用于复温复苏生物组织的微波功率发射辐射结构制造技术

本发明专利技术公开了一种用于复温复苏生物组织的微波功率发射辐射结构，其包括矩形谐振腔体(10)，矩形谐振腔体(10)一端面上连接有天线套筒(20)，天线套筒(20)与矩形谐振腔体(10)内部连通；天线套筒(20)内还设置有天线芯(30)，天线芯(30)下端向矩形谐振腔体(10)内延伸一定长度，天线芯(30)与天线套筒(20)之间填充有用于固定的透波材料；天线芯(30)用于将微波向矩形谐振腔体(10)内发射；矩形谐振腔体(10)内空间的宽边长a、窄边长b和长度边长l满足预定关系，以使微波实现TE101谐振模式。该结构有利于对生物组织的均匀加热，且相比现有技术整体结构简单，便于生产制造。

Microwave Power Emission Radiation Structure for Rewarming Biological Tissues

【技术实现步骤摘要】
用于复温复苏生物组织的微波功率发射辐射结构
本专利技术属于生物组织复温复苏
，特别涉及一种用于复温复苏生物组织的微波功率发射辐射结构。
技术介绍
目前世界上对于生物组织的冷冻已经非常成熟，对于单细胞、多细胞、生物组织、生物器官等冷冻有很好的解决方案，实现了对各种生物组织的低温保存。但在对低温保存的生物组织进行复温复苏的技术却并不成熟，目前复温技术有37℃水浴复温、空气复温、-20℃冰复温、微波复温、激光复温、纳米复温等。而在现有微波复温技术中，对生物组织复温复苏采用的是2450MHz的微波频段，其穿透深度较小，对于较大的生物组织无法得到较好的加热复温效果。为了达到更大的穿透深度，实验表明采用430～440MHz频段的微波较佳。但采用430～440MHz频段的微波，由于波长较长，发射以及发散较为复杂，在复苏复温应用中采用何种结构来实现该频段微波的发射辐射，一直没有实际的解决方案。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是提出一种用于复温复苏生物组织的微波功率发射辐射结构，用于实现对生物组织的均匀加热，进而使其复温复苏。为了解决上述技术问题，本申请的实施例提供了一种用于复温复苏生物组织的微波功率发射辐射结构，其包括矩形谐振腔体(10)，所述矩形谐振腔体(10)一端面上竖直连接有天线套筒(20)，所述天线套筒(20)与所述矩形谐振腔体(10)内部连通；所述天线套筒(20)内还同轴设置有天线芯(30)，所述天线芯(30)下端向矩形谐振腔体(10)内延伸一定长度，所述天线芯(30)与天线套筒(20)之间填充有用于固定的透波材料；其中，所述天线芯(30)用于与微波馈入线相连，以将微波向矩形谐振腔体(10)内发射；所述矩形谐振腔体(10)内空间的宽边长a、窄边长b和长度边长l满足如下关系式，以使所述微波实现TE101谐振模式，可选地，所述宽边长大于等于340.91mm，小于等于697.67mm；所述长度边长大于等于196.82mm，小于等于805.60mm。可选地，所述宽边长为500mm，所述长度边长为480mm。可选地，所述天线套筒(20)所连接的端面为矩形谐振腔体(10)宽边和长度边所在的端面。可选地，所述天线套筒(20)为内半径45mm，内空间高102mm的圆柱状套筒；所述天线套筒(20)一端开口，另一端封闭并设有中心馈线孔(21)；所述端面上，与矩形谐振腔体(10)内空间宽边距离140mm且与两侧的内空间长边等距处，设有连通孔(11)，所述天线套筒的开口端与所述连通孔(11)配合连接，以使所述天线套筒(20)与所述矩形谐振腔体(10)内部连通。可选地，所述天线套筒的开口端与所述连通孔(11)通过法兰组件配合连接。可选地，所述中心馈线孔(21)的半径为5mm，所述天线芯(30)的上端延伸至所述中心馈线孔(21)内。可选地，所述天线芯(30)的外观结构从上至下由上圆台体(31)、过渡圆台体(32)和下圆柱体(33)构成。可选地，所述上圆台体(31)的上底半径为0.45mm，下底半径为0.5mm，高度为6mm；所述过渡圆台体(32)的上底半径为0.5mm，下底半径为25mm，高度为60mm；所述下圆柱体(33)的底面半径为25mm，高度为70mm。可选地，所述天线芯(30)的材质为黄铜。与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：(1)不同于本领域现有技术中通过多根水柱体以及多根销钉解决反射波及谐振频率的技术路线，本专利技术通过具体的结构设计实现微波TE101谐振模式，使腔体内辐射均匀，有利于对生物组织的均匀加热，且相比现有技术整体结构简单，便于生产制造。(2)在复温复苏生物组织
，本申请提出了用于实现430～440MHz频段的微波发射辐射的具体结构，进而为解决微波生物组织中穿透问题以及生物组织内外部升温均匀性问题提供了有力支持。本专利技术的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。图1是根据本专利技术实施例的微波功率辐射结构的结构示意图；图2是图1所示实施例中矩形谐振腔体内空间各边方位的示意说明图；图3a是根据本专利技术实施例中天线套筒的结构示意图；图3b是根据本专利技术实施例中天线套筒的另一视角的结构示意图；图4是根据本专利技术实施例中天线芯的结构正视图。图中，10-矩形谐振腔体；11-连通孔；20-天线套筒；21-中心馈线孔；30-天线芯；31-上圆台体；32-过渡圆台体；33-下圆柱体。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。现有的微波复温技术中，微波频率为2450MHz，采用TE103模式的单模微波，一般采用标准矩形波导参数，波导型号国内BJ22(国际R22)宽边a＝109.2mm、窄边b＝54.6mm，或者采用波导型号国内BJ26(国际R26)宽边a＝86.4mm、窄边b＝43.2mm。微波发射头采用的是微波磁控管自带的发射天线。矩形波导需要多根水柱以及多根销钉来实现反射波的吸收以及调整微波频率。采用2450MHz的微波其穿透深度较小，对于较大的生物组织无法得到均匀加热效果。为了达到更大的穿透深度，实验表明采用430-440MHz频段的微波频段较佳。而微波作为电磁波具有波粒二象性，会自我抵消或者自我叠加而产生驻波。频率范围430-440MHz的微波，波长较长，属于分米波，对于这种级别的波，它的发射天线与谐振腔较为难以设计，至于他们之间的组合更是难上加难。而为较好达到生物组织快速均匀的复温复苏，需使微波在谐振腔内辐射比较均匀。而TE101模式可实现腔体内微波均匀辐射，且其单模工作频率范围较宽，衰减小。为此，为实现微波的功率发射以及实现微波均匀辐射的TE101模式，本专利技术提出了以下用于复温复苏生物组织的微波功率发射辐射结构，如图1所示，该实施例中的微波功率发射辐射结构包括，矩形谐振腔体10，矩形谐振腔体10一端面上竖直连接有天线套筒20，天线套筒20与矩形谐振腔体10内部连通；天线套筒20内还同轴设置有天线芯30，天线芯30下端向矩形谐振腔体10内延伸一定长度，天线芯30与天线套筒20之间填充有用于固定的透波材料(图中未示出)；该微波功率发射辐射结构中，天线芯30用于与微波馈入线相连，以将频率微波向矩形谐振腔体10内发射；如图1和图2所示，矩形谐振腔体10内空间的宽边长a、窄边长b和长度边长l满足如下关系式(1)，以使微波实现TE101谐振模式，且a＝2b(1)不同于本领域现有技术中通过多根水柱体以及多根销钉解决反射波及谐振频率的技术路线，本专利技术通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于复温复苏生物组织的微波功率发射辐射结构，其特征在于，包括矩形谐振腔体(10)，所述矩形谐振腔体(10)一端面上竖直连接有天线套筒(20)，所述天线套筒(20)与所述矩形谐振腔体(10)内部连通；所述天线套筒(20)内还同轴设置有天线芯(30)，所述天线芯(30)下端向矩形谐振腔体(10)内延伸一定长度，所述天线芯(30)与天线套筒(20)之间填充有用于固定的透波材料；其中，所述天线芯(30)用于与微波馈入线相连，以将微波向矩形谐振腔体(10)内发射；所述矩形谐振腔体(10)内空间的宽边长a、窄边长b和长度边长l满足如下关系式，以使所述微波实现TE101谐振模式，

【技术特征摘要】
1.一种用于复温复苏生物组织的微波功率发射辐射结构，其特征在于，包括矩形谐振腔体(10)，所述矩形谐振腔体(10)一端面上竖直连接有天线套筒(20)，所述天线套筒(20)与所述矩形谐振腔体(10)内部连通；所述天线套筒(20)内还同轴设置有天线芯(30)，所述天线芯(30)下端向矩形谐振腔体(10)内延伸一定长度，所述天线芯(30)与天线套筒(20)之间填充有用于固定的透波材料；其中，所述天线芯(30)用于与微波馈入线相连，以将微波向矩形谐振腔体(10)内发射；所述矩形谐振腔体(10)内空间的宽边长a、窄边长b和长度边长l满足如下关系式，以使所述微波实现TE101谐振模式，2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述宽边长大于等于340.91mm，小于等于697.67mm；所述长度边长大于等于196.82mm，小于等于805.60mm。3.根据权利要求2所述的结构，其特征在于，所述宽边长为500mm，所述长度边长为480mm。4.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述天线套筒(20)所连接的端面为矩形谐振腔体(10)宽边和长度边所在的端面。5.根据权利要求4所述的结构，其特征在于，所述天线套筒(20)为内半径45mm，内...

【专利技术属性】
技术研发人员：董继东，
申请(专利权)人：董继东，
类型：发明
国别省市：北京,11