[发明专利]基于微波的测冰方法及装置

权利要求书

1.一种基于微波的测冰方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过微波发射天线加载发射微波检测信号，并通过三个以上的微波接收天线接收传输后的微波检测信号，通过接收到的微波检测信号的相位差的电压信号计算传输介质的介电常数，通过介电常数判断所述传输的传输介质是空气、水或冰层，并通过接收到的微波检测信号的相位变化以及传输时间计算冰厚。

2.根据权利要求1所述的基于微波的测冰方法，其特征在于，所述通过接收到的微波检测信号的相位差电压信号计算传输介质的介电常数，包括：将终端开口波导与待测物质表面直接接触进行测量,然后对测得的结果进行曲线拟合计算,得到精确数值；通过多次测量的精确数值给出在f＝3.975GHz时,计算物质相对介电常数ε的曲线拟合系数。

3.根据权利要求2所述的基于微波的测冰方法，其特征在于，所述通过介电常数的计算判断所述传输的传输介质是空气、水或冰层，包括：介电常数为1判断为空气层，介电常数为3判断为覆冰层，介电常数为80判断为降水层。

4.根据权利要求2或3所述的基于微波的测冰方法，其特征在于，通过接收到的微波检测信号的相位变化以及传输时间计算冰厚，包括步骤：

通过接收到的微波检测信号的相位变化判断介质，并通过测量发射微波检测信号与接收的微波检测信号之间的传输时间与标准距离的空气介质中的传输时间进行对比，从而根据微波信号在不同介质中的传输速度，计算造成所述传输时间差的冰层介质的传输距离，从而计算冰厚。

5.根据权利要求4所述的基于微波的测冰方法，其特征在于，所述微波接收天线的数量为六个以上，所述六个以上微波接收天线沿圆周均匀分布于以所述微波发射天线为圆心的圆周上；通过六个以上方向的冰厚计算微波测量的等值冰厚，包括取六个以上的方向的冰厚的均值作为等值冰厚。

6.一种基于微波的测冰装置，其特征在于，包括：检测电路、与所述检测电路相连的微波发射天线，与所述检测电路相连的且布置在围绕所述微波发射天线的圆周上的三个以上的微波接收天线；

检测电路，用于通过所述微波发射天线加载微波检测信号，并通过所述三个以上的微波接收天线接收传输后的微波检测信号，通过接收到的微波检测信号的相位差的电压信号计算传输介质的介电常数，通过介电常数判断所述传输的传输介质是空气、水或冰层，并通过接收到的微波检测信号的相位变化以及传输时间计算冰厚。

7.根据权利要求6所述的基于微波的测冰装置，其特征在于，所述微波接收天线的数量为六个，所述六个微波接收天线沿圆周均匀分布于以所述微波发射天线为圆心的圆周上，所述圆周的半径为1至5cm。

8.根据权利要求6所述的基于微波的测冰装置，其特征在于，所述微波发射天线和微波接收天线均为柱状天线。

9.根据权利要求6所述的基于微波的测冰装置，其特征在于，通过接收到的微波检测信号的相位变化以及传输时间计算冰厚，包括步骤：

通过接收到的微波检测信号的相位变化判断介质，并通过测量发射微波检测信号与接收的微波检测信号之间的传输时间与标准距离的空气介质中的传输时间进行对比，从而根据微波信号在不同介质中的传输速度，计算造成所述传输时间差的冰层介质的传输距离，从而计算冰厚。

10.根据权利要求9所述的基于微波的测冰装置，其特征在于，通过六个方向的冰厚计算微波传感器测量的等值冰厚，包括取六个方向的冰厚的均值作为等值冰厚。