土壤探针阻抗计算方法的理论分析与实验研究

摘要

在基于TDR、FD和SWR等不同方法的土壤水分测量仪器中,多针土壤探头作为采样传感器的一个重要组成部分,深入研究它的阻抗计算方法对于改进这些仪器的测量精确度具有很高的理论与应用价值.由于描述多针土壤探头电磁特性的麦克斯韦尔方程的边界条件很难确定,所以试图利用麦氏方程的解析解分析其阻抗特性从理论上说是"可望而不可及"的.本文依据高频传输线阻抗变换理论与数学分析中夹逼定理的思想,提出了一种土壤探针阻抗计算模型.进一步通过对该模型的计算机仿真与实验研究,发现土壤探针的阻抗特性可随着测试频率与针长等相关参数的改变在感性负载与容性负载间相互转化.此外,当这些相关参数改变时,土壤探针的阻抗计算模型还存在着周期性的间断点.