用于信号失真补偿的太赫兹频段大气传输特性建库方法技术

本发明专利技术公开了一种用于信号失真补偿的太赫兹频段大气传输特性建库方法，解决了太赫兹信号大气传输失真补偿问题，该方法先由大气传输理论推导太赫兹频段气体吸收与相移系数计算公式。随后利用公式计算相同大气条件下，不同气体成分的太赫兹频段吸收与相移系数，确定主要贡献成分。接着，分析气象条件与大气成分参数之间的关系，确定数据库变量。最后，选取变量组合计算大气吸收与相移系数，建立数据库。本发明专利技术方法的优势在于：具有普适性，利用数据库匹配查找方法补偿失真信号，不受限于测量时的大气条件；通过匹配理论曲线与实测曲线可以实现大气条件参数反演，进而补偿失真信号。

【技术实现步骤摘要】
用于信号失真补偿的太赫兹频段大气传输特性建库方法
本专利技术涉及大气传输特性计算与大气传输补偿领域，具体涉及一种用于信号失真补偿的太赫兹频段大气传输特性数据库建库方法。
技术介绍
太赫兹频段通常指频率0.1-10THz的频谱区间，与微波频段系统相比，太赫兹频段系统可以采用的带宽更宽。因此，理论上而言，太赫兹无线通信系统的信道容量比现有通信系统大得多，而太赫兹雷达成像系统则可以采用更宽的带宽生成高分辨率一维距离像。然而，太赫兹信号更容易受到大气中气体分子及悬浮颗粒的影响，在经过大气传输后发生幅度衰减与相位偏移现象，这些现象一方面限制了太赫兹系统的作用距离，另一方面引起信号波形失真，导致通信误码率或探测虚警率的升高。因此，需要了解太赫兹频段的大气传输特性，计算随频率变化的大气吸收系数与相位偏移系数，进而对大气传输后信号进行波形失真补偿。经过大气传输后的太赫兹脉冲，在频率域可以表示为：E(f,l)＝E(f,0)·exp[-α(f)l]·exp[iβ(f)l](1)式中，E表示太赫兹脉冲；f为频率；l为传输距离；i为虚数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于信号失真补偿的太赫兹频段大气传输特性建库方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤1：基于大气传输理论推导太赫兹频段大气吸收系数与相移系数计算公式；/n步骤2：利用所述公式计算典型大气条件下各类气体的贡献；/n步骤3：选取主要贡献气体；/n步骤4：根据参考大气模型设定气温与气压的取值；/n步骤5：分析气温与气压对各类气体密度的影响；/n步骤6：计算典型参数组合的大气吸收与相移系数，建立数据库；/n步骤7：通过数据库查找估计大气传输特性，补偿信号失真。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于信号失真补偿的太赫兹频段大气传输特性建库方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：基于大气传输理论推导太赫兹频段大气吸收系数与相移系数计算公式；
步骤2：利用所述公式计算典型大气条件下各类气体的贡献；
步骤3：选取主要贡献气体；
步骤4：根据参考大气模型设定气温与气压的取值；
步骤5：分析气温与气压对各类气体密度的影响；
步骤6：计算典型参数组合的大气吸收与相移系数，建立数据库；
步骤7：通过数据库查找估计大气传输特性，补偿信号失真。


2.根据权利要求1所述的用于信号失真补偿的太赫兹频段大气传输特性建库方法，其特征在于：所述的步骤1基于大气传输理论推导太赫兹频段大气吸收系数与相移系数计算公式具体包括：根据逐线积分理论，吸收系数可以通过累加每条吸收谱线的贡献求得，当不考虑散射系数时，随频率变化的消光系数有表达式：



式中，M为总谱线数；Nm为第m条谱线所属粒子的数目；Sm为第m条谱线的强度，单位为Hz/(molecule·cm-2)；Fm为第m条谱线的线型函数，与谱线中心频率fm及谱线宽度Δfm有关；
随频率变化的相移系数计算式给出如下：



式中，gm为与分子谱线有关的函数。


3.根据权利要求2所述的用于信号失真补偿的太赫兹频段大气传输特性建库方法，其特征在于：所述的步骤2至步骤3具...

【专利技术属性】
技术研发人员：何晓雨，许小剑，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11