為研究多態(tài)生物顆粒對目標(biāo)探測等電磁設(shè)備的影響，將制備出的絮狀生物顆粒等效為子彈玫瑰花型粒子，構(gòu)建不同分枝數(shù)目和分枝長度的生物顆粒，采用離散偶極子近似法計算生物顆粒消光效率因子。結(jié)果表明：生物顆粒結(jié)構(gòu)對寬波段消光性能存在較大影響。遠(yuǎn)紅外波段，生物顆粒消光性能與分枝數(shù)目和分枝長度成正相關(guān)；毫米波段，生物顆粒消光性能與顆粒分枝長度成正相關(guān)，與分枝數(shù)目關(guān)系很小。在研究消光效率因子與分枝數(shù)目和分枝長度關(guān)系的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了生物顆粒遠(yuǎn)紅外波段平均消光效率因子模型。模型的構(gòu)建將為生物顆粒寬波段消光性能研究以及形態(tài)控制提供參考。關(guān)鍵詞：生物顆粒； 消光效率因子； 寬波段； 消光性能； 離散偶極子近似。

    生物氣溶膠是指形體微小的單細(xì)胞或近似單細(xì)胞生物，包括空氣中的細(xì)菌、真菌、病毒、塵螨、花粉、孢子、動植物碎裂分解體等，穩(wěn)定地懸浮于氣體介質(zhì)中形成的分散體系。通常，大氣中的生物顆粒濃度較低，不能對大氣宏觀特性產(chǎn)生影響，對遙感、探測、定位設(shè)備的使用影響同樣較小。但在某些特定環(huán)境下，例如春季楊柳絮、花粉集中傳播以及人為釋放等因素，空氣中局部區(qū)域的生物顆粒濃度迅速增大，這將對環(huán)境監(jiān)測、大氣遙感、目標(biāo)探測等方面產(chǎn)生嚴(yán)重的不利影響。

    目前，針對生物消光性能的研究已經(jīng)取得了一些成果，采用不同的粒子散射計算方法得到了生物細(xì)胞的消光特性。K.P.Gurton[11]等測量了光通過霧化枯草芽孢桿菌溶液的透過率，分析了其紅外消光性能。Rebekah Drezek等利用有限時域差分法，計算了生物細(xì)胞寬波段光散射特性。Maxim Kalashnikov等[13]通過實驗得到了生物細(xì)胞光散射圖，研究了細(xì)胞體和細(xì)胞器對后向散射的影響。W Wu等[14]使用電子顯微鏡計算了生物樣品的光學(xué)特性。李樂等[15]計算了黑曲霉孢子的復(fù)折射率，求出了黑曲霉孢子紅外波段的質(zhì)量消光系數(shù)。

    上述研究只分析了生物顆粒在可見光和紅外波段的消光性能，均未考慮在毫米波段的消光性能，然而大量探測設(shè)備工作于毫米波段。對于生物顆粒的建模，大部分應(yīng)用于細(xì)胞，并將其等效為理想化的、對稱的、均勻分布的球形、橢球形粒子或由球形粒子組成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)來處理，而未將生物顆粒的形狀多樣性突顯出來。但是，大多數(shù)生物顆粒形態(tài)復(fù)雜多樣，比如球狀、桿狀、鏈狀、絲狀以及絮狀等，有的還有復(fù)合結(jié)構(gòu)。球形粒子將不能逼真地表征這些生物顆粒，生物顆粒結(jié)構(gòu)必將對其消光性能產(chǎn)生較大影響。