摘要：文章敘述了太赫茲波的頻譜分布，物理特性及其在大氣中的傳播，其中包括降雨、障礙物和地面、室內(nèi)等不利條件的影響。

關(guān)鍵詞：太赫茲波；物理特性；傳播特性；大氣吸收衰減；降雨損耗；室內(nèi)傳播

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.06.001

中圖分類號(hào)：TN 92" " " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " " " "文章編碼：1672-7274（2023）06-000-07

Abstract： In this Paper， the spectral distribution of terahertz waves， their physical properties， and their propagation in the atmosphere are described， including the effects of rainfall， obstacles， and adverse conditions on the ground and indoors.

Key words： Terahertz-waves; propagation characteristics; atmospheric absorption attenuation; loss due rain

1" 從未來的6G通信說起

伴隨著人類社會(huì)信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的進(jìn)程，作為其服務(wù)工具的通信也在不斷更新?lián)Q代。例如，就涉及億萬人和實(shí)體的移動(dòng)通信而言，從2019年5G正式運(yùn)營(yíng)開始，預(yù)計(jì)2030年將迎來6G時(shí)代。

為什么6G是移動(dòng)通信發(fā)展的必然趨勢(shì)？讓我們先回顧一下5G的發(fā)展愿景。IMT-2020（5G）推進(jìn)組-5G概念白皮書中稱[1]：5G將滲透到未來社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，以用戶為中心構(gòu)建全方位的信息生態(tài)系統(tǒng)。5G將使信息突破時(shí)空限制，提供極致的交互體驗(yàn)，為用戶帶來身臨其境的信息盛宴；5G將拉近萬物的距離，通過無縫融合的方式，便捷地實(shí)現(xiàn)人與萬物的智能互聯(lián)。5G將為用戶提供光纖般的接入速率，“零”時(shí)延的使用體驗(yàn)，千億設(shè)備的連接能力，超高流量密度、超高連接數(shù)密度和超高移動(dòng)性多場(chǎng)景的一致服務(wù)，業(yè)務(wù)及用戶感知的智能化，同時(shí)將為網(wǎng)絡(luò)帶來超百倍的能效提升和超百倍的比特成本降低，最終實(shí)現(xiàn)“信息隨心至，萬物能手及”的總體愿景。

圍繞上述總體愿景，IMT-2020（5G）推進(jìn)組給出了量化的關(guān)鍵性能指標(biāo)（KPI），如表１中所列。與4G相比，5G在技術(shù)性能水平上有了很大的提升，但離“信息隨心至，萬物能手及”的目標(biāo)還是有相當(dāng)?shù)木嚯x，屬于初級(jí)階段。例如，“零”時(shí)延的使用體驗(yàn)，實(shí)際上的端到端時(shí)延為1 ms，已是5G的超短極限；再如0.1～1 Gbps的接入速率，還不能與光纖的接入速率相比。另外，還做不到海、陸、空、天無縫覆蓋。尤須指出，未來10年，以人工智能的革命性突破為標(biāo)志，人類將步入智能化社會(huì)，作為信息工具的通信，應(yīng)緊跟其發(fā)展的步伐。

正因如此，IMT-2030（6G）推進(jìn)組正式發(fā)布《6G總體愿景與潛在關(guān)鍵技術(shù)》白皮書[2]，提出了6G總體的愿景是：面向2030年及未來，人類社會(huì)將進(jìn)入智能化時(shí)代，社會(huì)服務(wù)均衡化、高端化，社會(huì)治理科學(xué)化、精準(zhǔn)化，社會(huì)發(fā)展綠色化、節(jié)能化將成為未來社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)。在5G基礎(chǔ)上，將從服務(wù)于人、人與物，進(jìn)一步拓展到支撐智能體的高效互聯(lián)，將實(shí)現(xiàn)由萬物互聯(lián)到萬物智聯(lián)的躍遷，成為聯(lián)接真實(shí)物理世界與虛擬數(shù)字世界的紐帶，將持續(xù)提升人們的生活品質(zhì)，促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)型升級(jí)，并且為人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的終極目標(biāo)做出貢獻(xiàn)，最終將助力人類社會(huì)實(shí)現(xiàn)“萬物智聯(lián)、數(shù)字孿生”美好愿景（注：所謂“數(shù)字孿生”，是指在信息空間中建構(gòu)一個(gè)和物理世界一模一樣的物體）。

從移動(dòng)互聯(lián)，到萬物互聯(lián)，再到萬物智聯(lián)，需要6G提供更高性能技術(shù)的支持。其中一些關(guān)鍵性能指標(biāo)已列于表1[3]中。與5G相比，顯見其性能的提升，6G更加突出了接入速率、連接處理能力、容量和可靠性等，這些都與頻譜資源有關(guān)，需要更多的頻帶來保證。向更高頻譜拓展，成為必然趨勢(shì)。IMT 2030（6G）推進(jìn)組稱：6G將“高效利用低中高全頻譜資源，其中，低頻段仍將是6G的戰(zhàn)略性資源，毫米波將在6G時(shí)代發(fā)揮更重要的作用，而太赫茲等更高頻段將重點(diǎn)滿足特定場(chǎng)景的短距離大容量需求?！边@是對(duì)低中高頻譜使用的準(zhǔn)確定位，既各得其所，又相得益彰。

毫米波已從5G開始陸續(xù)投入應(yīng)用并延續(xù)到6G，有關(guān)知識(shí)已在先前有關(guān)講座中做了介紹[4][5][6]，故本講座將分幾次介紹太赫茲波的傳播特性和通信技術(shù)。

2" 太赫茲波在電磁頻譜中的位置和特性

2.1 太赫茲波在電磁頻譜中所處的位置

頻譜資源是無線網(wǎng)絡(luò)的基石。眾所周知，將無線電波和光波按其頻率的高低或波長(zhǎng)長(zhǎng)短排列起來，便得到如圖1所示的電-光頻譜圖（注：這里所指的無線電波，按ITU的規(guī)定，是指3 kHz～3 THz在包括空氣和真空的自由空間傳播的電磁波；圖1（b）中的“無線電”是狹義的，即從3 Hz～300 MHz的電磁波）。

由圖1可見，太赫茲頻率的低端與毫米波頻率毗鄰，其高端則與紅外相連接；其頻譜范圍未有統(tǒng)一的界定，常見的一種是0.1 THz～10 THz，波長(zhǎng)相應(yīng)為3 mm～30 μm（圖1（a））；另一種是300 GHz～3 THz，波長(zhǎng)相應(yīng)為1 mm～0.1 mm。實(shí)際上，按傳統(tǒng)的定義，紅外線的頻率范圍是0.3 THz～400 THz；波長(zhǎng)相應(yīng)為0.76 μm～1 000 μm，也涵蓋了太赫茲波的頻譜，就是說太赫茲的頻譜與遠(yuǎn)紅外是重疊的，對(duì)此，無須細(xì)究，而側(cè)重弄清其特性及應(yīng)用。

2.2 太赫茲波的主要特性

從應(yīng)用于無線通信的角度看，值得關(guān)注的太赫茲的若干主要特性如下。

（1）寬帶性。無論是按圖1（a）還是按圖1（b）來劃分，太赫茲所占有的頻譜資源都是極其豐富的。與微波（頻率范圍為300 MHz～300 GHz）相比，太赫茲波的帶寬是微波的數(shù)百乃至千余倍，這為6G提供了強(qiáng)有力的支持。在2019年世界無線電大會(huì)（WRC-19）上，基于WRC-15第767號(hào)決議和WRC-19第1.15議題研究結(jié)果，大會(huì)又為陸地移動(dòng)業(yè)務(wù)和固定業(yè)務(wù)在275～450 GHz頻率范圍內(nèi)新增275～296 GHz、306～313 GHz、318～333 GHz、356～450 GHz四個(gè)全球標(biāo)識(shí)的移動(dòng)業(yè)務(wù)頻段，新增頻譜帶寬合計(jì)137 GHz。將其應(yīng)用于6G，相較5G，可獲得高于千百倍的傳輸速率和頻譜支持能力。

（2）水的強(qiáng)吸收性。水對(duì)太赫茲電磁波具有極強(qiáng)的吸收性，特別是在某些頻率處，與水分子固有振蕩頻率產(chǎn)生共振而造成對(duì)太赫茲電磁波的強(qiáng)烈吸收，形成衰減峰，下面將進(jìn)一步說明。

（3）低能性。按照愛因斯坦的光子理論，光是以光速運(yùn)動(dòng)的光子流，其能量與相應(yīng)的頻率成正比而與波長(zhǎng)成反比。

光的能流密度與單位時(shí)間通過垂直于光子流運(yùn)動(dòng)方向的單位面積的光子數(shù)成正比。當(dāng)光子能量達(dá)到12 eV（電子伏特）時(shí)，將使受作用物質(zhì)中的電子產(chǎn)生移位，即電離，對(duì)人體產(chǎn)生可導(dǎo)致癌癥的自由基。紫外線的光子能量為100 eV，X射線的為10 keV，都具有很強(qiáng)的電離輻射。而太赫茲（頻率為1012 Hz）光子能量為10 meV（毫電子伏特），比電離光子的能量水平要弱三個(gè)數(shù)量級(jí)以上，使用是安全的。

可見光也有極寬的譜域，據(jù)計(jì)算，可見光（1014 Hz）光子能量為1 eV（電子伏特），比太赫茲波高兩個(gè)數(shù)量級(jí)。也未達(dá)到電離輻射的水平。但高強(qiáng)度的光束照射到人體如眼睛及皮膚時(shí)，將可能產(chǎn)生損傷乃至造成嚴(yán)重的后果。因此，將可見光（激光）用于通信時(shí)，其輻射功率須嚴(yán)格控制；而使用太赫茲波時(shí)，其強(qiáng)度比可見光低兩個(gè)數(shù)量級(jí)，要相對(duì)安全。

太赫茲波對(duì)人的健康影響是熱效應(yīng)。太赫茲波穿透皮膚后，對(duì)人體的影響集中在皮膚表面1～3 mm的熱效應(yīng)上。在適量太赫茲波的照射下，可提高皮下組織溫度，擴(kuò)張血管，加速血液流動(dòng)，降低血壓，增加血氧含量，促進(jìn)血液循環(huán)，加速代謝廢物、脂肪、自由基等的分解，并可將人體毒素排出體外。其副作用是過量的照射可能擾亂人體內(nèi)的磁場(chǎng)，導(dǎo)致激素分泌紊亂。太赫茲波大量投入通信應(yīng)用后，其有害影響達(dá)到何等程度，是需要高度重視和研究的。

（4）高透射性。對(duì)于許多非導(dǎo)電材料或物質(zhì)具有良好的穿透性，當(dāng)用于室內(nèi)通信時(shí)，可穿越水泥、木板、磚塊墻壁，而受到的損耗較小。

綜上所述，就應(yīng)用于無線通信而言，太赫茲波融合了微波與光波的優(yōu)點(diǎn)。相對(duì)于微波，太赫茲波可支持的通信容量更大；天線單元的尺寸更小，有利于實(shí)現(xiàn)小型化、大規(guī)模的天線陣列，形成方向性更強(qiáng)、波束更窄的多波束天線，有利于通信保密和抗干擾。相對(duì)于可見光，太赫茲波具有相對(duì)的安全性，具有穿透沙塵、煙霧的能力，有利于全天候通信。

3" 太赫茲波的傳播特性

在數(shù)字通信系統(tǒng)中，通信質(zhì)量是用誤碼率（比特差錯(cuò)率）來衡量的，它取決于接收點(diǎn)的信噪聲比（S/N）。

式中，為發(fā)射點(diǎn)處的發(fā)射功率；為發(fā)射點(diǎn)至接收點(diǎn)信號(hào)功率的傳播（輸）損耗；=1.38065×10-23J/K，為波爾茲曼常數(shù)；為接收系統(tǒng)噪聲溫度，包括外部噪聲和內(nèi)部噪聲；為信號(hào)帶寬。

這里關(guān)注的傳播特性，是信號(hào)的傳播損耗和外部噪聲的影響。

3.1 室外傳播

3.1.1 地面表面上的太赫茲波傳播[7][8]

在移動(dòng)通信中，絕大部分用戶是利用手機(jī)、車載終端等通過地面基站來進(jìn)行通信的，所收、發(fā)的電磁波也就在地面附近的空間傳播。

3.1.1.1 自由空間傳播損耗

研究表明，在自由空間，從發(fā)射點(diǎn)到相距為d的接收點(diǎn)，無線電信號(hào)功率將損失Ld倍，Ld稱為自由空間傳播損耗，按式（4）計(jì)算。

例如，利用上面的公式，可計(jì)算距離為100 m、頻率為300 GHz、400 GHz、600 GHz和1 000 GHz時(shí)的自由空間傳播損耗，如表2所示。

當(dāng)頻率為400 GHz，距離為50 m、100 m、200 m、500 m和1 000 m時(shí)，其相應(yīng)的自由空間傳播損耗如表3所示。

從上面的計(jì)算舉例可見，頻率越高，距離越遠(yuǎn)，所造成的傳播損耗也越大。例如，當(dāng)工作頻率為400 GHz時(shí)，若發(fā)射功率為1 W，經(jīng)100 m的傳播后，只剩下1/1012.5 W；若傳播距離為1 000 m，則功率下降至1/1014.45 W，更是微乎其微了！

3.1.1.2 大氣損耗和熱噪聲

晴空時(shí)，自由空間中含有水汽等，水對(duì)太赫茲波具有強(qiáng)烈的吸收作用，特別是在某些頻率，與大氣中水分子或氧分子中的電子振蕩頻率產(chǎn)生共振時(shí)，后者將對(duì)太赫茲波能量產(chǎn)生諧振吸收，形成尖銳的衰減峰。圖3給出了相對(duì)溫度分別為60%（圖中的最下波浪線）、80%（圖中的中間波浪線）和100%（圖中的最上波浪線）時(shí)不同頻率的大氣損耗系數(shù)，即每單位距離（km）由于大氣吸收產(chǎn)生的損耗（dB）。圖中白色區(qū)間為大氣諧振形成的吸收衰減峰，其余區(qū)域中，相對(duì)濕度越大，大氣損耗也越大，且隨著頻率的升高而增大。這些損耗隨頻率的分布曲線是相對(duì)固定的，為了減少損耗，在選用頻譜資源時(shí)，可避開圖中白色標(biāo)記的衰減峰值區(qū)。低損耗的“窗口”損耗值，可通過高增益天線來補(bǔ)償，或采用短距離通信來降低。

例如，工作頻率為410 GHz，相對(duì)濕度為60%時(shí)，由圖3可知，大氣損耗系數(shù)a=30 dB/km，若通信距離為d=1 km，則引入的大氣損耗La=a×d=30×1=30 dB；若d=100 m，則La=30×0.1=3 dB。又當(dāng)工作頻率為650 GHz時(shí)，a=100 dB/km，對(duì)于通信距離為1 km、100 m的大氣損耗分別達(dá)到100 dB和10 dB?？梢?，在太赫茲的低端，當(dāng)通信距離較短時(shí)，引入的大氣損耗與自由空間傳播損耗相比是小數(shù)，但當(dāng)工作頻率升高時(shí)，1 km的距離將帶來與自由空間傳播相同數(shù)量級(jí)的損耗。如圖4所示，當(dāng)頻率提高到1 THz時(shí)，大氣損耗急劇升高，即使將通信距離減少至100 m左右，其大氣吸收損耗已極為嚴(yán)重，加上自由空間傳播損耗，建立太赫茲高頻段通信將面臨巨大的鴻溝！

大氣中的水或氧分子在吸收電磁波能量后將加速運(yùn)動(dòng)而發(fā)熱，成為熱噪聲，對(duì)通信信號(hào)造成干擾，研究表明，大氣中的熱噪聲是小而有限的，與太赫茲接收系統(tǒng)內(nèi)部噪聲相比，可忽略不計(jì)。

3.1.1.3 云霧的影響[7][8]

霧和云由直徑小于0.01 cm的小水滴組成。太赫茲范圍內(nèi)的電磁波在小水滴處被散射而產(chǎn)生損耗，這種損耗也稱為衰減。在水蒸氣密度為0.05 g/m3（視野范圍為300 m）和0.5 g/m3（視野范圍為50 m）時(shí)，隨頻率變化的衰減情況見圖5，可以看出，衰減隨頻率和霧的密度增加。由圖5可見，對(duì)于400 GHz以上的頻率，水蒸氣密度為0.5 g/m3、視野范圍為50 m的霧，額外的衰減高于10 dB/km。相對(duì)于大氣損耗和下面談到的降雨損耗，其影響較小。

3.1.1.4 降雨的影響

降雨將使太赫茲波產(chǎn)生衰減。當(dāng)雨滴大小與太赫茲的波長(zhǎng)相近時(shí)，一方面，水滴將吸收太赫茲電磁波的能量；另一方面，前者將對(duì)后者產(chǎn)生散射而引起傳播損耗，該損耗（又稱雨衰）與頻率和降雨強(qiáng)度（又稱降雨率）有關(guān)。

由圖6可見，對(duì)低于200 GHz頻率的區(qū)域（注：有的文獻(xiàn)給出的是120 GHz），雨衰隨頻率的升高而增加，且降雨強(qiáng)度越大，雨衰也越大；而當(dāng)頻率高于200 GHz時(shí)，對(duì)于相同的降雨強(qiáng)度，雨衰隨頻率的升高反而下降。這是利用某些較低頻段的測(cè)量值建模推算而得出的，在太赫茲頻段，有待通過實(shí)際測(cè)量予以驗(yàn)證，上面的曲線可作為工程估算的參考。

需要指出，降雨是概率事件，其出現(xiàn)的時(shí)間、強(qiáng)度及持續(xù)時(shí)間具有隨機(jī)性，這樣就要解決如何估值和處理的問題。

一旦得知雨區(qū)的長(zhǎng)度，乘以相應(yīng)的單位雨衰（即圖6中每千米的降雨損耗分貝值），便是總的雨衰。若雨衰超過某一數(shù)值，將使信號(hào)功率大為降低，而導(dǎo)致信號(hào)的中斷，這是不希望的，故需通過鏈路設(shè)計(jì)，使得通信過程中降雨強(qiáng)度不超過某一數(shù)值，問題是應(yīng)選什么樣的降雨強(qiáng)度。由于全球、全國(guó)各地的降雨情況不同，一般是根據(jù)通信鏈路的可用度（即一段時(shí)間，如一年中，保證由于降雨通信不中斷而獲得一定的通信質(zhì)量所占時(shí)間百分比），從當(dāng)?shù)亟涤甑臅r(shí)間統(tǒng)計(jì)分布中，確定所取的降雨強(qiáng)度。例如，要求可用度為99.99%時(shí)，則中斷率為1-0.9999=0.01%，就是說，每年有52.6分鐘、或每天約9秒鐘通信中斷。在這0.01%時(shí)間內(nèi)最大的降雨強(qiáng)度便是所求值，只要通過或增加發(fā)射功率，或提供足夠的天線增益，來抵消此雨衰值，便能保證中斷時(shí)間控制在所要求的范圍內(nèi)。

與大氣一樣，降雨時(shí)雨滴將吸收電磁波，加速其中水分子的熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生噪聲，但與太赫茲接收機(jī)的內(nèi)部噪聲相比，其影響可忽略不計(jì)。

3.1.1.5 地面和大氣顆粒等的影響[9][10]

類似于可見光，太赫茲在空間是以視距方式傳播的。按照ITU-R給出的定義，視距傳播是指兩點(diǎn)間的傳播，對(duì)于該傳播而言，直達(dá)射線幾乎不受障礙物阻擋，因此繞（衍）射可以忽略不計(jì)。但這是假設(shè)地球表面是光滑的理想情況。實(shí)際上由于地形地物的存在，特別是包含有金屬（建筑物中的鋼筋，埋地電纜、管道等）的結(jié)構(gòu)對(duì)太赫茲波傳播會(huì)產(chǎn)生影響。當(dāng)它們?cè)趥鞑ネ局杏龅秸系K，其射線改變或部分改變傳播路徑，電波能量（功率）不能到達(dá)或僅部分到達(dá)接收點(diǎn)，接收點(diǎn)收到的信號(hào)將是多途徑到達(dá)的分量的疊加。

空間中還存在沙塵等顆粒物，研究表明，太赫茲波可穿透煙霧和浮塵。但沙塵暴的影響不能忽略[5][6][7]。研究表明，沙塵暴對(duì)太赫茲波產(chǎn)生的衰減隨能見度的降低而增加；太赫茲波的波長(zhǎng)越短，沙塵暴的影響越大；沙塵的濕度越高，對(duì)太赫茲波的損耗也越大。

3.1.2 地-空傳播[9]

這里是指衛(wèi)星、臨近空間飛行器（飛艇、氣球）和飛機(jī)等與地面之間的太赫茲傳播。圖7為地球表面至外層空間的對(duì)流層、平流層、中間層、電離層及外層大氣的分布，其中平流層與電離層之間也稱臨近空間。

在這些層中，對(duì)流層的大氣和降雨，對(duì)太赫茲波傳播造成的衰減是顯著的。在海平面上觀察，大氣產(chǎn)生的單向衰減如圖8所示，可以看到，對(duì)于相同的頻率，當(dāng)仰角為零時(shí)，也即電磁波沿地面上的傳播時(shí)，衰減最大；隨著仰角增大，衰減減小，當(dāng)仰角為90°時(shí)，即對(duì)著天頂時(shí)衰減為最小。

降雨的影響，單位降雨損耗（雨衰系數(shù)）與地面?zhèn)鞑r(shí)的情況是類似的，但雨區(qū)長(zhǎng)度的計(jì)算有所不同（見圖9中的雨區(qū)長(zhǎng)度線）。

據(jù)研究，太赫茲波對(duì)電離層具有很強(qiáng)的穿透能力，可越過電離層的各層到達(dá)外層空間，適用于衛(wèi)星通信和深空通信。

3.2 室內(nèi)傳播[8][11]

室內(nèi)有天花板、地板、墻壁、窗門、桌椅等，太赫茲波可穿透其中的非極性物質(zhì)，但對(duì)窗、門、電源開關(guān)、電器等和“隱蔽工程”（天花板內(nèi)、地板下的金屬管道、導(dǎo)線）等產(chǎn)生反射。因此，太赫茲波在室內(nèi)的傳播場(chǎng)景是非常復(fù)雜的。

對(duì)于同一物體面上，當(dāng)不同波長(zhǎng)的電磁波入射時(shí)，呈現(xiàn)出不同的“粗糙”度，如圖10所示，因微波波長(zhǎng)較長(zhǎng)，地面顯得較平滑而產(chǎn)生鏡面反射（圖10（a））；而對(duì)于紅外或可見光波，地面則顯得粗糙而產(chǎn)生無規(guī)則的向四面八方的漫射（圖10（c））；太赫茲波的波長(zhǎng)在二者之間（圖10（b）），故鏡面反射和漫射兼而有之，其波長(zhǎng)越短，越接近紅外及可見光的情況，即漫射分量較大而鏡面反射分量較??；其波長(zhǎng)越長(zhǎng)，即接近微波時(shí)，則鏡面反射分量較大而漫射分量較小。

由于太赫茲波波長(zhǎng)與可見光相近，可利用幾何光學(xué)即射線來描繪其傳播效應(yīng)。作為典型案例[11]，圖11是在一個(gè)9.20 m×5.98 m的會(huì)議室內(nèi)進(jìn)行的發(fā)射-接收現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。天花板由懸掛式吸音板構(gòu)成，墻壁為干墻；地板上鋪有瓷磚；從左邊開始，桌子和門是由木材制成的；在房間的中央，有兩組椅子，中間為過道；兩塊白板并排安裝在其中一面墻上；右下角有一個(gè)講臺(tái)，最右邊的墻上有一個(gè)金屬框架的玻璃窗。發(fā)射點(diǎn)放置于右上角，兩個(gè)接收點(diǎn)分別安放在左上角和左下角。為方便，測(cè)試時(shí)將收發(fā)設(shè)備都放在同樣高度（1.4 m）的小車上。

利用幾何光學(xué)，確定了收、發(fā)點(diǎn)間的傳播路徑（圖12）并進(jìn)行實(shí)測(cè)，測(cè)試頻率為350 GHz和650 GHz，其結(jié)果如表4所示。表中此頻率的損耗值中括號(hào)內(nèi)的數(shù)值是按理想情況下自由空間路徑的傳播損耗計(jì)算得到的。

由表4可見，對(duì)于0.35 THz和0.65 THz，在兩個(gè)接收點(diǎn)，直射波的損耗最小，占主要成分，測(cè)試值與計(jì)算值甚為接近。而反射波到達(dá)接收點(diǎn)損耗增加，反射的次數(shù)越多，頻率越高，傳輸損耗越大，這是由于傳播路徑增長(zhǎng)和每次反射產(chǎn)生衰減所致。還要指出，在接收點(diǎn)，當(dāng)直射波與多個(gè)反射波疊加時(shí)，因相位不同而造成多徑衰落。

實(shí)際上，在辦公室和家庭寓所內(nèi)，裝修后的一些“隱蔽工程”（墻壁內(nèi)、地板下、天花板上等）內(nèi)常安裝有金屬管道、導(dǎo)線、開關(guān)等，對(duì)太赫茲波會(huì)產(chǎn)生反射；室內(nèi)也有濕度的變化，對(duì)太赫茲波會(huì)產(chǎn)生不同的衰減，諸如此類，情況頗為復(fù)雜，要在實(shí)際使用中進(jìn)行評(píng)估和恰當(dāng)處理。

4" 結(jié)束語

太赫茲波兼有微波與光的一些突出優(yōu)點(diǎn)，其中相對(duì)于微波，太赫茲波可支持的通信容量更大，天線等設(shè)備尺寸更小，方向性更好；相對(duì)于可見光，太赫茲波具有相對(duì)的安全性，具有穿透沙塵、煙霧的能力，有利于全天候通信。當(dāng)用于無線通信時(shí)面臨的挑戰(zhàn)是受大氣、降雨等嚴(yán)重制約，傳播損耗很大，不適于遠(yuǎn)距離通信。IEEE有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[12]提出了太赫茲波的5個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，即用于室外的無線回傳；用于室內(nèi)的近距離下載（站）；設(shè)備內(nèi)通信；數(shù)據(jù)中心內(nèi)通信交換；或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。這些也可作為未來6G應(yīng)用的參考。

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