| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| Introduction | 第10-12页 |
| 1 Dielectric spectroscopy and characterization techniques | 第12-21页 |
| 1.1 Introduction of the dielectric spectroscopy | 第12-13页 |
| 1.2 Relative complex permittivity measurement method review | 第13-19页 |
| 1.2.1 Overview of dielectric property characterization technique | 第13-14页 |
| 1.2.2 Open-ended probe (reflection method) | 第14-16页 |
| 1.2.3 Transmission line probe (transmission and reflection method) | 第16-19页 |
| 1.3 Topic basis, research purposes and technique route | 第19-21页 |
| 2 Environmental sample testing probe design | 第21-27页 |
| 2.1 Introduction | 第21页 |
| 2.2 Basic theory of the S-parameter | 第21-22页 |
| 2.3 Transmission line probe design | 第22-25页 |
| 2.4 Summary | 第25-27页 |
| 3 Probe measurement calibration and de-embedding | 第27-43页 |
| 3.1 Introduction | 第27页 |
| 3.2 Calibration and de-embedding theory | 第27-32页 |
| 3.2.1 Calibration method | 第27-28页 |
| 3.2.2 De-embedding technique theory | 第28-32页 |
| 3.3 Measurement setup | 第32-33页 |
| 3.4 De-embedding result discussion | 第33-42页 |
| 3.4.1 Measured adapters’ S-parameter result | 第33-34页 |
| 3.4.2 Air measurement and de-embedding result | 第34-36页 |
| 3.4.3 Teflon measurement and de-embedding result | 第36-38页 |
| 3.4.4 Ethanol measurement and de-embedding result | 第38-40页 |
| 3.4.5 Water measurement and de-embedding result | 第40-42页 |
| 3.4.6 De-embedding error analysis | 第42页 |
| 3.5 Summary | 第42-43页 |
| 4 Relative complex permittivity determination algorithm | 第43-54页 |
| 4.1 Introduction | 第43页 |
| 4.2 Modified transmission/reflection calculation method | 第43-49页 |
| 4.2.1 Modified Nicolson-Ross-Weir(NRW) algorithm | 第43-48页 |
| 4.2.2 Data optimization | 第48-49页 |
| 4.3 Accuracy analysis | 第49-53页 |
| 4.3.1 Frequency independent material air and Teflon characterization | 第49-51页 |
| 4.3.2 Frequency dependent polar liquid ethanol and water characterization | 第51-53页 |
| 4.4 Summary | 第53-54页 |
| 5 Beach sand dielectric quality assessment | 第54-73页 |
| 5.1 Introduction | 第54页 |
| 5.2 Materials and Methods | 第54-55页 |
| 5.2.1 Beach Sand Sample Preparation | 第54-55页 |
| 5.2.2 Instrument Measurement Procedure | 第55页 |
| 5.3 Establishment of beach sand characterization baseline | 第55-58页 |
| 5.3.1 S-parameter of different grain size beach sand | 第55-57页 |
| 5.3.2 Dielectric spectroscopy of different grain size beach sand | 第57-58页 |
| 5.4 Beach sand sample dielectric property characterization | 第58-71页 |
| 5.4.1 S-parameter of different water content beach sand | 第58-62页 |
| 5.4.2 S-parameter of different m-cresol content beach sand | 第62-65页 |
| 5.4.3 Investigation of water content levels in beach sand | 第65-67页 |
| 5.4.4 Investigation of the M-cresol concentration in sand samples | 第67-68页 |
| 5.4.5 Sensitivity and selectivity of transmission line probe | 第68-71页 |
| 5.5 Summary | 第71-73页 |
| Conclusion | 第73-74页 |
| References | 第74-79页 |
| Appendix MATLAB code | 第79-89页 |
| Publications | 第89-90页 |
| Acknowledgements | 第90-91页 |
