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如何使用CST仿真軟件設(shè)計微波熱療天線并進(jìn)行優(yōu)化

2020-09-03 | pdf | 0.22 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

  1、引言微波熱療就是利用電磁能量在人體組織中所產(chǎn)生的熱效應(yīng),使組織細(xì)胞溫度升至41℃到45℃的有效治療高溫區(qū),并且維持一定的時間,加速病變細(xì)胞的死亡,但不損傷正常細(xì)胞組織。因此合理設(shè)計輻射器天線的結(jié)構(gòu),精確計算輻射電場分布,是正確判斷微波熱療過程溫度熱場分布的前提。本文采用CST仿真軟件建立了微波熱療模型,通過該模型設(shè)計了一種高效實用的輻射天線,具有很好的近場輻射方向性,同時保證了良好的SAR分布。

  2、微波熱療建模

  2.1、天線模型

  為了避免對組織細(xì)胞造成傷害,通常采用具有若方向性的圓波導(dǎo)天線,其工作頻率為915MHz。然而,通過仿真分析發(fā)現(xiàn),單純的圓波導(dǎo)天線的電磁近場聚焦作用較差。為了使天線具有更好的輻射性能,設(shè)計中采用給圓波導(dǎo)加脊的方式,使得電磁場分布集中在兩脊之間。為了保證阻抗的匹配,將同軸線的外導(dǎo)體連接在脊波導(dǎo)邊上,內(nèi)導(dǎo)體延伸至相對的脊內(nèi)達(dá)到匹配,形成單極輻射器;同時脊為線性變化,阻抗由50Ω漸變到165Ω。如圖1(a)所示,其中圓波導(dǎo)半徑R=7.367cm,長度為L=16.78cm,壁厚t=0.35cm,后腔深度l=0.35cm,波導(dǎo)內(nèi)脊間距h1=0.866cm,輻射口面脊間距h2=4.48cm,采用50Ω同軸饋電。

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