CN102247655B - 一种聚能型矩形波导辐射器组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于人体组织微波热疗的微波辐射器，尤其是涉及一种聚能型矩形波导辐射器组，属微波物理治疗技术领域。该矩形波导辐射器组包括4个标准口径915MHz矩形波导辐射器。每个矩形波导辐射器口面的长边具有一定曲率的凹面形状。矩形波导辐射器组中的4个矩形波导辐射器采用“H”形排列或“田”字形排列。由于每个矩形波导辐射器口面的长边设计成具有一定曲率的凹面形状，使之成为一个凹面透镜，从而在每个矩形波导辐射器口面的长度方向可以形成聚能效应。由于矩形波导辐射器组口面可以形成具有一定曲率的近似二次曲面的凹透镜形状，使得整个矩形波导辐射器组口面也可以形成聚能效应。

Description

一种聚能型矩形波导辐射器组

技术领域

本发明涉及一种用于人体组织微波热疗的微波辐射器，尤其是涉及一种聚能型矩形波导辐射器组，属微波物理治疗技术领域。

背景技术

目前在微波物理治疗技术领域，用于人体组织微波热疗的微波辐射器，对915MHz工作频率来说，空心矩形波导标准尺寸为220×110左右，而空心圆形波导尺寸为220左右，对于局部临床应用来说这样的口径尺寸显然是合适的，而对于区域性热疗来说，这样的口径尺寸偏小，因此需要扩大波导辐射器的口径尺寸。目前，用于人体组织区域性热疗的915MHz波导辐射器，或是采用角锥喇叭（用于矩形波导），或是采用圆锥喇叭（用于圆形波导），均是将波导端面整体扩充成喇叭天线，从而增加波导辐射器的口径尺寸，扩大辐射器的加热区域范围。但是，对于传统的大口径915MHz喇叭天线来说，用于区域性热疗时需要的输出功率较大，微波源一般需要采用功率合成技术，功率合成时会有一定的功率损耗，同时提高了对功放的散热要求。而且，单独的喇叭天线使得近场微波能量较多地集中于辐射器口面较小的中心部分，从而整个辐射器口面上功率密度的分布不太均匀。由于只采用单路微波功率输出，辐射器口面上不同区域的功率密度不能单独调节。此外，大口径915MHz喇叭天线的高度尺寸较大，端部口面形状尺寸与人体表面组织形状尺寸也不易吻合，因此临床应用不是很理想。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足之处，提供一种聚能型矩形波导辐射器组。该矩形波导辐射器组包括4个标准口径915MHz矩形波导辐射器。每个矩形波导辐射器口面的长边设计成具有一定曲率的凹面形状。每个矩形波导辐射器通过同轴线分别与微波源的输出端相连接。矩形波导辐射器组中的4个矩形波导辐射器采用“H”形排列或“田”字形排列。由于每个矩形波导辐射器口面的长边设计成具有一定曲率的凹面形状，使之成为一个凹面透镜，从而在每个矩形波导辐射器口面的长度方向可以形成聚能效应。由于矩形波导辐射器组口面可以形成具有一定曲率的近似二次曲面的凹透镜形状，使得整个矩形波导辐射器组口面也可以形成聚能效应。由于矩形波导辐射器组口面形成了近似二次曲面，且相对应的矩形波导辐射器弯曲位置角度可调，使得矩形波导辐射器组口面可以与人体组织的曲率表面较好地吻合。由于矩形波导辐射器组的每个矩形波导辐射器可由独立的微波功率输出通道单独加载，也就是说矩形波导辐射器组可由微波源组或微波功率输出通道组推动。这样，每个矩形波导辐射器的输出功率可以分别调节，从而根据每个矩形波导辐射器加热治疗的不同部位可以选择不同的治疗功率值和温度限值，因此可以改善人体组织内的热场分布。此外，由于微波功率分别输出，不需要最后进行功率合成，因此大大提高了微波源的输出效率，降低了技术、工艺要求和制造成本。同时，也不需使用大功率微波器件，仅用中小功率的功放芯片和吸收负载芯片即可实现高的总功率输出。

本发明是以如下技术方案实现的：一种聚能型矩形波导辐射器组，其特征是：该矩形波导辐射器组包括4个矩形波导辐射器，所述的矩形波导辐射器口面的长边为凹面形状，矩形波导辐射器通过同轴线分别与微波源的输出端相连接，所述的4个矩形波导辐射器采用“H”形排列或“田”字形排列。

所述的采用“H”形排列的矩形波导辐射器组，每个矩形波导辐射器的输入端分别位于矩形波导辐射器组的4个外侧面，左右两端的两个矩形波导辐射器分别以口面内侧长边为轴旋转一角度，使矩形波导辐射器口面在矩形波导辐射器组长边形成弯曲的凹面形状；中间上下两端的两个矩形波导辐射器分别以口面内侧长边为轴旋转一角度，使矩形波导辐射器口面在矩形波导辐射器组短边形成倒“V”字形状，从而使矩形波导辐射器组口面形成可调的近似二次曲面的凹透镜形状。

所述的采用“田”字形排列的矩形波导辐射器组，每个矩形波导辐射器的输入端位于矩形波导辐射器组的外侧面，左右两边各2个矩形波导辐射器分别以口面内侧短边为轴旋转一角度，使矩形波导辐射器口面在矩形波导辐射器组长边形成弯曲的凹面形状；上下两边各2个矩形波导辐射器分别以口面内侧长边为轴旋转一角度，使矩形波导辐射器口面在矩形波导辐射器组短边形成倒“V”字形状，从而使矩形波导辐射器组口面形成可调的近似二次曲面的凹透镜形状。

本发明的优点是：该矩形波导辐射器组中，由于每个矩形波导辐射器口面的长边设计成具有一定曲率的凹面形状，使之成为一个凹面透镜，从而在每个矩形波导辐射器口面的长度方向可以形成聚能效应。由于矩形波导辐射器组口面可以形成具有一定曲率的近似二次曲面的凹透镜形状，使得整个矩形波导辐射器组口面也可以形成聚能效应。由于矩形波导辐射器组口面形成了近似二次曲面，且相对应的矩形波导辐射器弯曲位置角度可调，使得矩形波导辐射器组口面可以与人体组织的曲率表面较好地吻合。由于矩形波导辐射器组的每个矩形波导辐射器可由独立的微波功率输出通道单独加载，也就是说矩形波导辐射器组可由微波源组或微波功率输出通道组推动。这样，每个矩形波导辐射器的输出功率可以分别调节，从而根据每个矩形波导辐射器加热治疗的不同部位可以选择不同的治疗功率值和温度限值，因此可以改善人体组织内的热场分布。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明：

图1为采用“H”形排列的矩形波导辐射器组结构示意图：

图2为采用“田”字形排列的矩形波导辐射器组结构示意图：

图3为单个矩形波导辐射器口面的结构示意图：

图4为“H”形排列矩形波导辐射器组口面在矩形波导辐射器组长边形成的凹面结构示意图：

图5为“H”形排列矩形波导辐射器组口面在中间两个矩形波导辐射器短边形成的倒“V”字形状结构示意图：

图6为“田”字形排列矩形波导辐射器组口面在矩形波导辐射器组长边形成的凹面形状结构示意图：

图7为矩形波导辐射器组口面形成可调的近似二次曲面的凹透镜形状结构示意图：

图中：1、矩形波导辐射器，2、输出端，3、矩形波导辐射器口面。

具体实施方式

如图所示：一种聚能型矩形波导辐射器组，该矩形波导辐射器组包括4个矩形波导辐射器1，所述的矩形波导辐射器口面3的长边为凹面形状，矩形波导辐射器通过同轴线分别与微波源的输出端2相连接，所述的4个矩形波导辐射器采用“H”形排列或“田”字形排列。

所述的采用“H”形排列的矩形波导辐射器组，每个矩形波导辐射器的输入端分别位于矩形波导辐射器组的4个外侧面，左右两端的两个矩形波导辐射器分别以口面内侧长边为轴旋转一角度，使矩形波导辐射器口面在矩形波导辐射器组长边形成弯曲的凹面形状；中间上下两端的两个矩形波导辐射器分别以口面内侧长边为轴旋转一角度，使矩形波导辐射器口面在矩形波导辐射器组短边形成倒“V”字形状，从而使矩形波导辐射器组口面形成可调的近似二次曲面的凹透镜形状。

所述的采用“田”字形排列的矩形波导辐射器组，每个矩形波导辐射器的输入端位于矩形波导辐射器组的外侧面，左右两边各2个矩形波导辐射器分别以口面内侧短边为轴旋转一角度，使矩形波导辐射器口面在矩形波导辐射器组长边形成弯曲的凹面形状；上下两边各2个矩形波导辐射器分别以口面内侧长边为轴旋转一角度，使矩形波导辐射器口面在矩形波导辐射器组短边形成倒“V”字形状，从而使矩形波导辐射器组口面形成可调的似二次曲面的凹透镜形状。

综上所述，矩形波导辐射器组不论采用“H”形排列或“田”字形排列，均可以使矩形波导辐射器组口面形成可调的具有一定曲率的近似二次曲面的凹透镜形状，从而使整个矩形波导辐射器组口面也可以形成一定的聚能效应，并且可与人体组织表面较好地吻合。

Claims (3)

1.一种聚能型矩形波导辐射器组，其特征是：该辐射器组由采用“H”形或“田”字形排列的4个标准口径的矩形波导辐射器组成，每个矩形波导辐射器的长边为凹面形状，整个矩形波导辐射器组的口面为可调的具有一定曲率的近似二次曲面的凹透镜形状。

2.根据权利要求1所述的一种聚能型矩形波导辐射器组，其特征是：所述的采用“H”形排列的矩形波导辐射器组，每个矩形波导辐射器的输入端分别位于矩形波导辐射器组的4个外侧面，左右两端的两个矩形波导辐射器分别以口面内侧长边为轴旋转一角度，使矩形波导辐射器口面在矩形波导辐射器组长边形成弯曲的凹面形状；中间上下两端的两个矩形波导辐射器分别以口面内侧长边为轴旋转一角度，使矩形波导辐射器口面在矩形波导辐射器组短边形成倒“V”字形状，从而使矩形波导辐射器组口面形成可调的近似二次曲面的凹透镜形状。

3.根据权利要求1所述的一种聚能型矩形波导辐射器组，其特征是：所述的采用“田”字形排列的矩形波导辐射器组，每个矩形波导辐射器的输入端位于矩形波导辐射器组的外侧面，左右两边各2个矩形波导辐射器分别以口面内侧短边为轴旋转一角度，使矩形波导辐射器口面在矩形波导辐射器组长边形成弯曲的凹面形状；上下两边各2个矩形波导辐射器分别以口面内侧长边为轴旋转一角度，使矩形波导辐射器口面在矩形波导辐射器组短边形成倒“V”字形状，从而使矩形波导辐射器组口面形成可调的近似二次曲面的凹透镜形状。

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