【摘 要】
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第六代移动通信技术（6th Generation Mobile Communication Technology,6G）中空天地一体化网络将是具有大带宽、广覆盖的大网络。与此同时,随着先进太赫兹硬件技术的发展,更高功率、更远传输的太赫兹链路成为可能。太赫兹波频谱资源丰富、带宽大、波束窄、保密性强和抗干扰能力强等特点,使其极大可能作为6G空天地一体化网络中的关键技术之一。本文针对未来6G网络中采用的
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第六代移动通信技术（6th Generation Mobile Communication Technology,6G）中空天地一体化网络将是具有大带宽、广覆盖的大网络。与此同时,随着先进太赫兹硬件技术的发展,更高功率、更远传输的太赫兹链路成为可能。太赫兹波频谱资源丰富、带宽大、波束窄、保密性强和抗干扰能力强等特点,使其极大可能作为6G空天地一体化网络中的关键技术之一。本文针对未来6G网络中采用的星地倾斜链路、地面水平链路,研究了太赫兹无线电波的大气吸收衰减与大气折射率两个问题,对国际电信联盟（International Telecommunication Union,ITU）大气吸收模型进行修正,扩展了 ITU大气折射率模型。本文主要工作有:第一,基于电磁理论与分子响应理论（Molecular Response Theory,MRT）,分析了太赫兹波大气传输过程中受大气吸收和大气折射效应影响的原因,开展了对传统的大气吸收与大气折射模型研究,为模型的修正与扩展奠定了基础。第二,提出了低误差、符合ITU-R P.676大气吸收模型规范的伪线谱模型,通过对比分析MRT和现有ITU模型,将1 THz以上部分分子吸收线谱的远翼效应以及水蒸气连续谱合并为新的伪线谱模型,并利用多目标粒子群优化算法有效解决了低频部分相对误差过大的问题。第三,根据MRT与ITU-R P.453大气折射模型等,理论推导出太赫兹参考折射率曲线,进一步地利用ITU-RP.676模型作为MRT的简化,结合展宽线形函数,分别提出了适用于0-500 GHz以及0-1 THz频段的两种扩展模型。本文针对太赫兹波低频段大气传输中大气吸收与大气折射两个问题进行了全面深入的研究,基于MRT,对现有ITU大气吸收模型与ITU大气折射模型分别进行了优化与扩展,所提模型计算简单、精度较高,为未来大容量6G网络中太赫兹频谱的应用提供传播理论基础与工程实用模型。
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