SU1228872A1

SU1228872A1 - Irradiator for physiotherapy

Info

Publication number: SU1228872A1
Application number: SU833572062A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Петыгин; Воля Николаевна Балакирева
Original assignee: Предприятие П/Я А-3325
Priority date: 1983-04-05
Filing date: 1983-04-05
Publication date: 1986-05-07

Description

Изобретение относитс к медицинской технике, а именно к устройствам дл физиотерапии , и может быть иснользовано в аппаратах СВЧ-воздействи , работающих на частотах 2450, 915, 460 мГц.The invention relates to medical technology, namely, devices for physiotherapy, and can be used in microwave devices operating at frequencies of 2450, 915, 460 MHz.

Цель изобретени - создание однонаправленного излучени и повышение точнор- ти дозировани путем оптимального согласовани антенного элемента без применени дополнительных средств и точной фиксации излучател .The purpose of the invention is to create a unidirectional radiation and increase the metering accuracy by optimally matching the antenna element without the use of additional means and precise fixation of the radiator.

На фиг. изображен излучатель дл физиотерапии , вид сбоку; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 -- излучатель облегающей формы, вид сбоку; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3.FIG. shows a radiator for physiotherapy, side view; in fig. 2 is a section A-A in FIG. one; in fig. 3 - emitter of the fitting form, side view; in fig. 4 is a section BB in FIG. 3

Излучатель состоит из диэлектрического корпуса 1, в котором размещен антенный элемент 2, питаемый коаксиальным кабелем 3 Антенный элемент выполнен в виде трех параллельно расположенных печатных проводников 4 S-образной формы. Проводники расположены на диэлектрической плате 5, изготовленной из фольгированного материала с малым , например фольгированного стеклотекстолита. Крайние участки 6 и 7 S-образного проводника и средний участок 8 расположены параллельно. Внутренний про- водник 9 коаксиального кабел проходит по оси симметрии платы и соедин етс с центром среднего участка 8 S-образного проводника . Экранный проводник 10 коаксиального кабел 3 с противоположной стороны платы соединен с центрами крайних участ- ков 6 и 7 печатного проводника 4. Крайние участки 6 и 7 печатного проводника расположены на рассто нии 0,. Их длина постепенно уменьшаетс по отношению к входу коаксиального кабел . Длина крайнего участка 7, ближайшего к входу коаксиаль- ного кабел , больше, а длина крайнего участка 6 меньше длины среднего участка 8 на 0,1-0,15;.The emitter consists of a dielectric body 1, in which the antenna element 2 is supplied, fed by a coaxial cable 3. The antenna element is made in the form of three parallel arranged S-shaped printed conductors 4. The conductors are located on the dielectric plate 5, made of foil material with a small, for example foil fiberglass. The end sections 6 and 7 of the S-shaped conductor and the middle section 8 are parallel. The inner conductor 9 of the coaxial cable runs along the axis of symmetry of the board and is connected to the center of the middle portion 8 of the S-shaped conductor. The screen conductor 10 of the coaxial cable 3 on the opposite side of the board is connected to the centers of the end portions 6 and 7 of the printed conductor 4. The extreme portions 6 and 7 of the printed conductor are located at a distance of 0 ,. Their length is gradually reduced in relation to the input of the coaxial cable. The length of the outermost segment 7 closest to the entrance of the coaxial cable is longer, and the length of the outermost segment 6 is shorter than the length of the middle segment 8 by 0.1-0.15 ;.

С противоположной стороны платы 5 размещены печатные проводники 11 длиной 0,1-0,25Я, зеркально отображающие параллельные участки S-образного проводника.On the opposite side of the board 5, there are printed conductors 11 with a length of 0.1-0.25 I, mirroring the parallel portions of the S-shaped conductor.

Крайний укороченный участок 6 проводника 4 находитс на рассто нии 0,02-0,04Я от кра платы, совпадающего с рабочей поверхностью диэлектрического корпуса 1.The extreme shortened portion 6 of the conductor 4 is located 0.02-0.04 Å from the edge of the board, which coincides with the working surface of the dielectric body 1.

Дл облегчающего излучател крайние и средний участки 6-8 печатного проводника 4 и печатные проводники выполнены в виде изогнутых по форме облучаемого участка дуг окружностей, совпадающих с контуром платы (фиг. 3 и 4). При этом диэлектрический корпус 1 имеет облегающую форму, например, шарового сло толщиной 0,25.,. Плата 5 корпуса 1 установлена перпендикул рно рабочей поверхности корпуса.To facilitate the radiator, the extreme and middle sections 6-8 of the printed conductor 4 and the printed conductors are made in the form of arcs bent in the shape of the irradiated section of the circles coinciding with the circuit of the board (Fig. 3 and 4). In this case, the dielectric body 1 has a tight form, for example, a spherical layer with a thickness of 0.25.,. Board 5 of housing 1 is installed perpendicular to the working surface of the housing.

Устройство работает следуюн им образом.The device works in the following way.

Высокочастотна энерги от генератора (не показан) поступает через коаксиальный кабель 3 и возбуждает антенный элемент, который работает как передающа антенна.High-frequency power from a generator (not shown) is supplied through coaxial cable 3 and excites an antenna element that operates as a transmitting antenna.

00

SS

5 Q 5 5 Q 5

5five

0 0

fi fi

Длина Кс1ждого из участков S-образного печатного проводника соизмерима с длиной волны генератора, поэтому при соответствующем выборе размеров проводников можно обеспечить входное сопротивление антенны равным волновому сопротивлению кабел . Компенсаци реактивной составл ющей на входе антенного элемента возможна в результате правильного соотнощени длин разомкнутых и короткозамкнутых участков S-образного проводника, реактивные сопротивлени которых имеют разные знаки.The length of Кс1 of each of the sections of the S-shaped printed conductor is commensurate with the wavelength of the generator, therefore, with an appropriate choice of the dimensions of the conductors, it is possible to provide the input impedance of the antenna equal to the characteristic impedance of the cable. Compensation of the reactive component at the input of the antenna element is possible as a result of the correct ratio of the lengths of the open and short-circuited sections of the S-shaped conductor, the reactive resistances of which have different signs.

Таким образом, высокочастотна энерги от входа антенны не отражаетс , а эффективно излучаетс ею в окружающее пространство и поглощаетс биотканью при ее наличии в зоне излучени .Thus, the high-frequency energy from the input of the antenna is not reflected, but is effectively radiated by it into the surrounding space and is absorbed by the biological tissue when present in the radiation zone.

При малом рассто нии между крайними участками 6 и 7 S-образного проводника и одинаковой их длине диаграмма направленности имеет два лепестка с максимумами в противоположных направлени х.With a small distance between the extreme sections 6 and 7 of the S-shaped conductor and their same length, the directivity pattern has two petals with maxima in opposite directions.

Дл опти.мального подавлени паразитного лепестка, т. е. дл создани однонаправленного излучени вдоль оси симметрии платы, в сторону противоположную входу кабел 3, крайние участки S-образного проводника разнесены на рассто ние, равное 0,25л. При этом расположение крайних участков аналогично оптимальному расположению излучающих элементов в антенне типа «волновой канал, обеспечивающему излучение вдоль линии, проход щей через центры вибраторов . В этом случае крайний участок 7 аналогичен «активному рефлектору, наход щемус на рассто нии четверти длины волны от другого крайнего участка 6 активного элемента. Дл обеспечени фазовых соотношений между токами в крайних участках, а именно дл того, чтобы ток в участке 7 опережал по фазе ток в участке 6 на /2, длина участка 7 выбрана больше, чем участка 6.For optimal suppression of the parasitic lobe, i.e., to create unidirectional radiation along the board’s axis of symmetry, opposite to the cable 3 input, the outermost portions of the S-shaped conductor are separated by a distance of 0.25 liters. In this case, the arrangement of the extreme sections is similar to the optimal arrangement of the radiating elements in the antenna of the wave channel type, which provides radiation along the line passing through the centers of the vibrators. In this case, the extreme section 7 is similar to the "active reflector located at a distance of a quarter of the wavelength from the other extreme section 6 of the active element. In order to ensure the phase relationships between the currents in the extreme sections, namely, that the current in section 7 is phase ahead of the current in section 6 by / 2, section 7 is longer than section 6.

Учитыва , что косвенно входное сопротивление печатного вибратора зависит от ширины вибратора, материала платы и т. д., индуктивный характер входного сопротивлени «активного рефлектора участка 7 может быть обеспечен при длине крайнего участка 7, лежащего в пределах 0,55--0,45..Considering that indirectly the input impedance of a printed vibrator depends on the width of the vibrator, the board material, etc., the inductive nature of the input impedance of the active reflector of section 7 can be provided with the length of the end section 7 lying within 0.55-0.45 ..

Аналогично емкостной характер входного сопротивлени «активного вибратора участка 6 может быть обеспечен при длине крайнего участка 6, лежащего в пределах 0,4- 0,35А,.Similarly, the capacitive nature of the input resistance of the active vibrator of section 6 can be provided with the length of the end section 6, lying in the range of 0.4-0.35A.

Длина среднего участка 8 З-образного проводника должна быть выбрана по величине меньше, чем длина участка 7, и больше, чем длина участка 6. Таким образом, укороченный участок 6 играет роль «активного директора дл среднего участка 8, а удлиненный участок 7 вл етс «активным рефлектором дл среднего участка 8.The length of the middle section 8 of the O-shaped conductor must be chosen in magnitude smaller than the length of section 7, and longer than the length of section 6. Thus, the shortened section 6 plays the role of the "active director" for the middle section 8, and the extended section 7 is “Active reflector for middle section 8.

Рассто ние между участками 6-8 составл ет 0,25л. Тем самы.м дл среднего участка 8 выполн ютс услови как по фазовымThe distance between stations 6-8 is 0.25 liters. Meanwhile, for the middle segment 8, the conditions are met as for phase

соотношени м между токами в крайних и средних участках S-образного проводника, так и по величине рассто ний между ними, необходимые дл создани преимущественного излучени в направлении от участка 7 к участку 6.the ratios between the currents in the extreme and middle portions of the S-shaped conductor, and the distance between them, necessary for creating preferential radiation in the direction from section 7 to section 6.

При этом схема питани излучател позвол ет устранить недостатки, характерные дл антенны типа «волновой канал, а именно узкополосность и точную настройку.In this case, the power supply circuit of the radiator allows to eliminate the drawbacks of the antenna type of the wave channel, namely narrowband and fine tuning.

При выбранных размерах S-образного проводника иногда требуетс дополнительна настройка излучател без изменени топологии основной печати. Например, при расположении излучател на разных рассто ни х от облучаемой биоткани требуетс быстра и проста настройка излучател на минимальный коэффициент сто чей волныWith selected S-shaped conductor sizes, sometimes additional configuration of the radiator is required without changing the topology of the main print. For example, if the radiator is located at different distances from the irradiated biological tissue, a quick and simple adjustment of the radiator to the minimum standing wave coefficient is required.

С этой целью в антенный элемент введена система настроечных элементов. Они выполнены в виде печатных проводников 11 с обратной стороны платы. Дл создани макси- For this purpose, a system of tuning elements is introduced into the antenna element. They are made in the form of printed conductors 11 on the reverse side of the board. To create maxi

мальной емкостной св зи и эффективности настройки проводники расположены параллельно участкам S-образного проводника и изолированы от них и друг от друга. Из.ме- н длину проводников, производ т настройку излучател .Maximum capacitive coupling and tuning efficiency The conductors are located parallel to the sections of the S-shaped conductor and are insulated from them and from each other. Changing the length of the conductors, adjust the emitter.

Таким образом, конструкци предлагаемого излучател позвол ет устранить вредное воздействие СВЧ-пол на обслуживающий персонал посредством создани однонаправленного излучени при контактной методике применени и оптимальном согласовании антенного элемента излучател без применени дополнительных средств, в частности экранов. Кроме того, обеспечиваетс точна фиксаци излучател при равномерном прогреве суставов посредством создани облегчающей формы рабочей поверхности излучател .Thus, the design of the proposed radiator eliminates the harmful effects of the microwave field on the staff by creating unidirectional radiation using contact methods of application and optimal matching of the antenna element of the radiator without the use of additional means, in particular screens. In addition, accurate radiator fixation is ensured with uniform heating of the joints by creating a facilitating shape of the working surface of the radiator.

Создаваемое излучателем однонаправленное излучение облегчает дозировку высокочастотной энергии, поглощаемой биотканью при процедурах.The unidirectional radiation created by the radiator facilitates the dosage of high-frequency energy absorbed by the biological tissue during the procedures.

хчосуххдоуу хтогхух х хтпг.xchokhuhdou htoghuh x htpg.

7777

ff 5ff 5

фиг.22

22

4four

Claims

A RADIATOR FOR PHYSIOTHERAPY, comprising a dielectric housing, an antenna element made in the form of three parallel S-shaped printed conductors, curved in the shape of the irradiated section, and a coaxial cable, the inner conductor of which is connected to the middle section, and the shield is connected from the opposite side boards with extreme sections of the S-shaped conductor, characterized in that, in order to create unidirectional radiation and improve the accuracy of dosing, the extreme sections of the S-shaped conductor ka are located at a distance of 0.25λ, and the length of the section on the input side of the coaxial cable is longer, and the other section, located at a distance of 0.02-0.04λ from the working surface of the housing, is less than the length of the middle section by 0.1-0.15λ, and on the opposite side of the board there are printed conductors with a length of 0.1 - 0.25 l, mirroring parallel sections of the S-shaped conductor.

0.35L

SU „„ 1228872 Fig. 1