Излучатель для аппарата микроволновой терапии Советский патент 1986 года по МПК A61N5/02 

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для глубинного локального нрогрева биологической ткани, так же может быть использовано для глубинного локального прогрева других диэлектрических тел.

Целью изобретения является обеспечение равномерного распределения мощности облучения как в пространстве, так и во времени.

На чертеже представлена конструкция излучателя.

Устройство состоит из отрезка круглого волновода 1, симметричного электрического вибратора 2, жесткого коаксиального фиде10

2 в свою очередь возбуждают электромагнитные волны в отрезке круглого волновода 1. Так как вибраторы 2 изогнуты по окружности, то протекающий по ним высокочастотный ток возбуждает в волноводе электромагнитную волну с круговой поляризацией. Направление вращения электромагнитного поля определяется направлением изгиба плеч симметричного вибратора. Если прямая волна имеет левое вращение, то отраженная от раскрыва волна имеет правое вращение. Поэтому, в силу свойств электромагнитных волн с круговой поляризацией, первичная отраженная волна не возбуждает в фидере обратную волну, т. е. имеет место

ра 3, щелевого симметрирующего устройст- ., поляризационная развязка. Величина полява 4, высокочастотного разъема 5. Причем отрезок круглого волновода 1 и коаксиальный фидер 3 соосны друг другу и жестко соединены посредством закорачивающей стенки. На внешнем конце коаксиального фидеризационной развязки (ослабление реакции отражений от раскрыва) зависит от коэффициента эллиптичности электромагнитной волны. Если коэффициент эллиптичности равен 1, то соотношение амплитуд обратной и.

ра 3 расположен высокочастотный разъем 5 20 прямой волн пропорционально квадрату кодля подключения к излучателю радиочастотного коаксиального кабеля. К внешнему проводнику жесткого коаксиального физера 3, около его торца, находящегося во внутренней полости волновода 1, припаяны плечи симметрично вибратора 2 и, прорезаны симметрирующие щели (4), а внутренний проводник закорочен на внешней. Согласование фидерной линии с вибратором осуществляется с помощью четвертьволнового трансэффициента отражения от раскрыва, а в случае линейной поляризации - пропорционально первой степени. Так как коэффициент отражения всегда меньше 1, то при круговой поляризации имеет место ослабление влияния отражений от раскрыва на входное сопротивление излучателя. Кроме того, при круговой поляризации область погрешностей ткани имеет азимутальную симметрию. Это обусловлено тем, что при круговой поляриформатора на внутреннем проводнике или с зо зации электромагнитное поле вращается со

помощью шлейфа. Внутренний диаметр волновода 1 выбирается из условия распространения в нем только волны Нц. Размеры плеч симметричного вибратора 2 и радиус их изгиба выбираются из условия возбуждения ими в волноводе электромагнитной волны с круговой поляризацией. Расстояние между задней (закорачивающей) стенкой волновода и вибратором выбирается из условия синфазного сложения прямой и отраженной от задней стенки волн и равно, при мерно 0,25 АЛ (Лх-длина волны в волноводе). Противофазное возбуждение плеч вибратора 2 от электромагнитной волны, распространяющейся в коаксиальном фидере 3 осуществляется с помощью симметрирующих четвертьволновых щелей (4). Во внутренней полости фидера применяют любое согласующее устройство, например четвертьволновый трансформатор. Участок регулярного волновода от вибратора до выходного излучающего раскрыва служит для формирования однородного поля.

Излучатель работает следующим образом.

Излучатель подключается к генератору с помощью радиочастотного кабеля, по которому высокочастотная энергия подается на вход излучателя и распространяется по жесткому коаксиальному фидеру 3. Эта энергия через четвертьволновые щели 4 возбуждает вибраторы 2. Электрические вибраторы

скоростью, определяемой несущей частотой, а прогрев ткани пропорционален величине усредненного во времени потока электромагнитной энергии.

Использование предлагаемого излучате- 35 ля позволяет уменьщить значения коэффициента стоячей волны (Кету) за счет ослабления отраженной от раскрыва волны. Если обозначить коэффициент отражения от возбуждающего вибратора через Г, а коэффициент отражения от раскрыва через Р, то Kciy

40

45

на входе излучателя равен

V1-FP+ г

„ V T p4для линейной поляризации; К,„ - li±P±ri

- C 7xp--

ДЛЯ круговой поляризации.

в таблице приведены сравнительные данные при ,1 для КОТУ и соответствующих им потерь (t/J.

50

55

2 в свою очередь возбуждают электромагнитные волны в отрезке круглого волновода 1. Так как вибраторы 2 изогнуты по окружности, то протекающий по ним высокочастотный ток возбуждает в волноводе электромагнитную волну с круговой поляризацией. Направление вращения электромагнитного поля определяется направлением изгиба плеч симметричного вибратора. Если прямая волна имеет левое вращение, то отраженная от раскрыва волна имеет правое вращение. Поэтому, в силу свойств электромагнитных волн с круговой поляризацией, первичная отраженная волна не возбуждает в фидере обратную волну, т. е. имеет место

ризационной развязки (ослабление реакции отражений от раскрыва) зависит от коэффициента эллиптичности электромагнитной волны. Если коэффициент эллиптичности равен 1, то соотношение амплитуд обратной и.

эффициента отражения от раскрыва, а в случае линейной поляризации - пропорционально первой степени. Так как коэффициент отражения всегда меньше 1, то при круговой - поляризации имеет место ослабление влияния отражений от раскрыва на входное сопротивление излучателя. Кроме того, при круговой поляризации область погрешностей ткани имеет азимутальную симметрию. Это обусловлено тем, что при круговой полярискоростью, определяемой несущей частотой, а прогрев ткани пропорционален величине усредненного во времени потока электромагнитной энергии.

Использование предлагаемого излучате- 5 ля позволяет уменьщить значения коэффициента стоячей волны (Кету) за счет ослабления отраженной от раскрыва волны. Если обозначить коэффициент отражения от возбуждающего вибратора через Г, а коэффициент отражения от раскрыва через Р, то Kciy

0

5

на входе излучателя равен

V1-FP+ г

„ V T p4для линейной поляризации; К,„ - li±P±ri

- C 7xp--

ДЛЯ круговой поляризации.

в таблице приведены сравнительные данные при ,1 для КОТУ и соответствующих им потерь (t/J.