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微波检测的物理基础探究

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:在微波检测中,介质材料可用磁导率(μ)、介电常数(ε)和电导率(σ)三个性能参数来表征。微波入射到非导电介质内,若介质是均匀的,则传播速度ν基本为匀速,但幅度上有一定衰减:式中 μr——相对磁导率;εr——相对介电常数。图4.4-2 线性偏振平面电磁波图4.4-3 线性偏振、正弦变化平面电磁波在真空中传播λ—电磁波长 Z—传播方向 E—电场强度 H—磁场强度

微波检测的物理基础探究

自由空间,电磁波是横波,即构成电磁波的电场和磁场的振荡方向都与波的行进方向垂直。电场和磁场的强度和微波传播方向相互关系,如图4.4-2所示。

最简单的电磁波的一种形式为线性偏振的正弦变化的平面电磁波,如图4.4-3所示。在微波检测中,介质材料可用磁导率μ)、介电常数ε)和电导率σ)三个性能参数来表征。通常这些参数随电磁波频率f而变化;考虑到损耗效应,即呈现复数形式。

微波入射到良导电体内,场强的幅度衰减到入射面原始值的1/e倍(即36.8%)时,称为趋肤深度(或渗透深度)δ

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式中 σ——电导率;

μ——磁导率;

f——电磁波的频率。

微波入射到非导电介质内,若介质是均匀的,则传播速度ν基本为匀速,但幅度上有一定衰减:

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式中 μr——相对磁导率(对非铁磁性材料μ=1);

εr——相对介电常数

若微波入射的非导电介质是不均匀的非铁磁性材料;则在介质的不均匀性或气孔、分层、裂纹、疏松、夹杂和真实缺陷的界面,由于介电常数的区别与差异,引起微波的反射和折射,通过其反射波或透射波(也称传输波)的幅度及相位的变化,可实现微波法探测。

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图4.4-2 线性偏振平面电磁波

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图4.4-3 线性偏振、正弦变化平面电磁波在真空中传播

λ—电磁波长 Z—传播方向 E电场强度 H磁场强度

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