一種用於微波熱療機的輻射器的製作方法

2023-06-19 00:58:06 1

專利名稱：一種用於微波熱療機的輻射器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種輻射器，特別是一種用於微波熱療機的輻射器。
背景技術：
微波熱療機是一種在臨床實踐中廣為應用的醫療器械，作為其組 成部件的輻射器將微波信號源的能量最大限度地輻照出去，以治療患 病的器官和組織。現有輻射器分為體內和體外兩種。用於體外的大多
是用TEM (Transverse Electro Magneticwave,橫向電磁波)勻場輻射 器，即在矩形介質波導的窄邊加載高介低耗陶瓷板或金屬板的輻射 器。加載後的輻射器可以傳輸微波，但這種輻射器尚有以下幾個缺點 ①輻射器能量不夠集中，溫度場建立時間較長；②輻射器的周圍場分 布較大，有的甚至大於國家規定的安全標準；(D能量穿透深度有限， 不能深入體內病變組織；④要確保輻射器與熱療機匹配，對輻射器加 工精度要求很嚴，難以實現生產流程標準化；⑤對於大功率的微波輸 出，容易出現打火現象。目前尚未發現微波熱療機的體外輻射器採用 多層介質加載的雙脊波導輻射器。

發明內容
本發明的目的是提供一種多層介質加載的微波熱療機輻射器，解 決現有輻射器加工工藝要求嚴格，輻射能量不集中，穿透深度有限， 內部容易打火，周圍場分布較大的問題。
本發明的技術方案是 一種用於微波熱療機的輻射器，由圓形波導、導電棒、第一金屬脊、第二金屬脊和三層介質圓盤組成。圓形波 導為一端封閉的圓管，圓管內壁固定兩條相同的金屬脊，即第一金屬 脊和第二金屬脊。兩條金屬脊以圓形波導中軸線為對稱軸對稱，金屬 脊的高度向圓形波導的開口端逐漸降低。導電棒插入圓形波導，穿過 第一金屬脊，與第二金屬脊連接。導電棒與圓形波導以及第一金屬脊 電隔離。在圓形波導的開口端，依次粘結三層介電常數不同的介質圓 盤，其直徑與圓形波導相同，其平面垂直於圓形波導中軸線。使用時， 微波源饋線與導電棒和圓形波導的外壁連接。 本發明的有益效果為
圓形波導是釐米波段的一種常用天線，可以作為獨立的輻射天 線。但只使用圓形波導作天線，電磁近場聚焦作用較差，通過給圓形 波導加金屬脊的方式，使得電磁場集中在兩脊之間，輸出更集中，增 強單位面積能量密度，同時縮短建溫時間。導電棒插入圓形波導，並 穿過一個金屬脊延伸至另一個金屬脊，雙脊高度逐漸降低，實現阻抗 匹配，加熱效率更高，電磁場在體內穿透深度更深。適當選取三層介 質圓盤的介電參數，使微波能量只往被輻照方向傳輸，加熱場更均勻， 不會出現局部過熱，同時使反向和周圍空間能量達到最小，從而與周 圍空間保持良好的電磁兼容性。


圖1為本發明一實施方式的軸向剖面結構示意圖； 圖2為本發明一實施方式在圖1的。6線的右剖視圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的一實施方式進行詳細說明。 圖1為本發明一實施方式的軸向剖面結構示意圖，即過圓形波導 中軸線的剖視圖。如圖所示輻射器由導電棒1，圓形波導2，第一金
屬脊3，第二金屬脊4，第一層介質圓盤5，第二層介質圓盤6，第三 層介質圓盤7組成。第一金屬脊3和第二金屬脊4的形狀相同，橫截 面均為矩形，如圖2所示，金屬脊的高度向圓形波導的開口端逐漸降 低。第一金屬脊3和第二金屬脊4以圓形波導2的中軸線為對稱軸對 稱地固定在圓形波導內壁上。導電棒1從圓形波導2側壁上的圓孔插 入，穿過第一金屬脊3上的圓孔，與第二金屬脊4連接。導電棒l與 圓形波導2以及第一金屬脊3不接觸，形成電隔離。在圓形波導的開 口端，依次用矽膠粘貼第一層介質圓盤5，第二層介質圓盤6，第三 層介質圓盤7。三層介質圓盤的直徑相同，均與圓形波導相同，其平 面垂直於圓形波導2的中軸線。
採用本實施方式時，圓形波導可選用915MHz的微波波導，第一 層介質圓盤5的介電常數為5.76，第二層介質圓盤的介電常數為 12.25，第三層介質圓盤的介電常數為15.21。圖l示出微波的輻照方 向8。使用本發明的結構，通過選取參數不同的微波波導和介質圓盤， 可設計出具有相同性能，用於不同頻段的輻射器。
權利要求
1、一種用於微波熱療機的輻射器，由圓形波導(2)、導電棒(1)、第一金屬脊(3)、第二金屬脊(4)和三層介質圓盤(5、6、7)組成；圓形波導(2)為一端封閉的圓管，圓管內壁固定兩條相同的金屬脊；第一金屬脊(3)和第二金屬脊(4)以圓形波導(2)的中軸線為對稱軸對稱，兩條金屬脊的高度向圓形波導(2)的開口端逐漸降低；導電棒(1)插入圓形波導(2)，穿過第一金屬脊(3)，與第二金屬脊(4)連接；導電棒(1)與圓形波導(2)以及第一金屬脊(3)電隔離；在圓形波導(2)的開口端，依次粘結三層介電常數不同的介質圓盤(5、6、7)，其直徑與圓形波導(2)相同，其平面垂直於圓形波導(2)的中軸線。
2、 根據權利要求1所述的輻射器，其特徵在於使用該輻射器時，微波源饋線與 導電棒(1)和圓形波導(2)的外壁連接。
全文摘要
本發明提供一種多層介質加載的微波熱療機輻射器，由圓形波導、導電棒、第一金屬脊、第二金屬脊和三層介質圓盤組成。圓形波導為一端封閉的圓管，圓管內壁固定兩條相同的金屬脊。兩條金屬脊的高度向圓形波導的開口端逐漸降低。導電棒與圓形波導以及第一金屬脊電隔離，與第二金屬脊連接。在圓形波導的開口端，依次粘結三層介電常數不同的介質圓盤。本發明提供的輻射器具有輻射波輸出集中，建溫時間短，加熱效率高，對加工精度要求不高的特點。
文檔編號A61N5/04GK101543662SQ200910138309
公開日2009年9月30日 申請日期2009年4月29日 優先權日2009年1月22日
發明者珈 劉, 劉培國, 劉繼斌, 周東明, 周蔚紅, 李高升, 田曉山, 頡 蔣 申請人:中國人民解放軍國防科學技術大學