一种临界型433MHz矩形波导辐射器.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201510248093.4 (22)申请日 2015.05.15 (65)同一申请的已公布的文献号申请公布号 CN 104906692 A (43)申请公布日 2015.09.16 (73)专利权人徐州市诺万医疗设备有限公司地址 221004 江苏省徐州市经济开发区杨山路19-1号 (72)发明人李冶齐丽晶 (74)专利代理机构徐州市三联专利事务所 32220 代理人朱海东 (51)Int.Cl. A61N 5/02(2006.01) (56)对比文件 CN 1015。

2、83398 A,2009.11.18,说明书第23 页倒数第1-2段. CN 102247655 A,2011.11.23,全文. US 2010100092 A1,2010.04.22,全文. CN 201586331 U,2010.09.22,权利要求1和图1. 审查员刘恋 (54)发明名称一种临界型433MHz矩形波导辐射器 (57)摘要本发明公开了一种临界型433MHz矩形波导辐射器，包括壳体、激励天线、辐射口面，激励天线与辐射口面之间的传输段装有调节电容杆。辐射器的口径采用临界理论设计，矩形口径长度方向尺寸在350mm360mm之间，宽度方向尺寸为 18。

3、0mm250mm，调节电容杆采用上下对称布置，以使辐射口面上的辐射场分布均匀。该辐射器口径尺寸与人体胸、腹部位的组织尺寸相当，可较好地应用于人体胸、腹部组织的区域性热疗。权利要求书1页说明书2页附图1页 CN 104906692 B 2017.09.19 CN 104906692 B 1.一种临界型433MHz矩形波导辐射器，包括壳体（1），激励天线（2），调节电容杆（3），辐射口面（4），其特征在于：所述辐射器口径采用临界设计，矩形口径长度方向尺寸在350mm 360mm之间，宽度方向尺寸为180mm250mm；所述激励天线（2）。

4、与辐射口面（4）之间的传输段安装的调节电容杆（3）采用上下对称布置。权利要求书 1/1 页 2 CN 104906692 B 2 一种临界型433MHz矩形波导辐射器技术领域 0001 本发明涉及一种用于人体组织微波热疗的微波辐射器，尤其是涉及一种临界型 433MHz矩形波导辐射器，属微波物理治疗技术领域。背景技术 0002 目前在微波物理治疗技术领域，用于人体组织热疗的433MHz矩形波导辐射器，其标准口径尺寸为454mm272mm。这么大的口径尺寸临床应用显然是不方便的，因此需要缩小其口径尺寸。采用脊电容加载法和介质材料加载法可缩小波导辐射器的口径尺寸，。

5、但脊电容加载法使辐射的微波能量过多集中于辐射口径的中心区域，使得较窄的中心区域的功率密度过高，人体组织容易过热；而介质材料加载法则大大增加了辐射器的重量，导致承载辐射器的调节机构不易实现空间摆位。发明内容 0003 根据现有技术的不足，提供一种临界型433MHz矩形波导辐射器。该辐射器的口径尺寸采用临界理论设计；为了调整辐射器的阻抗，在传输段采用了调节电容杆；为了使口面上辐射的能量均匀，调节电容杆采用上下对称布置。由于采用了临界设计，使得矩形波导辐射器口径的长度方向尺寸减小到最低仅为350mm，宽度方向尺寸为180mm250mm可选，这一尺寸范围，。

6、同人体胸、腹部组织尺寸较为相当，用于人体组织胸、腹部的区域性热疗较为合适。 0004 本发明技术方案按照下述方法实现： 0005 一种临界型433MHz矩形波导辐射器，包括壳体，激励天线，调节电容杆，辐射口面。辐射器口径采用临界设计，矩形口径长度方向尺寸在350mm360mm之间，宽度方向尺寸为 180mm250mm可选，调节电容杆采用上下对称布置。 0006 本发明的有益效果是： 0007 该种辐射器采用临界型尺寸设计，长度方向尺寸为350mm360mm，宽度方向尺寸为180mm250mm可选，长度方向尺寸仅为标准口径尺寸的80%不到，同人体组织的胸、腹部。

7、尺寸相当，可较好地适用于人体胸、腹部组织的区域性热疗。附图说明 0008 图1为本发明主视图； 0009 图2为本发明俯视图； 0010 1、壳体， 2、激励天线， 3、调节电容杆， 4、辐射口面。具体实施方式 0011 以下结合附图，通过具体实施例对本发明技术方案做进一步的说明。 0012 如图1、图2所示，一种临界型433MHz矩形波导辐射器，该辐射器包括壳体1，激励天说明书 1/2 页 3 CN 104906692 B 3 线2，辐射口面4，激励天线2与辐射口面4之间的传输段装有调节电容杆3，调节电容杆3上下对称地设置在壳体1内。 0013 该辐射器。

8、采用探针电激励，由同轴电缆馈入的微波能量经激励天线2转换后在波导中激励起电磁场，通过传输段后由辐射口面4向外辐射人体组织，调节电容杆3用于辐射器阻抗匹配的调整。 0014 工作原理：为了保证主模TE10波的传输，同时抑制高次模的传输，标准矩形波导宽边尺寸一般取为a=0.65 ，窄边尺寸b=a/2。 0015 实际应用中工作频率一般取为433.9MHz，因此可得标准矩形波导尺寸为454mm 272mm。考虑到工程上工作频率的标称误差一般小于4 MHz （实际上在1 MHz左右），取下限工作频率为430MHz。对应该截止频率的波导的宽边尺寸为349mm。因此临界型。

9、矩形波导宽边尺寸取为350mm。窄边尺寸考虑到与人体组织尺寸相适应，取为180mm250mm。 0016 当波导的宽边尺寸小于截止频率对应的尺寸时，该频率的波将沿传播方向衰减，实用上认为波在波导内传输了5/ 10距离后就衰减殆尽。若取波导宽边尺寸为345mm （相应于 350mm的负偏差），对于434MHz的工作频率来说，在传输方向上为衰减模式， 10为0.472, 5/ 10为10.6米。为了使场强幅值到达辐射口面时衰减不超过10% （对应功率衰减值不超过 20%），则波导的传输段经计算应不超过220mm。若取传输段为300mm，则波在到达辐射口面时场强将衰减为原来的53% （对应功率值衰减了约72%）。因此，临界型波导的宽边尺寸必须取正差，取正偏差后波导的宽边尺寸为350mm360mm，以保证波的能量能够有效地传输。为了使辐射口面4上的辐射场均匀分布，调节电容杆3采用上下对称布置。说明书 2/2 页 4 CN 104906692 B 4 图1 图2 说明书附图 1/1 页 5 CN 104906692 B 5 。

摘要
申请专利号：	CN201510248093.4	申请日：	20150515
公开号：	CN104906692B	公开日：	20170919
当前法律状态：		有效性：	有效
法律详情：
IPC分类号：	A61N5/02	主分类号：	A61N5/02
申请人：	徐州市诺万医疗设备有限公司
发明人：	李冶,齐丽晶
地址：	221004 江苏省徐州市经济开发区杨山路19-1号
优先权：	CN201510248093A
专利代理机构：	徐州市三联专利事务所	代理人：	朱海东
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内容摘要

本发明公开了一种临界型433MHz矩形波导辐射器，包括壳体、激励天线、辐射口面，激励天线与辐射口面之间的传输段装有调节电容杆。辐射器的口径采用临界理论设计，矩形口径长度方向尺寸在350mm～360mm之间，宽度方向尺寸为180mm～250mm，调节电容杆采用上下对称布置，以使辐射口面上的辐射场分布均匀。该辐射器口径尺寸与人体胸、腹部位的组织尺寸相当，可较好地应用于人体胸、腹部组织的区域性热疗。

权利要求书

1.一种临界型433MHz矩形波导辐射器，包括壳体（1），激励天线（2），调节电容杆（3），辐射口面（4），其特征在于：所述辐射器口径采用临界设计，矩形口径长度方向尺寸在350mm～360mm之间，宽度方向尺寸为180mm～250mm；所述激励天线（2）与辐射口面（4）之间的传输段安装的调节电容杆（3）采用上下对称布置。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于人体组织微波热疗的微波辐射器，尤其是涉及一种临界型433MHz矩形波导辐射器，属微波物理治疗技术领域。

背景技术

目前在微波物理治疗技术领域，用于人体组织热疗的433MHz矩形波导辐射器，其标准口径尺寸为454mm×272mm。这么大的口径尺寸临床应用显然是不方便的，因此需要缩小其口径尺寸。采用脊电容加载法和介质材料加载法可缩小波导辐射器的口径尺寸，但脊电容加载法使辐射的微波能量过多集中于辐射口径的中心区域，使得较窄的中心区域的功率密度过高，人体组织容易过热；而介质材料加载法则大大增加了辐射器的重量，导致承载辐射器的调节机构不易实现空间摆位。

发明内容

根据现有技术的不足，提供一种临界型433MHz矩形波导辐射器。该辐射器的口径尺寸采用临界理论设计；为了调整辐射器的阻抗，在传输段采用了调节电容杆；为了使口面上辐射的能量均匀，调节电容杆采用上下对称布置。由于采用了临界设计，使得矩形波导辐射器口径的长度方向尺寸减小到最低仅为350mm，宽度方向尺寸为180mm～250mm可选，这一尺寸范围，同人体胸、腹部组织尺寸较为相当，用于人体组织胸、腹部的区域性热疗较为合适。

本发明技术方案按照下述方法实现：

一种临界型433MHz矩形波导辐射器，包括壳体，激励天线，调节电容杆，辐射口面。辐射器口径采用临界设计，矩形口径长度方向尺寸在350mm～360mm之间，宽度方向尺寸为180mm～250mm可选，调节电容杆采用上下对称布置。

本发明的有益效果是：

该种辐射器采用临界型尺寸设计，长度方向尺寸为350mm～360mm，宽度方向尺寸为180mm～250mm可选，长度方向尺寸仅为标准口径尺寸的80%不到，同人体组织的胸、腹部尺寸相当，可较好地适用于人体胸、腹部组织的区域性热疗。

附图说明

图1为本发明主视图；

图2为本发明俯视图；

1、壳体，2、激励天线，3、调节电容杆，4、辐射口面。

具体实施方式

以下结合附图，通过具体实施例对本发明技术方案做进一步的说明。

如图1、图2所示，一种临界型433MHz矩形波导辐射器，该辐射器包括壳体1，激励天线2，辐射口面4，激励天线2与辐射口面4之间的传输段装有调节电容杆3，调节电容杆3上下对称地设置在壳体1内。

该辐射器采用探针电激励，由同轴电缆馈入的微波能量经激励天线2转换后在波导中激励起电磁场，通过传输段后由辐射口面4向外辐射人体组织，调节电容杆3用于辐射器阻抗匹配的调整。

工作原理：为了保证主模TE10波的传输，同时抑制高次模的传输，标准矩形波导宽边尺寸一般取为a=0.65λ，窄边尺寸b=a/2。

实际应用中工作频率一般取为433.9MHz，因此可得标准矩形波导尺寸为454mm×272mm。考虑到工程上工作频率的标称误差一般小于±4 MHz（实际上在±1 MHz左右），取下限工作频率为430MHz。对应该截止频率的波导的宽边尺寸为349mm。因此临界型矩形波导宽边尺寸取为350mm。窄边尺寸考虑到与人体组织尺寸相适应，取为180mm～250mm。

当波导的宽边尺寸小于截止频率对应的尺寸时，该频率的波将沿传播方向衰减，实用上认为波在波导内传输了5/α10距离后就衰减殆尽。若取波导宽边尺寸为345mm（相应于350mm的负偏差），对于434MHz的工作频率来说，在传输方向上为衰减模式，α10为0.472, 5/α10为10.6米。为了使场强幅值到达辐射口面时衰减不超过10%（对应功率衰减值不超过20%），则波导的传输段经计算应不超过220mm。若取传输段为300mm，则波在到达辐射口面时场强将衰减为原来的53%（对应功率值衰减了约72%）。因此，临界型波导的宽边尺寸必须取正差，取正偏差后波导的宽边尺寸为350mm～360mm，以保证波的能量能够有效地传输。为了使辐射口面4上的辐射场均匀分布，调节电容杆3采用上下对称布置。