太赫茲波段目標(biāo)電磁散射特性建模方法研究.pdf

1、太赫茲波在很多方面有著潛在的應(yīng)用，例如成像，安全，通信等等。太赫茲波的頻段處于微波和紅外線之間，其擁有豐富的頻譜資源。然而對太赫茲頻段的研究相對較少，這種現(xiàn)象稱為“太赫茲空白”。到目前為止，為了打通所謂的“太赫茲空白”已經(jīng)做出了許多努力。但是仍然有許多工作需要被研究。對于太赫茲波的應(yīng)用需要了解暴露在太赫茲波段下的目標(biāo)的電磁散射規(guī)律。研究太赫茲波段下的目標(biāo)探測包含兩個大的方向:實驗驗證和計算機模擬。但是這兩個方向都有著自己的困難需要克服。

2、本文試圖從計算機模擬方向，創(chuàng)造一個精確的模型用來模擬太赫茲波段下目標(biāo)的散射特性。本文的主要研究內(nèi)容包括:
　　1.歸納整理了太赫茲波段下材料的介電常數(shù)模擬計算模型，包括Drude模型和Lorentz模型，分別用來模擬不同類型的材料在太赫茲頻段內(nèi)的介電常數(shù)變化規(guī)律。
　　2.通過實驗的結(jié)論可以發(fā)現(xiàn)，在微波波段下可以看作均勻和光滑的材料會在太赫茲波段下會呈現(xiàn)面散射和體散射特性。在本文中對實驗中的面散射和體散射行為進行了理論探究。

3、首先，應(yīng)用積分方程法(IEM)來模擬鋁板樣品的測量參數(shù)。發(fā)現(xiàn)使用IEM的模擬結(jié)果呈現(xiàn)出了適用性和優(yōu)越性。
　　3.對于介質(zhì)材料，其內(nèi)部可能包含尺寸可以與波長比擬的微結(jié)構(gòu)和粒子，如銹跡紋理，硅碳離子等等，均需要被考慮。本文發(fā)現(xiàn)對于介質(zhì)材料，只有結(jié)合輻射輸運理論與積分方程法進行模擬才能與實測數(shù)據(jù)相匹配。結(jié)果顯示，對于金屬材料，只需要考慮表面粗糙帶來的影響。而對于介質(zhì)材料，還需要考慮內(nèi)部的微結(jié)構(gòu)或者微粒的影響。
　　4.結(jié)合物理光