范 昊 王明宇

（塔里木大学信息工程学院，新疆 阿拉尔 843300）

传统的灌溉技术一般是通过土壤水分含量[1]、空气湿度[2]等来诊断旱情，虽然这些方法已经相对成熟，但利用作物自身生理水分状况能更加敏感的反映作物的受旱程度[3]，因此以农作物自身生理水分为灌溉依据比传统灌溉技术更加真实。对农作物自身含水率测量的传统手段有烘干法、化学法、射线法、中子法、核磁共振法等，但这些手段操作繁琐，存在耗时长，成本高等缺陷。现代智能化农业迫切需要一种价格合理，精度高的含水率无损检测技术，而介电法是利用作物自身介电特性以检测其具体含水情况，相较于传统作物灌溉技术测定方法，该方法具有操作简单、性能稳定、测量精度高的显著优势[4]，因此介电法受到相关研究学者的青睐。作物是介于导体和绝缘体之间的特殊电介质，由于在不同的生长阶段，作物体相应的介电特性也会不同，这为利用介电参数检测生物体内部生理信息提供了必要的理论依据。

1 介电特性

介电特性是指生物分子中的束缚电荷对外加电场的响应特性。水分对作物介电特性的影响极为重要，缺水会导致作物体液浓度增大，反过来会对作物的介电特性产生影响[5]。评价介电特性的主要参数是介电常数εr’、介质损耗因子εr″、介质损耗角正切值tanδ[6]。

1.1 介电参数

介电常数ε（或εr’）是介电体固有的物理性质，表示介电体在外加电场作用下所贮存的电场能量；介质损耗因子εr″反映电介质在交流电场中由于分子间的摩擦碰撞而造成的能量损失大小；……