一种微波热疗加载结构匹配层的设计方法技术

本发明专利技术属于技术领域，具体提供一种微波热疗加载结构匹配层的设计方法

【技术实现步骤摘要】
一种微波热疗加载结构匹配层的设计方法、匹配层及系统


[0001]本专利技术属于微波技术应用领域，具体涉及一种微波热疗加载结构匹配层的设计方法
、
匹配层及系统
。

技术介绍

[0002]针对敏感部位的肿瘤治疗，手术
、
放疗
、
化疗等的传统方法因其自身的局限性，难以避免地会对人体造成各种医源性损伤
。
然而，随着微波热疗技术和电磁场赋形技术的不断发展，这种医源性损伤有望被减轻甚至消除
。
[0003]由于人体内存在不同成分
、
不同密度
、
不同软组织的非均匀介质，辐射电磁波在其中传播时会产生复杂的电磁散射
、
绕射
、
折射等物理现象，这些现象不仅会使得微波传输路径复杂无规律，并且会导致更多微波能量的损耗
。
特别的，由于皮肤的介电常数和电导率都比较大，电磁波由自由空间射向皮肤时会发生较强的反射，电磁波在穿过皮肤时也会产生较大的能量损耗，进而在皮肤处产生较大热量聚集
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种微波热疗加载结构匹配层的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：在厚度小于设定阈值的加载结构介质板上设置金属带，生成加载结构匹配层；在皮肤和传播介质之间模拟设置理想均匀介质匹配层；通过计算理想均匀介质匹配层的厚度和理想均匀介质匹配层的波阻抗来计算加载结构匹配层的阻抗；在金属带上设置电阻和电容来提供加载结构匹配层的阻抗值
。2.
根据权利要求1所述的微波热疗加载结构匹配层的设计方法，其特征在于，通过计算理想均匀介质匹配层的厚度和理想均匀介质匹配层的波阻抗来计算加载结构匹配层的阻抗的步骤包括：获取自由空间波阻抗；获取设定工作频率下传播介质和皮肤的介电常数；根据获取的自由空间波阻抗和介电常数分别计算传播介质和皮肤的波阻抗；计算传播介质
‑
理想均匀介质匹配层的输入阻抗；根据传播介质
‑
理想均匀介质匹配层的输入阻抗与传播介质波阻抗的关系结合皮肤的波阻抗，计算理想均匀介质匹配层的波阻抗；根据计算的理想均匀介质匹配层的波阻抗结合自由空间波阻抗，计算理想均匀介质匹配层的厚度；根据加载结构匹配层与皮肤阻抗的并联关系，结合传播介质
‑
理想均匀介质匹配层的输入阻抗，计算加载结构匹配层的阻抗
。3.
根据权利要求2所述的微波热疗加载结构匹配层的设计方法，其特征在于，根据获取的自由空间波阻抗和介电常数分别计算传播介质和皮肤的波阻抗的步骤包括：传播介质的波阻抗皮肤的波阻抗其中，
Z0为自由空间波阻抗，
ε
r1
传播介质的介电常数，
ε
r2
为皮肤的介电常数
。4.
根据权利要求3所述的微波热疗加载结构匹配层的设计方法，其特征在于，计算传播介质
‑
理想均匀介质匹配层的输入阻抗的步骤包括：由传输线模型计算传播介质
‑
理想均匀介质匹配层的输入阻抗其中，
Z
p
、k
p
、h
p
分别为理想均匀介质匹配层的等效特性阻抗
、
传播常数和理想均匀介质匹配层的厚度
。5.
根据权利要求4所述的微波热疗加载结构匹配层的设计方法，其特征在于，根据传播介质
‑
理想均匀介质匹配层的输入阻抗与传播介质波阻抗的关系结合皮肤的波阻抗，计算理想均匀介质匹配层的波阻抗的步骤包括：设置传播介质
‑
理想均匀介质匹配层的输入阻抗
Z
in1
与传播介质的波阻抗
Z1相等；利用四分之一的介质层实现阻抗变换得到传播常数
k
p
和理想均匀介质匹配...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡在军，马梦露，王伊玲，赵德双，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院湖州，
类型：发明
国别省市：