[發明專利]一種高精度無損檢測材料相對介電常數的計算方法及系統

在審

• 申請號: 201811034433.3
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN108802500A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 毛小松;徐志;楊曉靜
• 申請（專利權）人: 蘇州奇摩智能科技有限公司
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26;G01V3/12;G01V3/38;G01S7/41
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1.一種高精度無損檢測材料相對介電常數的計算方法，其通過對入射角θ_i和/或測試距離L_r實時變化的測試結果進行優化從而高精度計算出待測材料的相對介電常數，其特征在于，包括如下步驟：

a.獲取界面反射系數幅值Γ，并基于所述界面反射系數幅值Γ獲取待測試材料的第一相對介電常數ε_r1。

2.根據權利要求1所述的計算方法，其特征在于，所述步驟a還包括如下步驟：

a1.獲取待測材料雷達接收回波振幅A_r；

a2.獲取探地雷達發射天線與目標路徑的測試距離L_r；

a3.獲取測試距離L_r對應的全反射金屬板雷達接收回波振幅函數值A₀(L_r)；

a4.基于所述待測材料雷達接收回波振幅A_r、測試距離L_r對應的全反射金屬板雷達接收回波振幅函數值A₀(L_r)計算所述界面反射系數幅值Γ。

3.根據權利要求1或2中所述的計算方法，其特征在于，所述界面反射系數幅值Γ的計算公式為：

其中，Γ為待測材料與空氣界面的反射系數幅值，A_r為待測材料雷達接收回波振幅，A₀(L_r)為測試距離L_r對應的全反射金屬板雷達接收回波振幅函數值。

4.根據權利要求3所述的計算方法，其特征在于，針對測試距離實時變化的實際條件，所述待測材料的第一相對介電常數ε_r1的計算公式為：

其中，ε_r1為待測材料的第一相對介電常數，Γ為待測材料與空氣界面的反射系數幅值，A_r為待測材料雷達接收回波振幅，A₀(L_r)為測試距離L_r對應的全反射金屬板雷達接收回波振幅函數值。

5.根據權利要求4所述的計算方法，其特征在于，所述步驟a之前還包括如下步驟：

i.將空氣相對介電常數校準為ε_0r＝1；

ii.采用全反射金屬板對探地雷達進行測試校準，測試不同雷達測試距離L_r所對應的全反射回波振幅A₀，并通過數值擬合建立測試距離L_r連續變化時所對應的全反射回波振幅A₀(L_r)的數學模型。

6.根據權利要求1所述的計算方法，其特征在于，所述步驟a之后還包括如下步驟：

b.獲取材料測試采樣點所對應距離的入射角度θ_i。

7.根據權利要求6所述的計算方法，其特征在于，所述待測試材料的第二相對介電常數ε_r2的計算公式為：

其中，ε_r2為待測材料的第二相對介電常數，Γ為待測材料與空氣界面的反射系數幅值，θ_i為探測電磁波的入射角度，A_r為待測材料雷達接收回波振幅，常數L₀為探地雷達發射天線與金屬板的校準路徑距離，常數A_o(L₀)為校準距離L₀對應的全反射金屬板雷達接收回波振幅，K(θ_i)和C(θ_i)是關于探測電磁波入射角度θ_i的函數。

8.根據權利要求7的計算方法，其特征在于，所述步驟a之前還包括如下步驟：

i′.將空氣相對介電常數校準為ε_0r＝1。