[發明專利]一種提取材料微波復介電常數和復磁導率唯一值方法

在審

• 申請號: 201811076824.1
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN110907704A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 馬建國;楊闖;周紹華;楊自凱;趙升
• 申請（專利權）人: 天津大學青島海洋技術研究院
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26;G01R33/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種提取材料微波復介電常數和復磁導率唯一值方法，首次使用ELM神經網絡解決了微波材料復介電常數和復磁導率提取問題，該方法充分利用已有的文獻中的數據，利用神經網絡的學習能力，在寬頻帶內正確獲取微波材料復介電常數和復磁導率唯一值，為材料應用于微波領域做出貢獻。

技術領域

本發明涉及微波電磁特性參數提取領域，尤其涉及一種提取材料微波復介電常數和復磁導率唯一值方法。

背景技術

材料對電磁波的傳輸和吸收與其復介電常數和復磁導率相關，復介電常數和復磁導率是研究電磁波與材料相互作用的重要參數，因此，提取材料復介電常數和復磁導率是一個熱門研究內容。

由于材料的復介電常數和復磁導率與頻率有關，寬頻段內提取材料的復介電常數和復磁導率是一個重點研究內容。鑒于波導具有傳輸寬頻段電磁波的特性，使用波導作為夾具的傳輸反射法測試提取材料寬頻段復介電常數和復磁導率的方法得到廣泛應用。但是，此種方法在提取復介電常數和復磁導率過程中會產生多解。為了避免多解問題的發生，需要將材料厚度限定在電磁波的一個波長內。但是，在材料復介電常數和復磁導率未知情況下，無法判斷材料厚度是否在一個波長內。因此，在材料厚度和電磁波波長關系未知情況下提取材料復介電常數和復磁導率是一個需要解決的問題。

目前，為解決此問題，已有多種方法被提出。但是，這些方法都建立在某種假設條件下。如果材料中傳輸TEM波，那么可以應用克拉默-克隆尼格方程來提取材料復介電常數和復磁導率唯一值[1]；如果寬頻段內，材料某個頻點的復介電常數和復磁導率值已知，可以使用相位連續變化的方法來確定寬頻段內復介電常數和復磁導率唯一值[2]；如果材料復介電常數和復磁導率是連續變化的，可以應用相位延時方法確定復介電常數和復磁導率唯一值[3]。但是，在這些前提假設不成立情況下，將無法獲取材料復介電常數和復磁導率唯一值。

【參考文獻】

[1] Szabó Z, Park G H, Hedge R, et al. A unique extraction ofmetamaterial parameters based on Kramers-Kronig relationship[J]. IEEETransactions on Microwave Theory and Techniques, 2010, 58(10): 2646-2653.

[2] Barroso J J, Hasar U C. Resolving phase ambiguity in the inverseproblem of transmission/reflection measurement methods[J]. Journal ofInfrared, Millimeter, and Terahertz Waves, 2011, 32(6): 857-866.

[3] Weir W B. Automatic measurement of complex dielectric constant andpermeability at microwave frequencies[J]. Proceedings of the IEEE, 1974, 62(1): 33-36。

發明內容

為了解決現有技術存在的難題，本發明一種提取材料微波復介電常數和復磁導率唯一值方法，使得不需要前提假設條件即可提取材料復介電常數和復磁導率唯一值，總結已在發表論文中計算結果的規律，使用這些具有規律性的數據訓練極限學習機（ELM）神經網絡模型，進而得到一個可以提取材料復介電常數和復磁導率唯一值的神經網絡。

一種提取材料微波復介電常數和復磁導率唯一值方法，其流程如圖1所示，包括如下步驟：

1、在已發表文獻中，找出傳輸反射法測試提取材料電磁特性參數唯一值的文獻，獲取文獻中的S參數即其對應的復介電常數和復磁導率；