用于隐式校正互耦和失配的具有集成的场传感器的电磁场涂敷器阵列制造技术

本发明专利技术涉及用于在限定的体积或区域内产生特定的场分布的系统。该系统包括电磁场产生元件的阵列，每个元件具有集成的传感器，用于测量金属元件（天线或线圈）中流动的电流或基于槽的元件中的场的幅值和相位；测量设备，以使得能够测量来自传感器的电信号的相位和幅值两者，且具有足够的动态范围用于该信号的量化；具有个别可控的幅值和相位以激励每个电磁场产生元件的多通道射频功率源；以及反馈控制器，使得能够基于来自传感器的信号受控地调整射频功率源的幅值和相位。该系统控制多通道射频功率源的输出，从而使得金属元件中的电流或基于槽的电磁场产生元件中的场提供期望的电磁场值，并且由每个电磁场产生元件产生的场的叠加在所述限定的体积或区域中产生所述特定的电磁场分布。由于由每个传感器采集的信号与相关联的电磁场产生元件中的电流或场的相位和幅值直接相关，并且因此与由阵列元件产生的电磁场直接相关，其中测量的电流或场是施加的（来自射频功率源）和来自互耦和反射的二次激励的两者总和，因此测量的值表示没有互耦、反射和失配情况下的理想激励。反馈控制器修改该直接激励，从而使得总激励是理想的阵列激励而没有耦合或失配。本发明专利技术隐式校正耦合和失配，而无需明确知道互耦和失配以及无需基于互耦和失配的计算（称为耦合矩阵），从而使得由物体的存在造成的耦合矩阵中的变化或物体的改变被固有地考虑在内。此外，通过连续地依次激励每个元件，即使存在源阻抗变化和不确定电缆长度的情况下，本发明专利技术也能够直接确定阵列的确切互耦矩阵，从而使得可以计算初始激励幅值和相位从而允许快速调整到期望的值。一个特定感兴趣的应用是在射频高热涂敷器系统中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于隐式校正互耦和失配的具有集成的场传感器的电磁场涂敷器阵列
本专利技术涉及用于在空间中的特定区域中创建特定的电磁场状况(condition)，或用于以增强的控制将电磁能量聚焦到介电物体中的系统。
技术介绍
创建特定电磁场状况是从成像到治疗的许多医学应用中的核心要求。本专利技术具有在这两个方面的应用，以及用于通信和传感应用的相控阵技术中的应用。本专利技术的一个应用是为了高热（hyperthermia）的目的在人体某位置处产生特定的场状况。美国国家健康学会的国家癌症学会定义高热（还称作热疗或温热疗法）为其中身体组织暴露在高温（高至45°C）的一种癌症治疗方法。研究已经显示高温可以破坏和杀死癌细胞，而通常对正常组织损害为最低限度。通过杀死癌细胞并破坏细胞内的蛋白质和结构，高热可以使肿瘤缩小。本专利技术涉及局部高热，其中向诸如肿瘤的较小区域加热。有可能使用各种高技术来传送能量以对肿瘤加热。在本专利技术的上下文中，可使用微波或者射频来加热。取决于肿瘤位置，有多种局部高热的方法。在本例子中，使用外部方法来治疗肿瘤。通过涂敷器施加能量。该涂敷器由位于适当区域周围或靠近该适当区域的许多元件构成，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.09.06 CH 1439/101.一种用于在限定的体积或区域中产生预定的电磁场分布的系统，其包括多通道射频或微波功率源(18)，连接到所述多通道射频或微波功率源(18)的电磁场产生元件(26)的阵列(19)，以及用于控制所述射频或微波功率源(18)以获得期望由所述电磁场产生元件(26)中的每个产生的电磁场、从而使得由所述电磁场产生元件(26)产生的电磁场的叠加在所述限定的体积中产生所述预定的电磁场分布的反馈控制器(27)，给反馈控制器(27)的反馈是由电磁场产生元件中的每个产生的电磁场的幅值和相位，其中传感器(4)与每个电磁场产生元件(26)集成，用于直接确定元件激励并且因此间接确定由电磁场产生元件(26)中的每个产生的电磁场的幅值和相位，所述系统还包括多个测量设备(20)，每个测量设备(20)与一个相应的传感器(4)互连，并且因此与具有其中集成的所述一个相应的传感器(4)的相关联的电磁场产生元件(26)以信号方式集成，用于确定和输出来自所述一个相应的传感器(4)的信号的幅值和相位，并且因此确定和输出由所述相关联的电磁场产生元件(26)产生的电磁场。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述电磁场产生元件(26)是基于槽的元件或线圈。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述多通道射频功率源(18)配备有控制装置，用于个别控制幅值和相位(8)从而产生个别控制的射频功率输出(11)。4.根据权利要求1或2所述的系统，其中每个电磁场产生元件(26)配备有馈送端口(3)，所述多通道射频功率源(18)的射频功率输出(11)被施加到该馈送端口，以及每个电磁场产生元件(26)配备有集成的传感器(4)，用于测量在金属元件中流动的电流或基于槽的元件(2)中的电磁场的幅值和相位，所述传感器的输出是电信号，该电信号是所述电流或电磁场的度量。5.根据权利要求2所述的系统，其中所述电磁场产生元件(26)位于阵列(19)配置中，从而使得每个电磁场产生元件(26)可由多通道射频功率源(18)的一个通道的射频功率输出(11)激发，并且从而使得来自电磁场产生元件(26)的集成的传感器(4)的电信号与射频电流成比例，或与在基于槽的元件的情况下的电磁场成比例。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述集成的传感器(4)在存在元件之间互耦的情况下提供由相应的电磁场产生元件(26)产生的电磁场的相对幅值和相位的直接指示，以在存在互耦的情况下提供对施加的电磁场的控制。7.根据前述权利要求1、2或6所述的系统，其中所述测量设备(20)是同相/正交IQ解调器(14)或矢量伏特计，由此将所测量的电信号乘以校准因数提供由每个个别电磁场产生元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：M卡普斯蒂克，N库斯特，S库恩，E诺伊费尔德，
申请(专利权)人：ITIS基金会，
类型：
国别省市：