冬笋是一种常见的食材,营养价值丰富,由于其隐藏在泥土之下,探寻非常困难,目前主要靠老农民的经验肉眼观察才能探寻到。论文依托浙江省科技厅重点研发项目“竹林机械化经营设备研发”开展研究,开发冬笋探测器,以减轻农民的劳动强度。论文主要的研究内容和成果如下。论文首先分析了多种无损检测手段,选取了时域反射法作为冬笋探测的主要理论依据,根据该理论提出一种合适的冬笋探测方案;第二,探究了麦克斯韦方程与土壤和冬笋的电参量模型,从原理上验证探测的可行性,并搭建了探测器整体硬件结构:包括高频、低频、天线等模块;第三,对系统结构中高频模块的天线进行选型,选取了线性开槽天线,并对其尺寸进行设计,然后用HFSS有限元软件进行仿真,使用参数扫描进行优化,使之满足探测所需要求;第四,对硬件电路行进设计,其中包括:信号源、幅相检测模块、处理器及外围电路等,并在硬件基础上开发了相应软件。在功能上能实现信号源频率可调;幅相检测模块能精确测量幅值比、相位差;单片机采集A/D转换后的信号能通过LCD显示、超过阈值后进行报警等,并使用Altium Designer完成PCB的设计;第五,为验证探测器可行性对试验进行设计,设计试验并加以验证,利用SVM算法进行机器学习划分阈值,最后进行实地探测。结果表明,设计的探测器探测准确率较高,在70%左右,其成本不到探地雷达的十分之一。