冬小麦覆被农田地表多层非均质混合电磁散射模型研究

冬小麦种植区域分布广泛,为监测与评估其生长信息和生长环境,本文通过引入三相混合介质模型表征植被层,引入高斯随机粗糙面表征农田粗糙地表,构建了一种冬小麦覆被农田地表的多层非均质混合电磁散射模型。首先分别对比本文提出的多层非均质混合模型与水云模型、Oh模型在冬小麦拔节期及孕穗期的后向散射系数预测结果,对本模型的有效性进行分析和验证;随后,通过分析该模型等效介电常数,并求解其电磁散射及辐射传输方程,获取植被生长信息、植被含水率及土壤粗糙度等因素对覆被农田地表等效介电常数和雷达后向散射系数的影响规律。结果表明,本文提出的多层非均质混合模型与水云模型及Oh模型预测结果有较好的一致性,同时与双弥散模型获得的小麦层等效介电常数R2分别为0.9817、0.9922、0.9863、0.9711,同样具有较好的一致性;此外,本文提出的模型对拔节期、孕穗期小麦含水率的预测结果与实际测量值的均方根误差分别为0.88%、4.65%,该模型能够较好地模拟覆被农田地表电磁散射特征,为后续无人机微波反演冬小麦生长及土壤水分信息提供坚实理论基础。

雨介质的等效介电常量模型

利用系统辨识法研究了雨介质的介电常量 ,分别得到了毫米波段雨介质的雨强等效介电常量模型和频率等效介电常量模型 ,利用模型计算雨衰减的结果与有关文献完全一致 ,表明所得模型实用有效 ;利用雨强等效介电常量模型得到的电磁波的交叉去极化与文献基本一致 .

沥青混合料介电特性与密度关系研究

为研究沥青混合料介电特性与密度的关系,进行不同压实度条件下沥青混合料介电常数的测定试验。试验采用旋转压实成型试件,通过高温介电常数平台测定不同压实度试件的介电常数,应用复合材料多相介电常数模型计算各试件的毛体积相对密度,与室内水中重法测得实际值相比较验证计算结果的准确性。研究表明:不同级配、集料的矿料介电常数并不相同,矿料介电常数应以标准级配及空隙率试件反算求解,不局限于传统7～9的取值范围;通过Rayleigh模型建立沥青混合料介电常数与毛体积相对密度之间的关系,计算结果与水中重法的测定结果误差小于1%,精度较高;旋转压实成型试件在同一深度处压实不均,沥青混合料毛体积相对密度和空隙率相差分别为0.092和3.5%,试件毛体积相对密度随压实深度增加而逐渐减小。

雨介质的介电常数模型及其参数估计

得出了电磁波在有耗介质中衰减分贝数的表达式,将这种衰减与文献资料相结合,建立了雨介质对电波衰减的等效介电常数的系统辨识模型,得到了该介电常数与降雨率、电波频率的函数表达式。在电波的衰减上,模型所得结果与文献[8]所给结果完全一致,表明了模型的正确性。本章所用方法简单明了,为研究随机粒子对电磁波的衰减提供了一条新的途径。

沥青混合料介电特性与沥青含量研究

为建立探地雷达检测沥青含量方法,进行不同油石比的沥青混合料介电常数测试实验.根据矿料及沥青介电常数等参数,采用Rayleigh模型推导混合料沥青含量计算公式.结果表明,不同沥青含量的混合料介电常数不相同,且其介电常数随沥青含量的增大而减小;采用Rayleigh模型推导的沥青含量公式计算结果与室内合成混合料燃烧法测定结果平均误差在4%以内,精度较高,满足室内测定的要求;而在实际工程验证中,虽然计算结果与实际路面钻芯取样燃烧法测定结果相差较大,但为检测道路摊铺均匀性等方面提供理论基础.