开口同轴探头由于具有频带宽、结构开放和适应面广等特点,特别适合于在线、在体测量介质材料的电磁参数,并在材料科学研究、非破坏性检测等方面具有极大的应用潜力。 本论文结合解放军总装备部“九·五”和“十·五”预研项目,从理论和实验两方面对开口同轴探头同时测量复电磁参数技术做了系统深入地研究,特别注重做到理论创新与解决实际工程问题并重。 论文对开口同轴探头同时测量复电磁参数技术的研究分为两个部分:第一部分是针对开口同轴探头的理论建模计算以及设计展开的,主要涉及谱域模型的公式推导,计算中积分问题的解决,高次模个数的选取,同轴探头的辐射近场分析以及探头设计中法兰尺寸选取等内容;第二部分则是针对同轴探头同时提取高损耗材料复电磁参数技术进行的,主要包括从理论和实验上对现有的“变厚度法”、“加标准样品法”技术建立不确定度分析模型、分析测量精度与实验参量选择的关系,解释长期困扰我们的“多值解”问题,进一步提出、并较深入地分析了一种适合于现场提取高损耗材料双复电磁参数的新方法——“变探头法”,同时从降低对测量仪器要求的角度,提出了通过改变更多的实验条件仅测量加载样品的反射系数模值的“标量”方法,并对其中的“(标量)变厚度法”做了不确定度分析和实验验证。 论文最后分析了开口同轴探头同时测量复电磁参数技术发展的两个方向,一是同轴探头测量技术在在线、在体和现场测量中的进一步推广;二是改变各参量,通过相互组合的手段,建立新的有效的测量方法。 论文的具体安排如下: 第一章首先对电磁参数测量技术做了简要的分类评述,然后对开口同轴探头测量技术的发展历史做了回顾,最后又对本论文的主要内容和贡献做了概述。 第二章主要包括探头的理论建模(主要是谱域建模)公式推导;具体计算中遇到的积分计算及模式收敛问题的研究;同轴探头的辐射近场分析以及探头设计问题等三部分内容。 第三章对开口同轴探头同时测量高损耗材料复电磁参数的“变厚度法”进行了全面而深入的分析,重点是以“变厚度法”为例,建立一套分析评价反射探头“双复电磁参数”((?)、(?))测量技术的方法;同时,论文提出并深入分析了“(标量)变厚度法”;并对双复电磁参数测量中的“多值解”问题作了研究。