对沙尘环境下太赫兹波衰减特性进行研究，在国际电信联盟 (ITU)大气衰减模型的基础上，增加了不同类型沙尘的影响。基于大气毫米波传播模型 (MPM)预测了 1 THz内大气衰减特性；根据 Mie散射理论计算了太赫兹波在沙尘环境下因沙尘颗粒产生的衰减；结合以上两种因素得出沙尘环境下太赫兹的衰减特性。本文的研究结果对太赫兹在沙尘环境下传输应用具有重要的参考意义，也为其他颗粒环境太赫兹波传输特性的计算提供了参考。

为了研究多次散射效果下红外辐射在雾中的传输衰减特性, 基于Mie散射理论, 计算了1.064 μm、3.8 μm和10.6 μm激光在平流雾和辐射雾中的消光参量和多粒子散射相位函数.利用Monte Carlo法建立了辐射传输模型, 分析了多次散射效应下接收屏、能见度和传输距离对透过率的影响, 并与Lambert-Beer定律计算结果进行了比较.结果表明: 当能见度和传输距离均为1 km时, 1.064 μm激光在平流雾中的接收屏粒子数随接收屏边长的增加而显著增加; 相同的能见度和传输距离下, 激光在辐射雾中的衰减小于在平流雾中的衰减; 10.6 μm激光在平流雾中具有很好的传输性; 当粒子散射能力越强、前向散射概率越大时, 多次散射对透过率的贡献越明显; 激光在雾中的传输衰减特性不仅与消光系数有关, 还与散射系数密切相关; 能见度和传输距离存在最佳组合, 使得此传输条件下多次散射对透过率的贡献最大.

通过试验研究了1.06 μm激光辐射在水雾环境中的衰减特性。定量测量了不同气象光学视程(MOR)的水雾对1.06 μm激光辐射的衰减程度, 计算了水雾环境下的1.06 μm激光辐射的等效“MOR”。分别采用试验数据和经验公式计算了1.06 μm激光辐射在不同能见度条件下的消光系数。通过对比发现由经验公式计算的消光系数存在明显偏差, 尤其是在低能见度条件下。基于试验数据, 推导了一种以可见光能见度为输入的消光系数计算公式, 对估计云雾环境下近红外光辐射的衰减特性具有重要参考价值。

针对“黑障”问题，借助于电磁波斜入射到磁化等离子体的传输模型，研究了太赫兹 （THz）波在磁化、均匀等离子体中的传输特性，分析了太赫兹波在磁化等离子体中传播的反射、透射以及衰减。仿真结果表明，等离子体碰撞频率、电子密度、入射角度以及磁场强度，对衰减产生不同的影响。单纯的增加碰撞频率，衰减值呈现出先增大后减小的变化趋势；电子密度的增加，与衰减峰值的大小有关；外加磁场加入，衰减值降低。通过调节外加恒定磁场，可以有效地解决“黑障”问题。

以小角度近似为条件, 利用逐级递归的方法推导了激光信号在沙尘天气下的辐射传输方程, 得到了多次散射下的光强分布函数, 以及波长和不对称因子对光强的影响。同时, 通过比较不同散射相位函数及沙尘粒子的散射特性, 采用了修正的TTHG(Two Term Henyey-Greenstein)散射相位函数, 更加全面地反映了沙粒散射后光强的变化规律。研究结果表明, 随着光学厚度的增加, 散射光强呈现出先增大后减小的趋势, 且多次散射的比重相比于单次散射而言逐渐增大。当散射次数超过3次以上时, 接收光强的变化可以忽略不计。相对于Mie理论下的结果而言, 采用小角度近似理论, 从辐射传输的角度分析沙粒的散射特性误差更小, 实现了准确描述沙尘天气下激光信号传输特性的目的。

以辐射传输方程为基础,借助小角度近似条件,利用多次散射递归的逐级逼近来描述水体散射过程,推导得出水下辐射照度以及衰减系数的计算关系.着重讨论了激光在海水中的衰减特性,结果表明随着光学厚度的增加,各次散射光先增大后减小,相对辐射照度基本呈指数衰减,衰减趋势随单次散射反照率或者不对称因子的增大有所减缓.与蒙特卡罗方法模拟的结果进行比较,小散射角条件下多次散射近似方法的计算准确度优于单次散射近似,可以作为分析水下激光传播特性的参考依据.

为了提高复杂降水条件下毫米波传播衰减的评估精度，通过分析多个地区的降水谱特征，得出具有代表性的层状云降雨、积层混合云降雨、积雨云降雨以及干雪、湿雪的谱分布参数，然后结合降水粒子的形状、相态、介电模型，计算降水体目标在毫米波波段的散射特性.结果表明，降水强度不是唯一影响毫米波传播衰减的因素; 降水粒子相态、谱分布、入射波频率和温度等对毫米波传播特性均有不同程度的影响，其中谱分布和数密度是影响降雨对毫米波衰减的主要因素; 冰水构成比例是影响降雪对毫米波衰减的主要因素; 不同相态的降水，尤其是干雪、湿雪和雨对毫米波传播影响的差异较大; 而温度的影响较小.并建立了考虑谱分布和温度的降水衰减模型.

在已知大气气溶胶折射率和气溶胶谱分布的基础上, 对近红外波段的气溶胶衰减特性进行了研究。利用Mie散射理论计算并讨论了气溶胶的消光、散射、吸收效率因子随尺度参数的变化和消光系数随半径和波长的变化, 并且在MATLAB中对各种变化情况进行了仿真。结果表明, 三种气溶胶粒子的消光和散射能力依次为沙尘性粒子, 水溶性粒子, 烟煤。消光系数在粒子半径和入射波长相近时达到最大, 并且粒子半径对消光、散射、吸收系数的影响比入射波长更明显。这些结论可以为红外辐射在大气中的衰减计算和分析提供依据。

模拟试验研究结合时域有限差分法, 开展了不同直径、不同网孔、不同层间距、不同配筋形式的钢筋网模型对L,S,C,X不同波段高功率微波的衰减特性研究。研究结果表明:不同类型钢筋网对高功率微波有一定的屏蔽效能, 当钢筋网的网孔略小于半波长时屏蔽效果好, 层间距为四分之一波长的奇数倍时屏蔽效果好, 错层配筋比平行配筋屏蔽效果好, 不同形式的钢筋网在防护结构中可以合理地综合运用, 以达到最佳防护效果。

针对脊波导器件在生产、装配及使用中可能产生的变形，采用有限元法研究了错位变形和受力变形对矩形单脊波导衰减特性、功率容量和阻抗特性的影响。数值分析结果表明: 随着脊波导变形程度的增大，衰减常数增大，功率容量和特性阻抗减小，其中下侧受力变形对矩形单脊波导的特性参数影响最大，因此在波导器件的使用过程中应尽量避免下侧受力变形。