摘要：介电特性在复合材料的电磁效应研究和材料设计中具有重要的作用。本工作在研究传统通用有效介质(GEM,General Effective Medium)公式的局限性基础上,提出了用于预测和计算颗粒填充二元复合材料等效介电特性的修正通用有效介质(MGEM,Modified General Effective Medium)公式。运用MC-FEM(Monte Carlo-Finite Element Method)方法分析计算各种参数条件下颗粒随机填充二元复合材料的等效介电特性,并与MGEM公式计算结果进行比较,验证MGEM公式的正确性和有效性。此外,还将MGEM的预测结果与部分经典理论公式的计算结果、部分文献报道的实验测量数据进行了比较。研究表明,在不同介电常数比(1/50～50)和不同体积分数(0～1)的情况下,MGEM公式预测结果与MC-FEM模型结果完全吻合,与实验测量结果基本一致,为颗粒填充二元复合材料等效介电性能分析提供了一种具有较高计算精度的理论计算方法。

摘要：介电特性在农产品微波热加工应用研究中具有重要价值。提出一种基于无校准同轴传输反射法和修正通用有效介质公式(modified general effective medium,MGEM)的农产品介电特性测量方案,以颗粒状农产品为对象,实验测量获得微波频率段内17种菜籽颗粒、杂粮颗粒和草籽颗粒的介电特性数据,对相关关键问题进行了分析和讨论。研究结果表明,该测量方案可用于测量和分析高频波段下颗粒状农产品的介电特性;室温下颗粒状农产品的介电特性与微波频率、含水(油)率之间具有相互依存关系,且满足相应的关系方程;在民用微波频率2.45 GHz和含水率M6(2%,25%)条件下,不同种类颗粒状农产品的介电常数介于3.5-9.0之间,损耗因子介于0.1~2.0之间。相关研究为颗粒状农产品的介电特性测量提供参考,实验数据为农产品的微波干燥和无损检测装置设计提供依据,技术方法适用于小颗粒物质的介电特性测量和分析。

摘要：农业物料的电磁效应基础研究在农产品微波辅助应用及器件设计中具有较好的应用价值。针对堆积型谷物颗粒物料提出了集离散元法、有限元法和平均能量法为一体的等效介电特性模拟仿真模型和数值计算方法,采用数值计算和实验测量方法验证了模型的有效性和准确性。结果表明:真实稻谷和模拟稻谷的堆积角误差为0.45%。在谷物颗粒的介电常数(2.0-10.0)、介电损耗因子(0.1-0.9)、微波频率(2.0-11.7 GHz)、湿基含水率(2.0%-19.7%)和体积分数(18.2%-88.0%)计算条件下,采用模拟模型得到的谷物物料等效介电特性的数值结果与实验测量值的最大误差小于5.0%。上述结果可为谷物类农产品的微波加工和非破坏性检测提供依据,为其他不同种类农业散粒体的介电特性模拟研究提供参考。

摘要：介电特性是研究物料的微波特性和设计物料微波器件的关键参数。本文使用无校准同轴传输反射法测量三七粉的微波介电特性,为三七粉微波鉴定、微波杀菌、微波干燥提供依据。实验分析了9%～42%含水率下文山三七粉在微波频段2 GHz～5 GHz间的介电特性,拟合得到三七粉的介电常数(ε′)、介电损耗因子(ε″)和损耗角正切(tanδ)随含水率(M)、微波频率(F)变化的经验公式。结果表明,随着频率的增加,同一含水率三七粉的ε′和ε″单调递减变化,含水率越高的样品递减幅度越大;随着含水率的增加,同一频率下三七粉的ε′、ε″和tanδ单调递增变化,递增幅度为ε′>ε″> tanδ。本实验方法也可用于测定其它药用粉末物料的微波介电特性。

摘要：对于高功率闭域特点的微波反应腔中电场分布不均的问题,设计一款具有可控超材料的微波反应腔,运用电场分布图示法和电场分布取样的标准偏差分析法研究了负载大小、加热频率、可控超材料参数对加热效率和加热均匀性的影响规律.结果显示,通过适当调整可控超材料参数,可在保证至少97%加热效率的前提下,使加热均匀性提升高达48%.

摘要：对差分法所获的离散差分公式作矩阵变换,使差分离散方程的系数矩阵对于波导的各阶模都是正定的,从而可利用该变形离散方程计算波导各个高阶模的截止频率。编程实例计算了矩形波导、L形波导、对称脊波导部分高阶模的截止频率。计算结果表明:用变形差分公式计算高阶模的截止频率,不仅具有较高的计算精度,而且可以很方便地用于各种复杂截面波导问题的设计与分析。