粮食储藏安全是粮食安全的一个重要组成部分,粮食水分含量是粮情监测的重要内容,是粮食储藏安全的重要质量指标之一。鉴于目前在粮仓布置湿度传感器进行粮食水分检测的种种弊端,提出了电磁波粮食水分检测技术,同时为了确保粮仓的安全密闭性及方便工作人员操作,本文根据电磁波强穿透性和高分辨率等特点,应用探地雷达在仓外探测粮仓储藏小麦堆的水分含量,对小麦堆的介电常数与水分含量之间的关系做深入的研究,通过建立的介电—水分模型反演出小麦堆的水分含量。本文首先基于探地雷达工作原理及电磁波的基本理论,研究了电磁波在粮仓多层结构体系中的穿墙传播特性,分析了介电常数实部和虚部对电磁波反射信号的影响,建立了电磁波在粮仓多层结构体系中的传播正演模型,并通过该正演模型采用系统识别方法反演出各结构层介质的介电常数。其次在研究温度、频率、密度等因素对介质介电常数的影响的基础上,重点研究小麦介电常数与含水量之间的关系,建立了水分含量介电平方根模型及变Q值介电水分线性模型,通过这两个模型计算值与实测值的比较,表明介电平方根模型更适用于储藏小麦的水分检测。最后采用先进的意大利IDS公司研制的RIS-K2型探地雷达在郑州西郊中储粮5号粮仓进行实地测量,通过采集的实验数据对介电水分模型系数进行了重新拟合,拟合后的模型水分反演值与实测值基本保持一致。实验结果表明,电磁波小麦堆介电水分反演模型具有较高的精度,同时也验证了利用探地雷达仓外探测储藏小麦的水分含量是一个科学、有效、快捷的新方法,具有重大的推广意义。