靜磁場(chǎng)作用下海水介電頻率特性研究.pdf

1、地球表面大部分被海水所覆蓋，我們每年能從海洋中獲得足夠多的海產(chǎn)品和海洋礦藏。海洋資源的開發(fā)和利用在各國(guó)的發(fā)展中地位日益顯著，各國(guó)對(duì)海洋權(quán)益的不斷重視也促進(jìn)水下通信技術(shù)得到廣泛發(fā)展。水下低頻無(wú)線電波由于其傳播的穩(wěn)定可靠在對(duì)潛通信中得到廣泛研究，但是其波長(zhǎng)與天線長(zhǎng)度成正比關(guān)系，在工程實(shí)現(xiàn)中存在較大難度?，F(xiàn)在對(duì)水下無(wú)線通信研究國(guó)際難題是電磁波在海水中傳播有很大的衰減且沒有辦法進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸。因此為了能夠更好利用無(wú)線電波進(jìn)行水下通信，對(duì)電磁波水

2、下傳輸特性研究是很有必要的，而這些特性是由介電常數(shù)的頻率特性決定的。海洋環(huán)境的復(fù)雜性也為研究工作帶來(lái)了很多困難，首先海水是弱導(dǎo)電介質(zhì)，海洋中的各種動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)，如海洋湍流、海面波動(dòng)產(chǎn)生海浪等各種不同海洋現(xiàn)象和海水洋流運(yùn)動(dòng)通過(guò)并切割地磁，產(chǎn)生很弱的電場(chǎng)，而感生電場(chǎng)又能夠引起產(chǎn)生感生磁場(chǎng)，海水感應(yīng)產(chǎn)生的微弱電磁場(chǎng)也對(duì)海水的介電常數(shù)，電導(dǎo)率等電磁特性產(chǎn)生影響。因而研究靜磁場(chǎng)作用下海水介電特性對(duì)海洋電磁探測(cè)，海洋遙感，水下通信等的研究是有很大意義

3、的。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴分析了海水的電磁特性、并介紹了不同的海水介電模型。通過(guò)比較和分析不同模型的適應(yīng)條件和測(cè)量方法，我們提出了本課題采用的模型和實(shí)驗(yàn)研究方法來(lái)研究海鹽水溶液的介電特性。由于海水是弱電導(dǎo)介質(zhì)，有一定的導(dǎo)電性，在實(shí)驗(yàn)中我們采用了獨(dú)特的外電路附加電阻法使電路在射頻情況下達(dá)到阻抗匹配狀態(tài)。⑵利用阻抗分析儀測(cè)試了靜磁場(chǎng)作用下海水鹽溶液的介電頻率特性和電導(dǎo)率頻率特性，揭示了靜磁場(chǎng)對(duì)海水中不同鹽分介電和電導(dǎo)率頻率特性影

4、響機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)加入磁場(chǎng)后，海水鹽溶液的復(fù)介電常數(shù)實(shí)部隨著測(cè)量頻率的升高逐漸減小這一變化趨勢(shì)沒有發(fā)生變化。復(fù)介電常數(shù)的值在加入磁場(chǎng)后隨鹽分的不同產(chǎn)生不同的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也從另一方面解釋了磁場(chǎng)對(duì)不同鹽離子水化過(guò)程產(chǎn)生不同的作用。由實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)我們分析得出了濃度與介電常數(shù)新的數(shù)學(xué)表達(dá)式，該公式具有廣泛適用性，同時(shí)適用于靜磁場(chǎng)作用前后的無(wú)機(jī)鹽溶液。通過(guò)分析可以得出這樣解釋，磁場(chǎng)對(duì)海水鹽溶液電導(dǎo)率影響是由離子與水分子相結(jié)合的水合層遭到破