一种同轴腔微波等离子体反应器的设计及电磁场计算

设计了一种同轴腔微波等离子体反应器，推导了谐振腔内电磁场分布表达式，对谐振腔中的电磁分布进行了数值计算，得到与理论推导结果相对应的场强分布图。同时采用HFSS软件对本文设计的同轴谐振腔等离子体反应器进行电磁场的模拟仿真，优化出谐振腔的最优尺寸和场强分布图。软件模拟与理论推导结果吻合，说明了本方案设计的可靠性。本文设计的谐振腔固有品质因数可达17800，峰值场强高达9.29×10³V/(m·W)，且分布均匀，微波能量集中，有利于反应气体产生放电。     

一种同轴腔微波等离子体反应器的设计及电磁场计算

设计了一种同轴腔微波等离子体反应器,推导了谐振腔内电磁场分布表达式,对谐振腔中的电磁分布进行了数值计算,得到与理论推导结果相对应的场强分布图。同时采用HFSS软件对本文设计的同轴谐振腔等离子体反应器进行电磁场的模拟仿真,优化出谐振腔的最优尺寸和场强分布图。软件模拟与理论推导结果吻合,说明了本方案设计的可靠性。本文设计的谐振腔固有品质因数可达17800,峰值场强高达9.29×103V/(m·W),且分布均匀,微波能量集中,有利于反应气体产生放电。     

一种改进的生物医用同轴探头的实验研究

在生物电磁学实验研究中,探头的结构对于生物组织介电特性信息的获取至关重要．作者比较了终端开口同轴探头和圆形微带贴片探头的结构,并在纯水和1％盐溶液中分别测量了以上两种探头的扫频特性和场透入深度,实验表明,圆形微带贴片探头灵敏度和场透入深度优于改进前的终端开口的同轴探头,并有效降低了测量中的反射系数．     

微波偶极子在生物介质中比吸收率分布研究

微波偶极子辐射器在生物介质中比吸收率（ＳＡＲ）分布研究对腔道肿瘤热疗有重要实用意义本文根据电磁场理论模型和迭加原理,采用高斯积分法和辛普森积分法相结合,分别计算了无水冷、有水冷、单缝隙和双缝隙微波偶极子辐射器在生物介质中的ＳＡＲ分布结果表明：水冷可以较好地改善ＳＡＲ径向分布,增加治疗深度;而双缝隙可比单缝隙具有更为均匀的轴向ＳＡＲ分布,增加治疗体积该研究结果可为腔道水冷式微波偶极子辐射器的研制设计和临床应用提供参考依据     

生物介质中水冷式双缝微波偶极子的比吸收率分布特征研究

微波辐射器在生物介质中近场辐射特性对腔道肿瘤热疗有重要实用意义,根据电磁场理论模型和迭加原理,采用高斯积分法和辛普森积分法相结合,计算了水冷式双缝隙微波偶极子辐射器在生物介质中的比吸收率（SAR）分布,分析了比吸收率分布随两缝隙间距变化的特征关系,结果表明,适当选择缝间距离（如等于1／4－1／2波长）,双缝辐射器不仅在径向,尤其在轴向可比单缝具有更为平坦的SAR分布,从而可获得更大的有效治疗空间,计算结果与相应的等效肌肉体模实验及热疗临床经验相符,将为腔道水冷式微波辐射器的研制设计和临床应用提供参考依据。     

微波偶极子在生物介质中比吸收率分布研究

微波偶极子辐射器在生物介质中比吸收率（ＳＡＲ）分布研究对脓道肿瘤热疗有重要实用意义,本文根据电磁场理论模型和迭加原理,采用高斯积分法和辛普森积分法相结合,分别计算了无水冷、有水冷,单缝隙和双缝隙微波偶极子辐射器在生物介质中的ＳＡＲ分布,结果表明,水冷可以较好地改善ＳＡＲ径向分布,增加治疗深度;而双缝隙可比单缝隙具有更为均匀的轴和ＳＡＲ分布,增加治疗体积,该研究结果可为腔道水冷式微波偶极子辐射器的研     

同轴谐振腔及微扰法测量介质介电常数

提出了一个新的具有设计性与综合功能的微波测量实验项目，利用同轴谐振腔，接合理论对介质的ε′、ε″及tanδ、加载腔端电容C进行测量与计算，并在学校电磁场与微波技术专业进行了教学实践，取得了良好的教学效果。     

基于有限元方法的不同类型肿瘤微波消融区域分布

为了研究微波消融技术在不同类型肿瘤中治疗效果,基于有限元分析方法,建立耦合电磁场和生物传热过程的微波消融模型,研究了单缝同轴微波消融天线在脑白质肿瘤、脑灰质肿瘤、乳腺脂肪肿瘤、乳腺腺体肿瘤、肾脏肿瘤、肺部肿瘤(充气和未充气状态下)、肝脏肿瘤和肌肉瘤中比吸收率、消融区域温度分布及消融灶形态。结果表明:由于各种类型组织热物性的不同,导致微波消融天线在不同类型的肿瘤组织中消融灶的形态和有效损毁区域的覆盖范围存在显著差异,其中微波消融天线在由脂肪组织包围的乳腺癌肿瘤中形成的消融灶呈水滴状,消融区域完全覆盖肿瘤,但沿着消融天线的穿刺方向存在尾迹;天线在未充气状态下的肺部组织中形成的消融区域对健康组织的损伤要大于充气状态下,同时消融天线在其他实质型组织中形成的消融区域基本呈现椭圆形,消融区域整体小于肺部和乳腺的消融灶,可见微波消融天线在乳腺和充气状态下肺部组织的肿瘤消融治疗中可以获得更加有效的治疗效果。     

利用微波驻波法测量石油中的含水率

本文提出了一种测量石油含水率(O～100％)的方法,即微波驻波法。对微波而言,油和水的波阻抗相差很大,其反射系数也相差很大。因此,当一束微波从同轴式天线探头发射到被测石油中,将按含水率的不同产生相应强度的反射。反射波经同轴式天线探头接收后与入射波迭加成驻波,即同轴线工作于驻波状态。利用固定于线上某一位置的检波器把它转换为电量,测量其值,便可确定探头所在处介质(石油)的含水率。     

缺陷对左手材料内部能量分布的影响

研究了以金属铜六边形开口谐振环（split ring resonators, SRRs）和铜线为基本结构单元的左手材料内部能量分布状态.利用波导测量线法测量了受X波段（8—12GHz）微波作用时左手材料及含空位和线缺陷左手材料内部电磁场能量分布.实验发现左手材料样品只对其谐振频率9.6GHz及附近发生介电响应，而对非谐振区频率几乎没有响应.引入空位和线缺陷后，导致左手材料内部的电磁场能量幅值整体减小，最大下降幅度达23%. 认为缺陷的引入破坏了左手材料的周期性有序结构，导致SRRs和铜线间的相互作用改变，从而引起其内部电磁场能量变化.     

大功率微波肿瘤热化疗多中心临床分析

 通过对使用大功率微波作为热源的亚高温热化疗与常规化疗的对比观察,探讨了肿瘤热化疗疗效和不良反应与常规化疗之间的差异.对13608 例使用大功率微波热疗机实施全身亚高温热疗配合化疗患者与15408 例常规化疗患者的疗效和不良反应进行对比,分析了微波场亚高温条件下化疗的机理及热疗温度、治疗时间、疗程与疗效的关系,以及微波热化疗疗效及不良反应与常规化疗之间的差别.结果显示,大功率微波热源的亚高温热化疗有效率为81.15%,常规化疗有效率为39.03%,且微波热化疗所致的不良反应率较常规化疗低.表明大功率微波热化疗治疗肿瘤的疗效明显优于常规化疗,而且减轻患者化疗的不良反应,是肿瘤治疗的有效手段.     

一种适用于骨肿瘤热疗的光纤光栅测温传感器

为解决骨肿瘤微波热疗时传统电子传感器在微波场环境中无法工作、探针刺入骨膜部位时易折断以及使用寿命短的问题,本文采用光纤光栅测温原理设计了一种测温传感器,该传感系统包括测温探针和光纤光栅多点温度监测仪,采用特殊的一体化结构设计及封装工艺,使探针具有0.5 mm壁厚,提高了传感器整体尤其是探针的机械强度,确保了传感器整体密封性能;采用不锈钢材质加工制作,延长了传感器的使用寿命。实验结果表明,传感器的精度为±0.3 ℃,测温响应时间为5 s。临床应用测试结果表明,该系统分辨率达到0.01 ℃,精度、可靠性高而且抗电磁干扰。     

应用于微波电磁场FDTD数值模拟的吸收边界条件

在应用FDTD方法模拟复杂空间中微波电磁场分布时,不仅要考虑入射电磁波的贡献,还要考虑反射电磁波的影响。对于后者,一般常采用吸收边界条件的方法予以处理。针对TEM电磁波的传播特点,推导出了一种新的吸收边界条件的表达式,并利用其对微波法金刚石膜沉积系统沉积室中电磁场的分布进行了数值模拟。     

抛物线型微波加热器的建模与仿真

根据抛物线的几何性质,设计了一种抛物线型腔体的微波加热器,提出基于商业电子设计自动化（EDA）软件对模型进行仿真的模拟,电磁场理论及有限元方法得出腔体内部电磁场分布,通过对结果的分析,寻求谐振腔的最优结构。通过对结构的优化,使电磁场的分布集中在吸波物质附近,且其他区域电磁场分布较为均匀,达到提高微波使用率的功效。     

单振子辐射器在圆柱状分层生物组织中的场分布

以牙根分层生物组织为例，采用近似模型，导出了单振子辐射器在圆柱状分层生物介质中的近场公式。通过数值计算，作出了电场分布的曲线，进一步分析比较了各层组织中场强的相对大小，从理论上探讨了微波治疗牙根尖周病的原理，理论分析结果与临床实践相符。     

北斗接收机强电磁脉冲前门耦合仿真研究

针对北斗接收机易受高功率微波干扰问题,采用圆极化贴片天线为辐照对象,基于CST(computer simulation technology)微波工作室和ADS(advanced design system)2种软件的联合仿真方法,将天线辐照产生的感应电动势注入接收机射频前端电路,并设置节点监测电路参数。仿真实验分析了窄带和超宽带高功率微波对导航接收机辐照的前门耦合过程,结果表明,超宽带电磁脉冲可以引起北斗接收机二级低噪声放大器晶体管烧毁,窄带电磁脉冲会造成前端限幅二极管击穿,造成导航系统无法工作。研究确定了接收机电路的易损部件,为北斗导航接收机的电磁防护设计提供了依据,研究方法也可为其他电磁脉冲前门耦合效应仿真实验提供参考。     

Parameter optimization of temperature field in RF-capacitive hyperthermia

To realize a certain target temperature distribution in tumor tissues and avoid over-heating in normal tissues in radio frequency (RF)-capacitive hyperthermia, an objective function and some weight coefficients are introduced. Then using the 2-D finite element method, the electromagnetic and bio-heat transfer equations are solved, and using the genetic algorithm the heating configurations are recursively modified to minimize the objective function. Finally an optimum solution of the expected heating field distribution in hyperthermia is achieved. And with a human heterogeneous tissue model extracted from X-ray CT images, satisfactory optimization results are obtained in the simulations on a biplate RF-capacitive hyperthermia device. This optimization technique for controlling the body temperature field has shown scientific importance and practical values in the research of hyperthermia.     

高功率矩形微波反应器加载圆柱形负载的仿真优化

利用高频电磁仿真软件HFSS 13对加载圆柱形负载的高功率矩形微波反应器进行建模仿真,计算馈口夹角及距离、负载材料、尺寸及位置对微波反应器加热效率的影响,获得各设计参数与反射功率之间的关系,分析得出优化高功率矩形微波反应器加热效率的普适结论.基于优化结论,选取各优化参数重新进行建模仿真.仿真结果显示,加热负载为粉煤灰和玻璃时微波吸收效率最高分别可达98.5%和95.3%.