[发明专利]一种用于微波热疗机的辐射器

说明书

技术领域

本发明涉及一种辐射器，特别是一种用于微波热疗机的辐射器。

背景技术

微波热疗机是一种在临床实践中广为应用的医疗器械，作为其组成部件的辐射器将微波信号源的能量最大限度地辐照出去，以治疗患病的器官和组织。现有辐射器分为体内和体外两种。用于体外的大多是用TEM(Transverse Electro Magneticwave，横向电磁波)匀场辐射器，即在矩形介质波导的窄边加载高介低耗陶瓷板或金属板的辐射器。加载后的辐射器可以传输微波，但这种辐射器尚有以下几个缺点：①辐射器能量不够集中，温度场建立时间较长；②辐射器的周围场分布较大，有的甚至大于国家规定的安全标准；③能量穿透深度有限，不能深入体内病变组织；④要确保辐射器与热疗机匹配，对辐射器加工精度要求很严，难以实现生产流程标准化；⑤对于大功率的微波输出，容易出现打火现象。目前尚未发现微波热疗机的体外辐射器采用多层介质加载的双脊波导辐射器。

发明内容

本发明的目的是提供一种多层介质加载的微波热疗机辐射器，解决现有辐射器加工工艺要求严格，辐射能量不集中，穿透深度有限，内部容易打火，周围场分布较大的问题。

本发明的技术方案是：一种用于微波热疗机的辐射器，由圆形波导、导电棒、第一金属脊、第二金属脊和三层介质圆盘组成。圆形波导为一端封闭的圆管，圆管内壁固定两条相同的金属脊，即第一金属脊和第二金属脊。两条金属脊以圆形波导中轴线为对称轴对称，金属脊的高度向圆形波导的开口端逐渐降低。导电棒插入圆形波导，穿过第一金属脊，与第二金属脊连接。导电棒与圆形波导以及第一金属脊电隔离。在圆形波导的开口端，依次粘结三层介电常数不同的介质圆盘，其直径与圆形波导相同，其平面垂直于圆形波导中轴线。使用时，微波源馈线与导电棒和圆形波导的外壁连接。

本发明的有益效果为：

圆形波导是厘米波段的一种常用天线，可以作为独立的辐射天线。但只使用圆形波导作天线，电磁近场聚焦作用较差，通过给圆形波导加金属脊的方式，使得电磁场集中在两脊之间，输出更集中，增强单位面积能量密度，同时缩短建温时间。导电棒插入圆形波导，并穿过一个金属脊延伸至另一个金属脊，双脊高度逐渐降低，实现阻抗匹配，加热效率更高，电磁场在体内穿透深度更深。适当选取三层介质圆盘的介电参数，使微波能量只往被辐照方向传输，加热场更均匀，不会出现局部过热，同时使反向和周围空间能量达到最小，从而与周围空间保持良好的电磁兼容性。

附图说明

图1为本发明一实施方式的轴向剖面结构示意图；

图2为本发明一实施方式在图1的ab线的右剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一实施方式进行详细说明。

图1为本发明一实施方式的轴向剖面结构示意图，即过圆形波导中轴线的剖视图。图2为本发明一实施方式在图1的ab线的右剖视图如图1所示，辐射器由导电棒1，圆形波导2，第一金属脊3，第二金属脊4，第一层介质圆盘5，第二层介质圆盘6，第三层介质圆盘7组成。第一金属脊3和第二金属脊4的形状相同，横截面均为矩形，如图2所示，金属脊的高度向圆形波导的开口端逐渐降低。第一金属脊3和第二金属脊4以圆形波导2的中轴线为对称轴对称地固定在圆形波导内壁上。导电棒1从圆形波导2侧壁上的圆孔插入，穿过第一金属脊3上的圆孔，与第二金属脊4连接。导电棒1与圆形波导2以及第一金属脊3不接触，形成电隔离。在圆形波导的开口端，依次用硅胶粘贴第一层介质圆盘5，第二层介质圆盘6，第三层介质圆盘7。三层介质圆盘的直径相同，均与圆形波导相同，其平面垂直于圆形波导2的中轴线。

采用本实施方式时，圆形波导可选用915MHz的微波波导，第一层介质圆盘5的介电常数为5.76，第二层介质圆盘的介电常数为12.25，第三层介质圆盘的介电常数为15.21。图1示出微波的辐照方向8。使用本发明的结构，通过选取参数不同的微波波导和介质圆盘，可设计出具有相同性能，用于不同频段的辐射器。