微波在損耗媒質(zhì)中的傳播特性研究及應(yīng)用.pdf

1、微波具有頻率高、波長短、穿透力強(qiáng)等特點(diǎn)，可以在空間自由傳播。利用它與物質(zhì)之間的相互作用，微波在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、雷達(dá)、通訊、科研、環(huán)保等各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 本文首先全面介紹了微波與損耗媒質(zhì)之間相互作用的理論基礎(chǔ)、研究方法和發(fā)展現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上開展的研究工作分為兩部分，分別研究了微波與人體介質(zhì)的相互作用，以及微波與含碳飛灰介質(zhì)的相互作用。對于前者，利用電磁場理論建立了相互作用的理論模型，推導(dǎo)出了微波在人體表面的反射系數(shù)、透

2、射系數(shù)、及其透入深度與人體組織介電常數(shù)和電導(dǎo)率的函數(shù)關(guān)系。通過將不同頻率下的介電常數(shù)數(shù)值代入到這些函數(shù)中，詳細(xì)計(jì)算出了反射系數(shù)、透射系數(shù)、及透入深度與微波頻率的對應(yīng)表，從中得出了提高微波熱療效率的關(guān)鍵是反射微波的再利用的重要結(jié)論。該表對于電磁波熱療中如何選擇最佳的工作頻率具有很好的指導(dǎo)意義。而對于后者，通過研究微波在損耗媒質(zhì)中的傳播，發(fā)現(xiàn)微波的幅度衰減和相位漂移量均與介質(zhì)的含碳量有確定的對應(yīng)關(guān)系，進(jìn)而提出了一種全新的實(shí)時(shí)測量電廠煙道飛灰

3、含碳量的方法--微波相移法。文中詳細(xì)介紹了該方法的理論推導(dǎo)，測量系統(tǒng)構(gòu)架和基于ARM單片機(jī)的電路組成，并利用LabVIEW開發(fā)了電廠煙道飛灰含碳量實(shí)時(shí)測量系統(tǒng)的虛擬儀器界面，在該虛擬儀器界面下實(shí)現(xiàn)了定標(biāo)參數(shù)的輸入、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示及數(shù)據(jù)文件的自動存儲與刪除，提高了系統(tǒng)處理大量數(shù)據(jù)的能力和測量的實(shí)時(shí)性和精準(zhǔn)性。利用完成的樣機(jī)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了大量測試驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論預(yù)期相符合。相信該方法的進(jìn)一步完善和推廣應(yīng)用，有望能為各火電站監(jiān)測鍋爐中燃煤