[发明专利]基于微波辐射计的大尺寸材料有效微波介电常数反演方法

权利要求书

1.一种基于微波辐射计的大尺寸材料有效微波介电常数反演方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：构建“环境-测试样本-黑体”三层微波亮温观测系统A；观测系统A中，上层的环境(2)为微波辐射计(1)探测过程中的背景辐射，中间层的测试样本(3)为待测材料，下层的黑体(4)为微波吸波材料，所述测试样本直接放置于所述黑体之上；

步骤2：基于步骤1构建的观测系统A，在所述测试样本的上表面上紧贴设置与其上表面面积大小相等的纯铝板(5)，采用所述微波辐射计(1)在所述测试样本上方以垂直观测的方式探测所述环境(2)的背景辐射亮温T₁；

步骤3：去除步骤2中紧贴于所述测试样本的上表面上的所述纯铝板，采用步骤2中的微波辐射计观测形式，探测“环境-测试样本-黑体”三层微波亮温观测系统A的微波亮温值T_B1，同时采用多通道物理温度探测仪同步探测所述测试样本的物理温度T₂和所述黑体的物理温度T₃，建立如下关系：

式1)中Γ₁为环境-测试样本界面处的反射率，根据Snell反射定律建立如下关系：

其中：

ε₂＝ε′₂-jε″₂ 3)；

式1)中L₂为待测测试样本的损耗系数：

式4)中λ₀为微波辐射计中心频率在自由空间中的波长；

步骤4：保持步骤3中微波辐射计(1)的观测方式、观测环境以及测试样本不变，用纯铝板(5)替代黑体材料，从而构成“环境-测试样本-铝板”三层微波亮温观测系统B，所述纯铝板紧贴于所述测试样本的底面上；

步骤5：用T_B2表示微波辐射计测得的“环境-测试样本-铝板”三层微波亮温观测系统B的微波亮温值，同时采用多通道物理温度探测仪同步探测所述测试样本的物理温度T′₂，考虑微波辐射在测试样本中的多次反射和折射效应，建立如下关系：

式5)中Γ₁可根据实际极化方式采用式2)和式3)计算获得，式5)中L₂可用式4)计算；

步骤6：采用Optimset函数联合求解由式1)和式5)构成的方程组；在求解方程时，先选取测试样本的微波介电常数ε″₂和ε′₂初值，然后进行迭代计算求解方程的最优解，即可得到测试样本的有效微波介电常数ε₂＝ε′₂-jε″₂。

2.根据权利要求1所述的大尺寸材料有效微波介电常数反演方法，其特征在于，所述微波辐射计(1)用于对观测系统进行垂直观测，所述微波辐射计的喇叭天线口与所述测试样本的上表面之间的距离为3～8cm。