RU2393892C1 - Apparatus for decimetre-wave therapy - Google Patents
Apparatus for decimetre-wave therapy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2393892C1 RU2393892C1 RU2009119272/14A RU2009119272A RU2393892C1 RU 2393892 C1 RU2393892 C1 RU 2393892C1 RU 2009119272/14 A RU2009119272/14 A RU 2009119272/14A RU 2009119272 A RU2009119272 A RU 2009119272A RU 2393892 C1 RU2393892 C1 RU 2393892C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- amplifier
- input
- power
- microwave
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к физиотерапевтическим приборам для лечения электромагнитным полем дециметрового диапазона.The invention relates to medical equipment, namely to physiotherapeutic devices for treatment with an electromagnetic field of the decimeter range.
Известен аппарат для терапии полем дециметровых волн, который содержит автогенератор, блок питания, блок автоматики, излучатель и измеритель мощности [1].A known apparatus for therapy with a decimeter wave field, which contains a self-oscillator, power supply, automation unit, emitter and power meter [1].
Недостатком известного аппарата является нестабильность мощности излучения из-за изменения параметров аппарата вследствие его нагрева в процессе работы и изменение мощности поглощаемой пациентом энергии вследствие отсутствия обратной связи по ее уровню.A disadvantage of the known apparatus is the instability of radiation power due to changes in the parameters of the apparatus due to its heating during operation and a change in the power of energy absorbed by the patient due to the lack of feedback on its level.
Известен также аппарат для дециметровой терапии, который содержит СВЧ-генератор, блок питания, направленный ответвитель, детекторную камеру, измеритель мощности, циркулятор, дополнительный детектор, схему вычитания, формирователь управляющего напряжения и управляемый излучатель [2].A device for decimeter therapy is also known, which contains a microwave generator, a power supply, a directional coupler, a detection chamber, a power meter, a circulator, an additional detector, a subtraction circuit, a control voltage driver and a controlled emitter [2].
Недостатком известного аппарата является нестабильность мощности излучения из-за изменения параметров аппарата вследствие его нагрева в процессе работы и сложность аппарата и излучателя, обусловленная дополнительными элементами для управления излучателем электромагнитных волн.A disadvantage of the known apparatus is the instability of the radiation power due to changes in the parameters of the apparatus due to its heating during operation and the complexity of the apparatus and emitter due to additional elements for controlling the emitter of electromagnetic waves.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является аппарат для ДМВ-терапии, содержащий СВЧ-генератор, подключенный через согласующее устройство и регулирующий аттенюатор к усилителю мощности СВЧ-колебаний, выход которого через развязывающее устройство соединен со входом излучающего устройства, устройство управления выходной мощностью, измеритель уровня выходной мощности, включающий детектор на полупроводниковом диоде и связанный своим входом через индуктивную связь с выходной цепью усилителя СВЧ-колебаний, устройство индикации выходной мощности и блок питания [3, 4].Closest to the invention in technical essence is an apparatus for UHF therapy, comprising a microwave generator connected through a matching device and regulating the attenuator to a microwave power amplifier, the output of which is connected through an isolation device to the input of the radiating device, an output power control device, a meter output power level, including a detector on a semiconductor diode and connected by its input through inductive coupling with the output circuit of the microwave amplifier, device indication of output power and power supply [3, 4].
Недостатком известного аппарата является нестабильность мощности излучения из-за изменения параметров аппарата вследствие его нагрева в процессе работы и сложность, обусловленная наличием в цепи генератора и усилителя СВЧ-сигнала дополнительных согласующего устройства и регулирующего аттенюатора.A disadvantage of the known apparatus is the instability of the radiation power due to changes in the parameters of the apparatus due to its heating during operation and the complexity due to the presence of an additional matching device and a regulating attenuator in the circuit of the generator and amplifier of the microwave signal.
Техническим результатом изобретения являются упрощение конструкции и стабилизация мощности выходного излучения аппарата во всех режимах его работы.The technical result of the invention is to simplify the design and stabilize the power of the output radiation of the apparatus in all modes of operation.
Сущность изобретения заключается в том, что в известном аппарате, содержащем СВЧ-генератор, подключенный через согласующее устройство к усилителю мощности СВЧ-колебаний, выход которого через развязывающее устройство соединен с входом излучающего устройства, устройство управления выходной мощностью, измеритель уровня выходной мощности, включающий детектор на полупроводниковом диоде и связанный своим входом через индуктивную связь с выходной цепью усилителя СВЧ-колебаний, устройство индикации выходной мощности и блок питания, усилитель мощности СВЧ-колебаний выполнен с возможностью регулировки выходной мощности, а в цепь измерителя уровня выходной мощности введены эмиттерный повторитель с отрицательной обратной связью по току, усилитель напряжения с нелинейной передаточной характеристикой, компаратор напряжения, интегратор и согласующий усилитель, причем выход измерителя уровня выходной мощности усилителя СВЧ-колебаний через эмиттерный повторитель соединен со входом усилителя напряжения с нелинейной передаточной характеристикой, выход которого соединен с входом устройства индикации выходной мощности и одним из входов компаратора напряжения, со вторым входом которого соединен выход устройства управления выходной мощностью, а выход компаратора напряжения через интегратор и согласующий усилитель соединен с управляющим входом усилителя мощности СВЧ-колебаний.The essence of the invention lies in the fact that in a known apparatus comprising a microwave generator connected through a matching device to a power amplifier of microwave oscillations, the output of which through an isolation device is connected to the input of a radiating device, an output power control device, an output power level meter including a detector on a semiconductor diode and connected by its input through inductive coupling with the output circuit of the microwave amplifier, an output power indication device and a power supply will amplify The microwave oscillation power is configured to control the output power, and an emitter follower with negative current feedback, a voltage amplifier with a nonlinear transfer characteristic, a voltage comparator, an integrator and a matching amplifier are introduced into the circuit of the output power level meter, and the output of the output power level meter the microwave amplifier through an emitter follower is connected to the input of a voltage amplifier with a non-linear transfer characteristic, the output of which is connected to one of the output power indicating device and one of the inputs of the voltage comparator, with the second input of which the output of the output power control device is connected, and the output of the voltage comparator through an integrator and matching amplifier is connected to the control input of the microwave power amplifier.
Применение управляемого усилителя мощности СВЧ-колебаний, выполненного в интегральном исполнении, упрощает структуру аппарата за счет устранения регулирующего аттенюатора. При нагреве аппарата в разных режимах в результате изменения температуры полупроводниковых структур усилителя мощности СВЧ-колебаний, полупроводникового перехода диода, установленного в детекторе измерителя уровня выходной мощности, и транзистора, использованного в эмиттерном повторителе, изменяется мощность сигнала на выходе усилителя мощности СВЧ-колебаний и, соответственно, напряжение в цепи детектора измерителя уровня выходной мощности. При этом увеличение напряжения на выходе детектора, смещая эмиттерный переход эмиттерного повторителя в прямом направлении, приводит к увеличению тока в цепи эмиттера эмиттерного повторителя. В результате увеличения тока через резистор, установленный в эмиттерной цепи эмиттерного повторителя, возрастает напряжение на нем, которое, смещая эмиттерный переход в обратном направлении, приводит к уменьшению напряжения в цепи измерителя уровня выходной мощности. Этот сигнал после преобразования в цепи обратной связи поступает на управляющий вход усилителя мощности СВЧ-колебаний, что приводит к уменьшению мощности сигнала на его выходе. Применение в цепи обратной связи усилителя напряжения с нелинейной передаточной характеристикой повышает чувствительность схемы измерителя выходной мощности в режиме малого сигнала и уменьшает ее чувствительность при увеличении мощности сигнала на входе детектора уровня выходной мощности аппарата, что также способствует улучшению стабильности работы аппарата в режимах, соответствующих разным уровням выходной мощности. А использование в цепи обратной связи компаратора и интегрирующего устройства обеспечивает динамическое поддержание уровней мощности аппарата около установленных значений в условиях изменения параметров схемы, вызванных изменением рабочих и температурных режимов работы.The use of a controlled microwave power amplifier made in an integrated design simplifies the structure of the apparatus by eliminating the regulatory attenuator. When the apparatus is heated in different modes as a result of changes in the temperature of the semiconductor structures of the microwave power amplifier, the semiconductor junction of the diode installed in the detector of the output power level meter, and the transistor used in the emitter follower, the signal power at the output of the microwave power amplifier is changed and, accordingly, the voltage in the detector circuit of the output power level meter. In this case, an increase in the voltage at the detector output, shifting the emitter follower emitter junction in the forward direction, leads to an increase in the current in the emitter follower emitter circuit. As a result of increasing the current through the resistor installed in the emitter follower emitter circuit, the voltage across it increases, which, shifting the emitter junction in the opposite direction, leads to a decrease in the voltage in the circuit of the output power level meter. This signal after conversion in the feedback circuit is fed to the control input of the microwave power amplifier, which leads to a decrease in the signal power at its output. The use of a voltage amplifier with a nonlinear transfer characteristic in the feedback circuit increases the sensitivity of the output power meter circuit in the small signal mode and decreases its sensitivity with increasing signal power at the input of the device output power level detector, which also improves the stability of the device in modes corresponding to different levels power output. And the use of a comparator and an integrating device in the feedback circuit provides dynamic maintenance of the power levels of the apparatus near the set values under the conditions of changing circuit parameters caused by changes in operating and temperature operating modes.
Сущность изобретения поясняется чертежом.The invention is illustrated in the drawing.
Аппарат для ДМВ-терапии содержит СВЧ-генератор 1, соединенный через согласующее устройство 2 с управляемым усилителем 3 мощности СВЧ-колебаний, который через развязывающее устройство (вентиль) 4 соединен с излучающим устройством 5. Аппарат содержит также измеритель 6 уровня выходной мощности, включающий детектор на полупроводниковом диоде и связанный своим входом через индуктивную связь с выходной цепью усилителя 3 мощности СВЧ-колебаний, устройство 7 управления выходной мощностью, устройство 8 индикации выходной мощности, эмиттерный повторитель 9 с отрицательной обратной связью по току, усилитель 10 напряжения с нелинейной передаточной характеристикой, компаратор 11 напряжения, интегратор 12, согласующий усилитель 13 и блок питания (не показан), причем выход измерителя 6 уровня выходной мощности усилителя 3 СВЧ-колебаний через эмиттерный повторитель 9 соединен с входом усилителя 10 напряжения с нелинейной передаточной характеристикой, выход которого соединен с входом устройства 8 индикации выходной мощности и одним из входов компаратора 11 напряжения, со вторым входом которого соединен выход устройства 7 управления выходной мощностью, а выход компаратора 11 напряжения через интегратор 12 и согласующий усилитель 13 соединен с управляющим входом усилителя 3 мощности СВЧ-колебаний.The apparatus for UHF therapy contains a
Аппарат работает следующим образом.The device operates as follows.
Сигнал установленной частоты с выхода СВЧ-генератора 1 через согласующее устройство 2 (усилитель) поступает на вход управляемого усилителя 3 мощности СВЧ-колебаний, на выходе которого получаем высокочастотный сигнал (напряжение), мощность которого принимает значения, обусловленные управляющим сигналом на входе управления усилителя 3 мощности СВЧ-колебаний, задаваемым напряжением на выходе устройства 7 управления и поступающим на вход управления усилителя 3 мощности СВЧ-колебаний в процессе преобразования по цепи: компаратор 11, интегратор 12 и согласующий усилитель 13. Данная цепь является частью цепи обратной связи в составе измерителя 6 уровня выходной мощности усилителя 3 СВЧ-колебаний, эмиттерного повторителя 9, усилителя 10 напряжения с нелинейной передаточной характеристикой, компаратора 11, интегратора 12 и согласующего усилителя 13. Соответственно, напряжение с выхода усилителя 10 напряжения, функционально связанное с уровнем выходной мощности усилителя 3 СВЧ-колебаний через цепь измерителя 6 уровня выходной мощности усилителя 3 СВЧ-колебаний и эмиттерного повторителя 9, поступает на один из входов компаратора 11 напряжения, где сравнивается с напряжением, подаваемым на его второй вход с выхода устройства 7 управления выходной мощностью аппарата. При включении аппарата напряжение на первом (инвертирующем) входе компаратора 11 напряжения меньше напряжения, подаваемого с выхода устройства 7 управления на его второй (прямой) вход. Поэтому на выходе компаратора 11 получаем положительное напряжение, которое интегрируется интегратором 12. Растущее по экспоненте напряжение с выхода интегратора 12 подается на вход согласующего усилителя 13 (в данном случае эмиттерного повторителя) и далее на управляющий вход управляемого усилителя 3 мощности СВЧ-колебаний. В соответствии с растущим напряжением на управляющем входе усилителя 3 мощности СВЧ-колебаний растет мощность высокочастотного сигнала на его выходе. Соответственно возрастает уровень напряжения на выходе измерителя 6 уровня выходной мощности усилителя 3 СВЧ-колебаний. Данное напряжение поступает на вход эмиттерного повторителя 9, а с его выхода - на вход усилителя 10 напряжения с нелинейной передаточной характеристикой.The signal of the set frequency from the output of the
Усилитель 10 напряжения настроен таким образом, что при низком уровне входного напряжения он имеет большой коэффициент усиления по напряжению, а при высоком уровне входного напряжения - меньший коэффициент усиления по напряжению. Такая настройка повышает чувствительность цепи обратной связи при малом уровне сигнала с измерителя 6 уровня выходной мощности и уменьшает ее при высоком уровне сигнала с измерителя 6 уровня выходной мощности, что способствует точности и стабильности поддержания установленного уровня выходной мощности аппарата. Напряжение с выхода усилителя 10 поступает на первый (инвертирующий) вход компаратора 11 и в момент, когда его уровень превысит уровень напряжения на втором (прямом) входе компаратора 11, происходит переключение компаратора, и на его выходе появляется отрицательное напряжение, которое интегрируется интегратором 12. Убывающее по экспоненте напряжение с выхода интегратора 12 подается на вход согласующего усилителя 13 (в данном случае эмиттерного повторителя) и далее на управляющий вход управляемого усилителя 3 мощности СВЧ-колебаний. В соответствии с убывающим напряжением на управляющем входе усилителя 3 мощности СВЧ-колебаний уменьшается мощность высокочастотного сигнала на его выходе. Соответственно уменьшается уровень напряжения на выходе измерителя 6 уровня выходной мощности усилителя 3 СВЧ-колебаний. Данное напряжение по цепи: эмиттерный повторитель 9, усилитель 10 напряжения поступает на первый (инвертирующий) вход компаратора 11, и в момент, когда его уровень станет меньше уровня напряжения на втором (прямом) входе компаратора 11, происходит очередное переключение компаратора, и на его выходе вновь появится положительное напряжение, которое интегрируется интегратором 12. Аналогично процесс переключения компаратора 11 происходит и дальше. Средний уровень напряжения на выходе интегратора 12 пропорционально связан с уровнем напряжения на выходе устройства 7 управления выходной мощностью аппарата. Таким образом, осуществляется процесс динамического поддержания установленной выходной мощности усилителя 3 СВЧ-колебаний и, соответственно, мощности ДМВ излучения на выходе излучающего устройства 5. Такое регулирование выходной мощности аппарата позволяет стабилизировать ее уровень около установленного значения в условиях изменения параметров схемы, вызванных в частности изменением температурного режима работы усилителя СВЧ-колебаний.The
Еще одним фактором, приводящим к изменению выходной мощности аппарата, является изменение температуры полупроводникового диода, установленного в детекторе измерителя 6 уровня выходной мощности. Увеличение напряжения на выходе детектора 6 в результате нагревания полупроводникового перехода диода смещает эмиттерный переход эмиттерного повторителя 9 в прямом направлении, что приводит к увеличению тока в цепи эмиттера. Соответственно, возрастает напряжение на резисторе, установленном в эмиттерной цепи эмиттерного повторителя 9, которое, смещая эмиттерный переход в обратном направлении, приводит к уменьшению напряжения на выходе эмиттерного повторителя, что компенсирует увеличение сигнала в цепи измерителя уровня выходной мощности.Another factor leading to a change in the output power of the apparatus is a change in the temperature of the semiconductor diode installed in the detector of the
Установленное между усилителем 3 мощности СВЧ-колебаний и излучающим устройством 5 развязывающее устройство (вентиль) 4 устраняет влияние на усилитель 3 волн СВЧ колебаний, отраженных от излучающего устройства 5.A decoupling device (valve) 4 installed between the
Технический результат предложенного аппарата для ДМВ-терапии, обеспечивающий его преимущества по сравнению с известными аналогами и прототипом, заключается в упрощении конструкции и обеспечении стабильной мощности выходного излучения аппарата во всех режимах его работы. Упрощение конструкции достигается за счет интегрального исполнения регулируемого усилителя мощности СВЧ-колебаний и устранения регулирующего аттенюатора. Стабилизация мощности выходного излучения аппарата в различных режимах работы обеспечивается комплексным решением, включающим в себя создание цепи обратной связи в составе измерителя уровня выходной мощности усилителя СВЧ-колебаний, эмиттерного повторителя с отрицательной обратной связью по току, усилителя напряжения с нелинейной передаточной характеристикой, компаратора, интегратора и согласующего усилителя. Средний уровень напряжения на выходе интегратора, подаваемый на управляющий вход усилителя мощности СВЧ-колебаний, пропорционально связан с уровнем напряжения на выходе устройства управления выходной мощностью аппарата, осуществляя процесс динамического поддержания установленной выходной мощности усилителя СВЧ-колебаний и, соответственно, мощности ДМВ излучения на выходе излучающего устройства. При этом компенсация измерений параметров полупроводникового диода в детекторе измерителя уровня выходной мощности усилителя СВЧ-колебаний, обеспеченная использованием эмиттерного повторителя с отрицательной обратной связью по току, позволяет уменьшить погрешность измерения и, соответственно, стабилизировать параметры аппарата. Такое регулирование выходной мощности аппарата позволяет стабилизировать ее уровень около установленных значений в условиях изменения параметров схемы, вызванных изменением рабочих и температурных режимов работы аппарата.The technical result of the proposed apparatus for DMV therapy, which provides its advantages compared with the known analogues and prototype, is to simplify the design and ensure stable output power of the radiation apparatus in all modes of operation. Simplification of the design is achieved due to the integral design of the adjustable power amplifier of microwave oscillations and the elimination of the regulatory attenuator. Stabilization of the output radiation power of the apparatus in various operating modes is ensured by a comprehensive solution, which includes the creation of a feedback circuit as a part of the output power level meter of the microwave amplifier, emitter follower with negative current feedback, voltage amplifier with non-linear transfer characteristic, comparator, integrator and matching amplifier. The average voltage level at the output of the integrator supplied to the control input of the microwave power amplifier is proportionally related to the voltage level at the output of the apparatus’s output power control device, performing the process of dynamically maintaining the installed output power of the microwave oscillator and, accordingly, the UHF radiation output emitting device. In this case, the compensation of measurements of the parameters of the semiconductor diode in the detector of the level meter of the output power of the microwave amplifier, provided by the use of an emitter follower with negative current feedback, allows to reduce the measurement error and, accordingly, stabilize the parameters of the device. Such a regulation of the output power of the apparatus makes it possible to stabilize its level near the established values under the conditions of a change in the circuit parameters caused by a change in the operating and temperature conditions of the apparatus.
Источники информацииInformation sources
1. А.с. СССР №388755, кл. А61N 5/00, 1971 г., Бюл. №29.1. A.S. USSR No. 388755, cl.
2. А.с. СССР №939021, кл. А61N 5/02, 1980 г., Бюл. №24.2. A.S. USSR No.939021, class A61N 5/02, 1980, Bull. Number 24.
3. А.с. СССР №942777, кл. А61N 5/00, 1980 г., Бюл. №26.3. A.S. USSR No. 942777, cl.
4. Аппарат физиотерапевтический переносной «РАНЕТ ДМВ-20-1»: Руководство по эксплуатации БЯ1.540.002 РЭ/ФГУП «Самарский электромеханический завод», 2007.4. Physiotherapeutic portable apparatus "RANET DMV-20-1": Operation manual БЯ1.540.002 РЭ / ФГУП "Samara Electromechanical Plant", 2007.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009119272/14A RU2393892C1 (en) | 2009-05-21 | 2009-05-21 | Apparatus for decimetre-wave therapy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009119272/14A RU2393892C1 (en) | 2009-05-21 | 2009-05-21 | Apparatus for decimetre-wave therapy |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2393892C1 true RU2393892C1 (en) | 2010-07-10 |
Family
ID=42684580
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009119272/14A RU2393892C1 (en) | 2009-05-21 | 2009-05-21 | Apparatus for decimetre-wave therapy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2393892C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU167327U1 (en) * | 2015-12-21 | 2017-01-10 | Публичное акционерное общество "Горьковский завод аппаратуры связи им. А.С. Попова" | Decimeter therapy apparatus |
-
2009
- 2009-05-21 RU RU2009119272/14A patent/RU2393892C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU167327U1 (en) * | 2015-12-21 | 2017-01-10 | Публичное акционерное общество "Горьковский завод аппаратуры связи им. А.С. Попова" | Decimeter therapy apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6336574B2 (en) | Method and apparatus for controlled broadband microwave heating | |
US8212428B2 (en) | Portable power supply apparatus for generating microwave-excited microplasmas | |
JP2014010152A (en) | System and method for measuring frequency of signal generated by device for high frequency medical treatment | |
JP2016524269A5 (en) | ||
JP5268047B2 (en) | Microwave chemical reactor | |
RU2393892C1 (en) | Apparatus for decimetre-wave therapy | |
US7863834B2 (en) | Ultraviolet lamp system and method for controlling emitted UV light | |
KR101588835B1 (en) | A cooking apparatus using microwave | |
KR20140052723A (en) | Apparatus and method for thermotherapy treatment of probe type | |
JP2010062868A (en) | Electronic device | |
CN111130470B (en) | Solid microwave generating device | |
JP2018055940A (en) | Microwave device and heat treatment system including the same | |
WO2009116698A1 (en) | Frequency stabilized dielectric heating apparatus using semiconductor and amplification circuit structure thereof | |
KR20120019276A (en) | A cooking apparatus using microwave | |
CN111228652A (en) | Microwave solid-state power source circuit and microwave therapeutic instrument | |
US12005275B2 (en) | Method and system for ultrasound induced hyperthermia with microwave thermometry feedback | |
US20230233879A1 (en) | Method And System For Ultrasound Induced Hyperthermia With Microwave Thermometry Feedback | |
KR101930363B1 (en) | The apparatus of medical linear accelerator and the method of that | |
JPH05161717A (en) | Cancer thermotherapeutic device with cavity resonator | |
JP2011095167A (en) | Electromagnetic wave generation device and radar | |
CN106658804A (en) | Heating method and device | |
KR20240066553A (en) | Precise Automatic Control Method of Linear Accelerator System | |
Kwon et al. | Control Characteristics of the PEFP RF System | |
KR101485964B1 (en) | Microwave plasma reactor | |
CN113747624B (en) | Control method, microwave apparatus, and storage medium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160522 |