靜磁場作用下海水介電頻率特性研究.pdf

1、地球表面大部分被海水所覆蓋，我們每年能從海洋中獲得足夠多的海產(chǎn)品和海洋礦藏。海洋資源的開發(fā)和利用在各國的發(fā)展中地位日益顯著，各國對海洋權(quán)益的不斷重視也促進水下通信技術(shù)得到廣泛發(fā)展。水下低頻無線電波由于其傳播的穩(wěn)定可靠在對潛通信中得到廣泛研究，但是其波長與天線長度成正比關(guān)系，在工程實現(xiàn)中存在較大難度?，F(xiàn)在對水下無線通信研究國際難題是電磁波在海水中傳播有很大的衰減且沒有辦法進行長距離傳輸。因此為了能夠更好利用無線電波進行水下通信，對電磁波水

2、下傳輸特性研究是很有必要的，而這些特性是由介電常數(shù)的頻率特性決定的。海洋環(huán)境的復(fù)雜性也為研究工作帶來了很多困難，首先海水是弱導(dǎo)電介質(zhì)，海洋中的各種動力學(xué)運動，如海洋湍流、海面波動產(chǎn)生海浪等各種不同海洋現(xiàn)象和海水洋流運動通過并切割地磁，產(chǎn)生很弱的電場，而感生電場又能夠引起產(chǎn)生感生磁場，海水感應(yīng)產(chǎn)生的微弱電磁場也對海水的介電常數(shù)，電導(dǎo)率等電磁特性產(chǎn)生影響。因而研究靜磁場作用下海水介電特性對海洋電磁探測，海洋遙感，水下通信等的研究是有很大意義

3、的。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴分析了海水的電磁特性、并介紹了不同的海水介電模型。通過比較和分析不同模型的適應(yīng)條件和測量方法，我們提出了本課題采用的模型和實驗研究方法來研究海鹽水溶液的介電特性。由于海水是弱電導(dǎo)介質(zhì)，有一定的導(dǎo)電性，在實驗中我們采用了獨特的外電路附加電阻法使電路在射頻情況下達到阻抗匹配狀態(tài)。⑵利用阻抗分析儀測試了靜磁場作用下海水鹽溶液的介電頻率特性和電導(dǎo)率頻率特性，揭示了靜磁場對海水中不同鹽分介電和電導(dǎo)率頻率特性影

4、響機理。實驗結(jié)果表明，當(dāng)加入磁場后，海水鹽溶液的復(fù)介電常數(shù)實部隨著測量頻率的升高逐漸減小這一變化趨勢沒有發(fā)生變化。復(fù)介電常數(shù)的值在加入磁場后隨鹽分的不同產(chǎn)生不同的變化。實驗結(jié)果也從另一方面解釋了磁場對不同鹽離子水化過程產(chǎn)生不同的作用。由實驗所得數(shù)據(jù)我們分析得出了濃度與介電常數(shù)新的數(shù)學(xué)表達式，該公式具有廣泛適用性，同時適用于靜磁場作用前后的無機鹽溶液。通過分析可以得出這樣解釋，磁場對海水鹽溶液電導(dǎo)率影響是由離子與水分子相結(jié)合的水合層遭到破