DE1130534B

DE1130534B - Stabstrahler fuer medizinische Behandlungszwecke

Info

Publication number: DE1130534B
Application number: DEP24791A
Authority: DE
Inventors: Ole Scholz; Dipl-Ing Fritz Poetzl
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1960-04-08
Filing date: 1960-04-08
Publication date: 1962-05-30

Description

Stabstrahler für medizinische Behandlungszwecke Bei Wellenlängen von mehreren Zentimetern oder etwa einem Dezimeter lassen sich Stabstrahler mit verhältnismäßig kleinen Abmessungen bauen, so daß sie insbesondere zurKörperhöhlenbehandlung vorteilhaft verwendbar sind. Die bisher bekannten Stabstrahler für medizinische Zwecke haben jedoch den Nachteil, daß sie bezüglich der Feldverteilung und der abzustrahlenden Energie nicht den von der medizinischen Seite her zu stellenden Anforderungen genügen, sei es, daß die Feldverteilung ungeeignet ist, sei es, daß die Anpassung schlecht und damit der Wirkungsgrad unvorteilhaft ist.
Um diese Nachteile zu beseitigen, wird ein Stabstrahler vorgeschlagen, der gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß er aus einem koaxialen Leitungsstück niedrigen Wellenwiderstandes und einer elektrischen Länge mindestens einer Welle mit zirkular auf dem Außenleiter vorgesehenen Schlitzen mit vorzugsweise ungleichförmigem gegenseitigem Abstand bzw. einem spiralförmigen Schlitz mit vorzugsweise ungleichförmiger Steigung besteht.
Ein Vorteil des neuen Stabstrahlers liegt darin, daß sowohl bei unbelastetem Strahler als auch mit anliegender Belastung im gewünschten Bereich eine Welligkeit von 2 nicht wesentlich überschritten wird.
Für die meisten Anwendungen wird es am zweckfäßigsten sein, eine in Mitte gleichmäßige Strahlungsleistung in Längsrichtung und in zirkularer Richtung anzustreben. Die Strahlerelemente, die gemäß der Erfindung Schlitze gleichbleibender Abmessungen sind, folgen dann zum Ende hin dichter aufeinander und sind gleichmäßig über den Umfang verteilt, derart, daß die jeweils benachbarten Schlitze um einen bestimmten Winkel gegeneinander verdreht sind. Es ist auch möglich, rings um den Umfang des Außenleiters verlaufende Schlitze mit gegenseitigen Abständen entsprechend der gewünschten Feldverteilung vorzusehen. Gegebenenfalls kann an Stelle der einzelnen Schlitze ein spiralförmiger Schlitz vorgesehen werden, dessen differentielle Steigung sich nach der gewünschten Feldverteilung richtet.
Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele des neuen Stabstrahlers dar. Es zeigt Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Stabstrahler, Fig. 2 a eine Draufsicht sowie eine Anordnung der Schlitze, Fig. 2 b bis 2 c eine schematische Schlitzverteilung, Fig. 3 einen Stabstrahler -mit Schutzhülle, Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Stabstrahlers.
Nach Fig. 1 besteht der Stabstrahler aus einem Innenleiter 1 und einem Außenleiter 2, zwischen denen ein dielektrisches Material 3 höherer Dielektrizitätskonstante liegt. Mit dieser dielektrischen Ausfüllung zwischen Innen- und Außenleiter wird die elektrische Länge vergrößert, und somit werden bessere Anregungsbedingungen hinsichtlich der Strahlung der Schlitze erreicht. Um eine Grunddämpfung und damit eine geringere Welligkeit bei unbelastetem Strahler zu erhalten, kann man ein bei der angewendeten Wellenlänge verlustbehaftetes Dielektrikum, z. B. auf der Basis der Phenolharze, wählen. Das Verbindungsstück 4 zwischen Strahler und Kabel 5 ist mit einem Flansch 4' versehen, an dem sich eine dickere oder dünnere Schutzhülle 6 (Fig. 3) befestigen läßt. Zugkräfte werden dann an die Hülle 6 weitergegeben. Der Strahler 1, 2, 3 selbst bleibt mechanisch entlastet.
Die Schlitze 7, 7', 7" nehmen etwa die Hälfte des Umfangs des Außenleiters 2 ein und sind jeweils um 1200 gegeneinander versetzt, wie in Fig. 2 a angedeutet. Die Verteilung der Schlitze auf dem Außenleiter ist im vorliegenden Fall so gewählt, wie Fig. 2 c zeigt, daß der gegenseitige Abstand der Schlitze nach der Spitze des Strahlers zu immer kleiner wird, wobei zwei benachbarte Schlitze jeweils um 1200 gegeneinander verdreht sind, wie in Fig. 2 b angedeutet ist.
Wie erwähnt, können auch rings um den Umfang des Außenleiters verlaufende Schlitze mit gegenseitigen Abständen entsprechend der gewünschten Feldverteilung vorgesehen werden. Gegebenenfalls kann an Stelle der einzelnen Schlitze ein spiralförmiger Schlitz vorgesehen werden, dessen differentielle Steigung sich nach der gewünschten Feldverteilung richtet.
Die Transformation auf den höheren Wellenwiderstand des Kabels 5 erfolgt durch einen in Fig. 1 erkennbaren Transformator 8 mit kegelförmiger Ausbildung des Dielektnkums 3. Mit zunehmender Schlitzdichte sinkt der Wellenwiderstand im Strahlerrohr. Vorteilhafterweise wird die Schlitzbreite etwa zu einem Fünftel des geringsten gegenseitigen Abstandes der Schlitze gewählt. Die Verteilung der Schlitze kann je nach den gewünschten Feldverteilungsbedingungen auch eine andere sein als die beschriebene, z.B. nach der Spitze abnehmender gegenseitiger Abstand der Schlitze oder gar ein gleichförmiger Abstand der Schlitze.
Der Strahler ist am Ende mittels einer Scheibe 9 kapazitiv abgeschlossen, und zwar befindet sich zwischen dem Außenleiter 2 und dem metallischen Abschlußstück 10 eine Scheibe 9 aus dielektrischem Material, deren Dicke d zur elektrischen Anpassung des Strahlers verändert werden kann. Die Anpassung zwischen Strahler und Kabel 5 läßt sich weiter durch Anderung des Abstandes 11 beeinflussen. Wählt mand)0, so verschieben sich die Minima des Refiexionsfaktors.
Eine andere Möglichkeit der Anpassung zwischen Strahler und Kabel ist in Fig. 4 angegeben. An Verbindungsstück 4 schließt sich ein Leitungsstück an, in dem der Innenleiter 1' mit Gewinde versehen ist. Die Anpassung hängt hier von der Entfernung der beiden Sechskantmuttern 12, 12' ab. Bei dieser Ausführung ist eine zusätzliche Abgleichmöglichkeit nicht erforderlich. Innenleiter 1 und Außenleiter 2 sind deshalb am Ende des Strahlers miteinander verbunden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Stabstrahler für medizinische Behandlungszwecke im kurzen Dezimeter- bzw. Zentimeterwellengebiet, gekennzeichnet durch ein koaxiales Leitungsstück niedrigen Wellenwiderstandes und einer elektrischen Länge mindestens einer Welle mit zirkular auf dem Außenleiter vorgesehenen Schlitzen mit vorzugsweise ungleichförmigem gegenseitigem Abstand bzw. einem spiraltörmigen Schlitz mit vorzugsweise ungleichförmiger Steigung.
2. Stabstrahler nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß der Raum zwischen Innenleiter und Außenleiter mit einem Material höherer Dielektrizitätskonstante angefüllt ist.
3. Stabstrahler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material höherer Dielektrizitätskonstante verlustbehaftet ist.
4. Stabstrahler nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze jeweils einen Teil des Umfangs des Außenleiters einnehmen und jeweils um einen bestimmten Winkel gegeneinander versetzt sind.
5. Stabstrahler nach Anspruchl oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze zirkular um den Gesamtumfang des Außenleiters verlaufen.
6. Stabstrahler nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitigen Abstände der Schlitze nach einer der gewünschten Feldverteilung entsprechenden Funktion angeordnet sind.
7. Stabstrahler nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitigen Abstände der Schlitze nach der Spitze des Strahlers abnehmen.
8. Stabstrahler nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die differentielle Steigung des spiralförmigen Schlitzes nach einer der gewünschten Feldverteilung entsprechenden Funktion verläuft.
9. Stabstrahler nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der spiralförmige Schlitz eine abnehmende Steigung besitzt.
10. Stabstrahler nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabstrahler von einer Schutzhülle aus einem dielektrischen Material umgeben ist.
11. Stabstrahler nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kabelanschluß und Stabstrahler ein Transformationsglied in Form eines kegelförmig zulaufenden Teils des zwischen Innen- und Außenleiter liegenden Dielektrikums vorgesehen ist.
12. Stabstrahler nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kabelanschluß und Stabstrahler ein Transformationsglied in Form zweier Muttern vorgesehen ist, die auf dem mit Gewinde versehenen Innenleiter einstellbar sind.