随着化石燃料的短缺以及环境污染问题日益严重,生物质能源成为首选的替代品。在生物质燃烧发电和生物质固体燃料等应用场合对生物质的含水量有严格的要求,因此实现生物质含水量低成本、快速准确测量对生物质能源推广应用有重要意义。目前毫米波技术高速发展,毫米波频段受环境干扰小,毫米波天线相较于相同尺寸低频段天线拥有更好的方向性。用毫米波测试装置对生物质含水量测试理论上可实现较高的可靠性和较小的样品体积。本文对比分析了8 mm波段生物含水量测试方案,研制了一款基于衰减量测试的8 mm波段生物质含水量测试装置。论文主要工作如下:1、在已有文献基础上推导了生物质含水量与介电常数数学模型,分析了粉粒状生物质介电常数测试方法,给出了基于介电常数测试和基于衰减量测试两种8mm波段生物质含水量测试方法。综合成本和测试精度的考虑,确定了基于衰减量测试的8 mm波段生物质含水量测试方法为本课题含水量测试方法,并给出了相应的测试装置设计方案。2、8 mm波段频综源研制。对组成8 mm波段频综源的X波段频综源、X波段带通滤波器、8 mm波段四倍频器和8 mm波段带通滤波器等部件分别研制。X波段带通滤波器采用CQ交叉耦合结构引入传输零点,具有良好的带外抑制。8 mm波段带通滤波器采用了7阶H面波导膜片结构,具有良好带外抑制以及小于1.5d B的插入损耗。两个滤波器对X波段频综源和四倍频器的输出杂散具有良好抑制。最终实现8 mm波段频综源在33.4 GHz-36.6 GHz频率范围内扫频输出,各频点输出功率大于8 d Bm,杂散抑制大于58 d Bc,相位噪声约为-94 d Bc/Hz@100k Hz。3、8 mm波段功率检测模块研制。为满足8 mm波段信号功率测试需求,研制了8 mm波段功率检测模块并完成所需频点的定标,在-30 d Bm至15 d Bm输入功率范围内检测误差小于0.1 d B。4、测试装置构建。为方便测试以及测试装置校准,设计了可移动的天线和样品盒支架。通过仿真确定了天线与样品盒的距离,为减少多径干扰的影响对测试装置进行改进。最终根据设计方案完成8 mm波段生物质含水量测试装置的构建。5、树皮含水量测试分析。通过实验建立了树皮含水量与衰减量的经验公式,并对测试结果进行分析。本文设计的测试装置可以实现树皮含水量较高精度测量,含水量测试范围覆盖9.2%-38.4%,标准测试误差为0.61%。