УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА Российский патент 1994 года по МПК H05B6/64 G01N22/00 

Изобретение относится к технике СВЧ и предназначено для проведения исследований.

Известно устройство для облучения СВЧ-полем объекта, который располагают в центре камеры (патент Великобритании N 1114938, кл. H 05 B 6/64, 1983).

Недостатком устройства является пространственная неразделенность электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля в зоне расположения объекта.

Известно также устройство для облучения биологического объекта, включающее последовательно соединенные источник СВЧ-энергии, соединенный с прямоугольным волноводом, в центре которого размещена камера из радиопрозрачного материала, установленная на равных расстояниях от стенок прямоугольного волновода, камера из радиопрозрачного материала имеет форму цилиндра, диаметр которого не превышает 1/8 части широкой стенки прямоугольного волновода, а его высота не превышает 1/5 части узкой стенки прямоугольного волновода. Источник СВЧ-энергии выполнен непрерывным или импульсным.

Недостаток устройства состоит в том, что пространство не разделены электрическая и магнитная составляющие электромагнитного поля в зоне расположения биологического объекта.

Целью изобретения является пространственное разделение электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля в зоне расположения биообъекта.

Предложенное устройство отличается от известного тем, что прямоугольный волновод снабжен плоским короткозамыкателем, установленным перпендикулярно узким и широким стенкам прямоугольного волновода, который образует в СВЧ-источником линию связи длиной кратной половине длины волны в волноводе, на выходе источника СВЧ-энергии установлен СВЧ-вентиль, первая камера из радиопрозрачного материала установлена от короткозамыкателя на расстоянии равном 1/4 длины электромагнитной волны в прямоугольном волноводе, вторая камера из радиопрозрачного материала установлена от короткозамыкателя на расстоянии равном 1/2 длины электромагнитной волны в прямоугольном волноводе.

Отличительные признаки в совокупности с другими признаками обеспечивают получение положительного эффекта, заключающегося в пространственном разделении электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля за счет выбора места расположения камер из радиопрозрачного материала относительно короткозамыкателя в прямоугольном волноводе.

На чертеже изображено устройство для облучения биологического объекта.

Оно содержит источник 1 СВЧ-энергии, прямоугольный волновод 2, первую 8 и вторую 9 камеры 3 из радиопрозрачного материала, широкую 5 и узкую 4 стенки прямоугольного волновода 2 и короткозамыкатель 6. СВЧ-вентиль 7 на выходе СВЧ-источника 1 обеспечивает его работоспособность в режиме короткого замыкания.

Устройство работает следующим образом.

Для облучения биологического объекта электрической или магнитной составляющей СВЧ-поля его помещают соответственно в первую 8 или вторую 9 камеры и включают источник 1. СВЧ-энергия поступает в прямоугольный волновод 2 и воздействует на биообъект в камере 3. СВЧ-вентиль 7 не пропускает отраженную от короткозамыкателя 6 СВЧ-энергию в СВЧ-источник 1.

П р и м е р. Использовали источник СВЧ-энергии со следующими основными параметрами:
Потребляемая мощность, кВт 5,0
Частота, МГц 860
Сечение волновода, мм² 250х110
Длина электромагнитной волны в прямоугольном волноводе с широкой стенкой а = 250 мм и с узкой стенкой b = 125 мм составит
λ_в= = = 485 мм , где λ- длина волны в свободном пространстве, мм;
- волноводный коэффициент;
= = = 0,72
С учетом результатов по уравнению камера 8 должна быть расположена от короткозамыкателя 6 на расстоянии
= = 12,1 cм В этом случае эпюры распределения силовых линий электрического поля и магнитного поля волны типа Н10 на биообъекте в камере 8 показывают, что в режиме стоячих волн воздействие окажет только электрическая составляющая СВЧ-поля.

С учетом результатов по уравнению камера 9 должна быть расположена от короткозамыкателя 6 на расстоянии
= = 24,3 cм В этом случае эпюры распределения силовых линий электрического и магнитного полей волны типа Н₁₀ в зоне расположения камеры 9 показывают, что в режиме стоячих волн на биообъекте воздействие окажет только электрическая составляющая поля.

Предложенное устройство по сравнению с известным позволяет осуществить пространственное разделение электрической и магнитной составляющих СВЧ-поля в зоне расположения биологического объекта.

Использование: при проведении исследований по облучению биологических объектов сельскохозяйственного производства. Сущность изобретения: устройство содержит отрезок прямоугольного короткозамкнутого волновода, внутри которого на расстоянии 1/4λ от короткозамыкателя установлена камера из радиопрозрачного материала. Камера выполнена в виде цилиндра, диаметр d и высота h которого выбраны из сооотношений d = а/8, h = b/5. Между источником СВЧ-энергии и отрезком прямоугольного волновода включен вентиль. l - рабочая длина волны, a и b соответственно размеры широкой и узкой стенок отрезка прямоугольного волновода. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА, содержащее источник СВЧ-энергии и отрезок прямоугольного волновода, в центре которого на равных расстояниях от узких стенок размещена камера из радиопрозрачного материала, отличающееся тем, что отрезок прямоугольного волновода выполнен короткозамкнутым длиной, кратной λ / 2 , и с короткозамыкателем, камера из радиопрозрачного материала установлена на расстоянии λ / 4 от короткозамыкателя, а между источником СВЧ-энергии и отрезком прямоугольного волновода включен вентиль, при этом камера из радиопрозрачного материала выполнена в виде цилиндра, диаметр d и высота h которого выбраны из соотношений
d ≅ a / 8 и h ≅ b / 5 ,
где a - размер широкой стенки отрезка прямоугольного волновода;
b - размер узкой стенки отрезка прямоугольного волновода;
λ - рабочая длина волны. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него введена дополнительная камера из радиопрозрачного материала, установленная на расстоянии λ / 2 от короткозамыкателя. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что источник СВЧ-энергии является источником импульсных колебаний. 4. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что источник СВЧ-энергии является источником непрерывных колебаний.