模拟月壤微波介电特性的实验研究与统计分析

摘要

为配合我国即将发射的绕月星载微波辐射计对月观测资料反演的需要,在野外采集大量地球玄武岩和斜长岩样品及对其进行主元素化学分析的基础上,配制了9个模拟月壤样品,并各制成0.8,1.0,1.2,1.4和1.6 g/cm3五个密度等级;然后在0.5～20GHz的频率范围内,用同轴线终端开路法在HP8722C矢量网络分析仪上对其介电常数进行了测量,并对测量结果进行了处理和统计分析.研究表明,在密度、频率和组分三个参数中,密度对介电常数的作用最为明显,频率次之,组分的影响最小.三者对介电常数实部的影响所占比例大约为45%,33%,22%,对虚部的影响约为55%,27%,19%.介电常数实部随密度和频率的变化符合较严格的线性关系,和二者的相关系数分别平均为0.99和-0.73.虚部和密度或频率在约0.5～10GHz范围呈线性关系,但在频率高于10GHz后,相关性明显弱化;组分对介电常数的作用较为复杂,二者之间很大程度上不遵循简单的函数关系,相关性最小.对样品主元素氧化物SiO2,A12O3,CaO,MgO,TiO2和△Fe百分含量的多元回归显示,它们和介电常数之间倾向于符合一个多元一次函数,Ti氧化物或Fe氧化物或Ti、Fe氧化物组合均未表现出其在对介电常数贡献上的特征组分的作用.