DEP0006486DA - Vorrichtung zum Einführen von elektromagnetischen oder akustischen Wellen in einen lebenden Körper - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, die die Möglichkeit bietet, elektromagnetische oder akustische Wellen in einen lebenden Körper einzuführen, und zwar derart, dass eine Reflexion der Welle, wie sie normalerweise stets an der Grenzschicht zweier Medien mit verschiedenen physikalischen Faktoren auftritt, praktisch ausgeschlossen sind.

Die genannte Vorrichtung besteht nach der Erfindung aus einer solchen Transformationsschicht, dass sie dem lebenden Körper anliegt und die voneinander abweichenden für die Wellenausbreitung maßgebenden physikalischen Faktoren zwischen dem Körper und dem Ausgangsmedium einander anpassend überbrückt.

Zum Einführen von elektromagnetischen Wellen in einen lebenden Körper wird zweckmäßig eine Tranformationsschicht verwendet, die im Querschnitt so ausgebildet ist, dass sich ihre elektrischen Werte, z.B. ihre Dielektrizitätskonstante, in der Welleneinfallsrichtung von einem etwa jedem des Ausgangsmediums, z.B. der Luft, entsprechenden Wert bis zu einem dem zu beeinflussenden Körper entsprechenden Wert mit hinreichender Genauigkeit ändert.

Beispielsweise kann man eine Transformationsschicht verwenden, deren elektrische Werte, z.B. deren Dielektrizi- tätskonstante, jenen des zu beeinflussenden Körpers entspricht und deren Einstrahlfläche dicht nebeneinander liegende, sich entgegen der Strahlrichtung verjüngende Elemente, wie Spitzen, Pyramiden, Zähne o.dgl., trägt.

Ebenso kann man eine Transformationsschicht verwenden, deren elektrische Werte, z.B. deren Elektrizitätskonstante, wiederum jenen des zu beeinflussenden Körpers entsprechen, deren Porosität jedoch in der Welleneinfallsrichtung so abgestuft ist, dass der Durchschnittswert z.B. ihrer Dielektrizitätskonstanten an ihrer Welleneinfallsfläche jenem der Dielektrizitätskonstanten des Ausgangsmediums angepasst ist.

Schließlich kann man die Transformationsschicht aber auch aus mehreren Einzelschichten zweier in ihrer Aufeinanderfolge miteinander abwechselnder Stoffe zusammensetzen, deren elektrische Werte, z.B. deren Elektrizitätskonstante, jenen je eines der einander angepassten Medien entsprechen, wobei die Stärke der Schichten des einen Stoffs in der Welleneinfallsrichtung zu- und die des anderen Stoffs in der entgegengesetzten Richtung abnimmt.

Sollen in einem lebenden Körper akustische Wellen eingeführt werden, so kommt nach der Erfindung eine Transformationsschicht zur Anwendung, die eine Anpassung der aus Fortpflanzungsgeschwindigkeit und Dichte resultierenden Schallhärten zwischen den einander anzugleichenden Medien bewirkt.

In jedem Fall ist es zweckmäßig, die Veränderung des die Anpassung zwischen den beiden Medien bedingenden Faktors

(<Nicht lesbar>) über den Querschnitt der Transformationsschicht exponentiell zu wählen.

In der Zeichnung sind einige als Beispiele dienende Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Dabei ist jeweils als Vertreter der elektrischen Faktoren die Dielektrizitätskonstante gewählt.

Figur 1 zeigt eine Transformationsschicht, die im Querschnitt sägezahnförmig ausgebildet ist, während sie nach der in Figur 2 schaubildlich und in Figur 3 in Draufsicht dargestellten anderen Ausführungsform auf ihrer Welleneinfallsfläche eine große Anzahl dicht nebeneinander liegender pyramidenförmiger Ansätze aufweist. Gemäß Figur 4 besteht eine Transformationsschicht aus einem Stoff, dessen Porosität kontinuierlich abnimmt.

Der Stoff dieser drei Arten von Transformationsschichten hat eine Dielektrizitätskonstante, deren Wert jenem des zu beeinflussenden Körpers mit hinreichender Genauigkeit entspricht. Infolge des sich nach einer Richtung hin verringernden Massequerschnitts jeder dieser Transformationsschichten nimmt jedoch der Durchschnittswert ihrer Dielektrizitätskonstanten fortlaufend ab und erreicht an der dem Ausgangsmedium entgegenzurichtenden Oberfläche, die durch die eigenartige Querschnittsform oder durch die Porosität verringert ist, praktisch den Wert, der jedem des Ausgangsmediums entspricht.

In Figur 5 ist eine weitere Ausführungsform der neuen Transformationsschicht dargestellt. Sie ist aus mehreren Einzelschichten zweier in ihrer Aufeinanderfolge miteinander ab- wechselnder Stoffe zusammengestzt, deren Dielektrizitätskonstanten je einer der einander anzupassenden Medien entsprechen. Die Stärken der Schichten des einen Stoffs nehmen dabei in der Welleneinfallsrichtung zu, während die Schichtstärken des anderen Stoffs in der entgegengesetzten Richtung abnehmen.

Bei den dargestellten Beispielen ist eine Bemessung des Querschnitts,bzw. der Porosität der einzelnen Schichten, über den Gesamtquerschnitt der Transformationsschicht so gewählt, dass sich über diesen der Wert der Dielektrizitätskonstanten exponentiell verändert. Grundsätzlich ist dies für das in Figur 5 dargestellte Beispiel schematisch im Diagramm Figur 6 gezeigt. Aus ihm ist zu ersehen, dass die Dielektrizitätskonstante des einen Stoffs exponentiell in umgekehrter Weise über den Querschnitt der Transformationsschicht verläuft wie jene des anderen Stoffs.

Alle diese Transformationsschichten, die gemäß den Figuren 7, 8 und 9 in Form, beispielsweise von Binden, Deckplatten, Kleidungsstücken o.dgl. ausgebildet sein können, nehmen eine einfallende hochfrequente Welle auf, um sie praktisch reflektionsfrei in einen damit abgedeckten Körperteil überzuführen.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Einführen von elektromagnetischen oder akustischen Wellen in einen lebenden Körper, gekennzeichnet durch eine solche Transformationsschicht, dass sie dem Körper anliegt und die voneinander abweichenden für die Wellenausbreitung maßgebenden physikalischen Faktoren zwischen dem Körper und dem Ausgangsmedium einander anpassend überbrückt.

2. Vorrichtung zum Einführen von elektromagnetischer Wellen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transformationsschicht im Querschnitt so ausgebildet ist, dass sich ihre elektrischen Werte, z.B. die Dielektrizitätskonstante, in der Welleneinfallsrichtung von einem, etwa jenem des Ausgangsmediums, z.B. der Luft, entsprechenden Werte bis zu einem dem zu beeinflussenden Körper entsprechenden Wert mit hinreichender Genauigkeit ändert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Werte, z.B. die Dielektrizitätskonstante, der Transformationsschicht jener des zu beeinflussenden Körpers entsprechen, und dass die Transformationsschicht auf ihrer Einstrahlfläche dicht nebeneinander liegende, sich entgegen der Strahlrichtung verjüngende Elemente, wie Spitzen, Pyramiden, Zähne o.dgl. trägt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Werte, z.B. die Dielektrizitätskonstante, der Transformationsschicht jener des zu beeinflussenden Körpers entsprechen, und dass die Porosität der Transfor- mationsschicht in der Welleneinfallsrichtung kontinuierlich so abgestuft ist, dass der Durchschnittswert z.B. ihrer Dielektrizitätskonstanten an ihrer Welleneinfallsfläche jenem der Dielektrizitätskonstanten des Ausgangsmediums angepasst ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transformationsschicht aus mehreren Einzelschichten zweier in ihrer Aufeinanderfolge miteinander abwechselnder Stoffe zusammengestzt ist, deren elektrische Werte, z.B. deren Dielektrizitätskonstanten, jenen je eines der einander anzupassenden Medien entsprechen, wobei die Stärke der Schichten des einen Stoffes in der Welleneinfallsrichtung zu und die des anderen Stoffes in der entgegengesetzten Richtung abnimmt.

6. Vorrichtung zum Einführen akustischen Wellen nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Transformationsschicht, die eine Anpassung der aus Fortpflanzungsgeschwindigkeit und Dichte resultierenden Schallhärten zwischen den auszugleichenden Medien bewirkt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung des die Anpassung zwischen den beiden Medien bedingenden Faktors (<Nicht lesbar>) über den Querschnitt der Transformationsschicht exponentiell verläuft.