電顆粒的散射相位函數(shù)，得到帶電顆粒的散射相位函數(shù)與不帶電顆粒的散射相位函數(shù)之間存在顯著差異，主要體現(xiàn)在散射相位函數(shù)隨著顆粒表面電導率、顆粒尺度參數(shù)、電磁波入射頻率以及顆粒相對折射率的變化而發(fā)生改變，顆粒帶電后會增加后向散射相位函數(shù)的值，對固定入射波頻率和顆粒相對折射率的情形下，散射相位函數(shù)隨顆粒表面電導率的變化在每一種顆粒尺度參數(shù)下都存在一個臨界表面電導率，如果顆粒表面電導率大于此臨界值，散射相位函數(shù)對顆粒表面電導率的依賴性將會減

3、弱，表明顆粒表面帶電起到了主導作用；其次，導出了在橫向分量方向上電磁波散射電場的振幅比及相位差，分析發(fā)現(xiàn)在垂直于入射波的方向上散射電場振幅比和相位差與顆粒表面帶電量的大小之間存在非常好的線性相關(guān)關(guān)系，此線性相關(guān)關(guān)系會隨著不同的影響參數(shù)而表現(xiàn)在線性相關(guān)的斜率不同，根據(jù)此關(guān)系提出了基于電磁波散射信號反演顆粒帶電量和顆粒相對折射率的方法；最后，分析了帶電顆粒系統(tǒng)的消光系數(shù)和后向散射系數(shù)，導出雷達照射在顆粒系統(tǒng)上的雷達比率，通過對雷達比率的分析