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Stabförmiger Strahler für die, Hochfrequenzbehandlung Die Erfindung
betrifft einen stabförmigen Strahler für die Hochfrequenzbehandlung von Körperhöhlen
im Dezimeter- oder Zentimeterwellenbereich, der aus einer an einem Ende erregten
und an dem anderen Ende offenen oder kurzgeschlossenen konzentrischen Leitung besteht,
die einen wenigstens mit einem sich in axialer Richtung erstreckenden Längsschlitz
versehenen, von einer Schutzhülle aus dielektrischem Material umgebenen Außenleiter
und einen als Wendel ausgebildeten Innenleiter besitzt. Dieser Strahler ist zum
Einführen in Körperhöhlen bestimmt und soll in dem umgebenden Gewebe eine Erwärmung
hervorrufen.
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Zur Körperhöhlenbehandlung mit Mikrowellen sind bereits stab- oder
stielförmige Strahler verschiedenartiger Ausführungen vorgeschlagen und bekanntgeworden.
So wird beispielsweise seit längerer Zeit ein Strahler benutzt, der die Form eines
an einem Ende durch einen Dipol erregten Stabes aus keramischem Material aufweist.
Derartige keramische Stielstrahler haben den Nachteil, daß die in das umgebende
Gewebe abgegebene Energie von dem gespeisten Ende aus längs des Strahlers sehr schnell
abnimmt, da die Feldverteilung in Längsrichtung des Strahlers sehr ungleichmäßig
ist. Außerdem sind solche keramischen Stielstrahler schwer herzustellen und leicht
zerbrechlich.
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Es sind ferner stabförmige Strahler vorgeschlagen worden, die die
Form eines konzentrischen Leitungsstückes besitzen, das an einem Ende mit der Hochfrequenzenergie
gespeist wird und an dem anderen, freien Ende entweder offen oder kurzgeschlossen
sein kann. In dem Außenleiter des Leitungsstückes sind entweder Umfangs schlitze
mit gleichförmigen oder ungleichförmigen Abständen oder spiralförmige Schlitze angebracht,
durch die die Strahlung in das Gewebe eintreten kann.
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Auch bei diesen Strahlern ist eine gleichmäßige Feldverteilung und
Energieabgabe über die Länge des Strahlers schwer zu erreichen. Sowohl die quer
zur Achse des Strahlers verlaufenden Schlitze als auch das offene oder kurzgeschlossene
Ende der Leitung stellen Stoßstellen dar, die zu stehenden Wellen auf der Leitung
führen. Durch ein geeignetes Dielektrikum zwischen Innenleiter und Außenleiter kann
man die Stehwellenlänge zwar verkürzen, jedoch gelingt es auf diese Weise nur, die
Stehwellenlänge auf höchstens die Hälfte der Luftwellenlänge zu bringen.
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Bekannt ist es auch, bei derartigen Strahlern an den Querschlitzen
auch noch von diesen ausgehende kurze Längsschlitze anzubringen. Diese dienen aber
nur zur Verbesserung der Anpassung des von den
Querschlitzen gebildeten Widerstandes
an den Wellenwiderstand der den Strahler bildenden Koaxialleitung, bringen aber
keine gleichmäßige Feldverteilung in axialer Richtung.
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Zum Trocknen und Verleimen von Holz mittels Hochfrequenzwärme ist
auch schon ein Strahler vorgeschlagen worden, der nach Art einer Koaxialleitung
aufgebaut ist und einen wendelförmigen Innenleiter sowie einen mit einem breiten
Längsschlitz versehenen Außenleiter besitzt. Dieser bekannte Strahler erzeugt genauso
wie ein koaxialer Strahler mit geradem Innenleiter eine sehr ungleichmäßige Feldverteilung
in axialer Richtung und ist deshalb für die Behandlung von Körperhöhlen nicht geeignet.
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Dasselbe gilt auch für eine bekannte Vorrichtung zum Trocknen des
Haares durch Hochfrequenzwärme, die aus einer in Form einer gleichmäßig gewickelten
Wendel gestalteten Verzögerungsleitung besteht.
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Bei allen bisherigen Ausführungen der stabförmigen Strahler gelingt
es somit nicht, die Feld- und Energieverteilung in dem gewünschten Maße so zu beeinflussen,
daß das die Körperhöhle umgebende Gewebe in Längsrichtung des Strahlers gleichmäßig
erwärmt wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen stabförmigen Strahler,
der aus einer an einem Ende erregten und an dem anderen Ende offenen oder kurzgeschlossenen
konzentrischen Leitung besteht, die einen wenigstens mit einem sich in axialer Richtung
erstreckenden Längsschlitz versehenen, von einer Schutzhülle aus dielektrischem
Material umgebenen Außenleiter und einen als Wendel ausgebildeten Innenleiter besitzt,
derart zu verbessern, daß er ganz nach Wunsch entweder über seine gesamte Länge
eine praktisch konstante Energie abstrahlt oder eine bestimmte vorgegebene Energieverteilung
längs
seiner Achse aufweist. Der letztere Fall kann besonders dann wichtig sein, wenn
bestimmte Gewebestellen der Körperhöhle besonders intensiv bestrahlt werden sollen.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Form des
Längsschlitzes des Außenieiters und/oder die Ausbildung der Wendel des Innenleiters
so gewählt ist, daß eine gleichmäßige Feldverteilung in axialer Richtung erzielt
ist.
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Nach der Erfindung läßt sich also die Feldverteilung in axialer Richtung
gleichmäßiger gestalten oder in einer sonstigen gewünschten Weise beeinflussen,
indem man den Längsschlitz bzw. die Längsschlitze sowie die als Innenleiter dienende
Wendel entsprechend ausbildet. Beispielsweise kann sich die Breite des Längsschlitzes
oder der Längsschlitze in axialer Richtung ändern, etwa von einem Ende zum anderen
Ende des Strahlers kontinuierlich oder stufenweise zunehmen.
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Auch die Steigung und/oder der Durchmesser der als Innenleiter dienenden
Wendel können sich in axialer Richtung des Strahlers ändern, um der Feldverteilung
einen gewünschten Verlauf zu geben.
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Schließlich besteht noch die Möglichkeit, in den Innenraum der Wendel
einen metallischen Kern einzubringen, der sich wenigstens über einen Teil der Wendel
in deren Längsrichtung erstreckt und ebenfalls zur Erzielung eines vorgegebenen
Feldverlaufes dient.
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Um die abgegebene Energie gleichmäßig über den Umfang des Strahlers
zu verteilen, ist es empfehlenswert, den Außenleiter mit wenigstens zwei diametral
gegenüberliegenden Längsschlitzen zu versehen. Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform
weist der Außenleiter vier um je 900 gegeneinander versetzte Längsschlitze auf.
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Die Verwendung einer Wendel als Innenleiter hat den Vorzug, daß man
durch die Wahl einer geeigneten Steigung der Wendel die Stehwellenlänge in axialer
Richtung beliebig klein machen kann und daß sich durch die von der Wendel hervorgerufene
Feldverzerrung die Möglichkeit ergibt, die Schlitze im Außenleiter als Längsschlitze
auszubilden, die keine schädlichen Stoßstellen auf der Leitung verursachen.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Zeichnung hervor,
in der zwei Ausführungsbeispiele des Strahlers gemäß der Erfindung dargestellt sind.
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In der Zeichnung ist Fig. 1 ein Längsschnitt gemäß der Schnittlinie
1-1 in F i g. 2 einer ersten Ausführungsform des Strahlers, F i g. 2 ein Querschnitt
gemäß der Schnittlinie II-II in F i g. 1 derselben Ausführungsform und Fig. 3 ein
Einzelteil einer zweiten Ausführungsform im Längsschnitt.
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Der in den F i g. 1 und 2 dargestellte stabförmige Strahler hat die
Form eines konzentrischen Leitungsstückes mit einem rohrförmigen Außenleiter 1 und
einem Innenleiter 3, der die Gestalt einer aus Draht gewickelten Wendel besitzt.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Außenleiter 1 mit vier Längsschlitzen
2 versehen, die um je 900 gegeneinander versetzt sind und den Austritt der Strahlung
gestatten.
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An dem einen Ende des Strahlers ist eine Steckvorrichtung 5 angebracht,
mit deren Hilfe der Strahler mit einem die Hochfrequenzenergie zuführenden Kabel
verbunden werden kann. In das andere, freie
Ende des Strahlers ist ein ungefähr T-förmiges
Abschlußstück 4 eingesetzt, das gleichzeitig zur Halterung des freien Endes des
wendelförmigen Innenleiters 3 dient, wie in F i g. 1 zu erkennen ist. Dieses Abschlußstück4
besteht aus einem isolierenden dielektrischen Material, wenn das freie Ende des
als Strahler wirkenden Leitungsstückes offen sein soll.
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Will man jedoch das freie Ende des Strahlers kurzschließen, so wird
das Abschlußstück 4 in Metall ausgeführt. Der gesamte Strahler ist, wie üblich,
mit einer Schutzhülle 8 aus dielektrischem Material umgeben.
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Statt eines Abschlußstückes 4, das entweder ganz aus Isoliermaterial
oder ganz aus Metall besteht, kann man auch ein Abschluß stück für den Strahler
verwenden, wie es etwa in Fig. 3 gezeigt ist. Hiernach besteht das Abschluß stück
aus einem etwa rohrförmigen Körper 7 aus Isoliermaterial, in den ein metallischer
Kern 6 hineingeschoben ist. Der rohrförmige Körper 7 dient wiederum zur Halterung
des freien Endes der Wendel 3, so daß das Metallstück 6 einen in das Ende der Wendel
3 eintauchenden Kern bildet.
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Der Kopf des Metallstückes 6 kann je nach Wunsch so geformt sein,
daß er beim Einsetzen des Abschluß stückes in den Außenleiter 1 entweder mit diesem
metallischen Kontakt hat oder von diesem durch eine ringförmige Schulter des Rohres
7 isoliert ist.
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Bei dem wiedergegebenen Beispiel der Erfindung sind zwar die Breite
der Längsschlitze 2 sowie Steigung und Durchmesser der Innenleiterwendel 3 konstant
über die Längsausdehnung des Strahlers gezeichnet, jedoch soll sich gemäß der Erfindung
mindestens eine dieser drei Größen in axialer Richtung so ändern, daß durch diese
Anderung entweder eine möglichst gleichmäßige oder eine bestimmte, vorgegebene Feld-
oder Energieverteilung in axialer Richtung entsteht.