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龙图腾网获悉福州大学申请的专利一种基于天线传感器的土体含水率非接触式检测系统及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN118706866B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-26发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202410901043.0，技术领域涉及：G01N22/04；该发明授权一种基于天线传感器的土体含水率非接触式检测系统及方法是由施静康;关振长;袁家德;郑俊星;魏成铠;刘世雄;骆剑彬;张鹤;李自强设计研发完成，并于2024-07-05向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于天线传感器的土体含水率非接触式检测系统及方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种基于天线传感器的土体含水率非接触式检测系统及方法，属于土体性质测量技术领域。包括5个步骤：步骤S1，根据探测的土体含水率范围和深度，选择合适的天线传感器频率和探地雷达中心频率；步骤S2，采用探地雷达检测空气中天线传感器的频谱响应，得到频谱信号的极小值f a ；步骤S3，采用探地雷达检测埋入地层中的天线传感器频谱响应，得到频谱信号极小值f d ；步骤S4，根据公式ε r =f a f d 2计算被测地层处的介电常数；步骤S5，采用Topp公式计算被测地层的含水率。本发明具有非接触式检测含水率的优点，在传统基于探地雷达的含水率检测方法基础上，降低了信号处理难度。

本发明授权一种基于天线传感器的土体含水率非接触式检测系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种基于天线传感器的土体含水率非接触式检测方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤S1、根据探测的土体含水率范围和土体深度，选择天线传感器的谐振频率fa0和探地雷达中心频率fD0； 步骤S2、采用探地雷达检测空气中天线传感器的频谱响应，得到频谱信号极小值fa； 步骤S3、采用探地雷达检测埋入地层中的天线传感器频谱响应，得到频谱信号极小值fd； 步骤S4、根据公式εr＝fafd2计算被测地层处的介电常数； 步骤S5、采用Topp公式计算被测地层的含水率； 步骤S2中，探地雷达发射高斯脉冲信号，其频谱函数为Sf，探地雷达发射天线和接收天线的频率响应函数分别为Atf和Arf，则接收信号频谱Raf为， Raf＝SfgAtfgArfgTaf1 Taf为空气中天线传感器对探地雷达电磁波频谱信号的响应函数，求接收信号的频谱函数Raf的极小值点，并记为fa； 步骤S2中，探地雷达发射高斯脉冲信号的频谱函数Sf为， p是由脉冲信号时间宽度决定的参数，探地雷达的收发天线可视为对电磁波信号的滤波作用，且由于收发天线是对称的，则频率响应函数AtfArf表达为， 其中，fD0是探地雷达中心频率，SD是频率谐振点的反射系数，iD是由探地雷达收发天线带宽决定的参数；则接收信号频谱Raf为， 当Sa0≈1时，Raf的极小值点fa满足， fa≈fa05 步骤S3中，将天线传感器埋入被测土层的深度h处后，采用探地雷达检测埋入地层中的天线传感器频谱响应； 将天线传感器埋入被测土层的深度h处后，探地雷达同样采用高斯脉冲信号探测天线传感器，具体如下： 相比空气中，天线传感器对探地雷达电磁波频谱信号的响应函数Tdf表达为， 式中，Sd0是地层中天线传感器在频率谐振点fd0的吸收系数，1-Sd0为地层中天线传感器在频率谐振点fd0的反射系数，id0是与地层中天线传感器的带宽参数；探地雷达的电磁波信号经历土层的衰减和扩散，相应的频率响应函数Pf为， Pf＝fBexpAf+C7 其中，参数A，B，C与土层电磁特性参数和传播距离d相关，则探地雷达接收信号频谱Rdf为， Rdf＝SfgAtfgArfgTdgPf8 将公式6和7代入公式8，得 当Sd0≈1时，参数A150时，接收频谱信号Rdf的极小值点fd满足， fd≈fd09。

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