当前,对植物水分运输过程和植物水分平衡的研究,面临一个共同的技术瓶颈,即缺乏方便、无损、直观、准确、廉价的植物含水率测量装置。同样地,作为节水灌溉技术未来发展趋势的按植物需求精准灌溉控制技术,其理论的完善和技术实现也受制于此。针对乔木茎干含水率的测量,国外主要直接采用在土壤水分实时测量中得到普遍认可的介电测量方法——TDR(Time Domain Reflectometry时域反射法),可以得到比较准确测量结果,而国内目前尚未有此类传感器。由于TDR技术实现复杂、价格昂贵,因此在国内难以推广使用。为此,本文首次提出尝试利用微波传输线理论中的驻波原理测量乔木茎干含水率。本论文阐述了驻波率法测量介质介电常数的原理,并结合乔木茎干含水率与其介电常数之间的关系,对采用驻波率法测量乔木茎干含水率的可行性进行了定性的论证。基于此原理,本文设计、研发了乔木水分传感器,并设计实验对传感器的波导探头结构和传输线特征阻抗进行了优化研究,对优化后的传感器采用烘干法进行标定了实验。一系列实验结果表明本文得到的乔木水分传感器测量范围宽广、测量精度高、并且具有良好的线性输出,可以满足测量乔木茎干含水率的需要。本研究的成功填补了国内乔木茎干含水率检测技术的空白。