應用于乳腺癌檢測的介質(zhì)天線設計與實現(xiàn).pdf

1、隨著微波技術的迅猛發(fā)展，微波技術的應用已經(jīng)深入到生產(chǎn)生活的各個方面，其應用已不局限于通信系統(tǒng)。微波治療，微波檢測等也成為微波技術研究與應用的新方向。而作為電磁能量輻射裝置（微波檢測中也為接收裝置）的微波探頭是微波治療和微波檢測系統(tǒng)中的關鍵組成部分，其性能的好壞不僅僅關系到系統(tǒng)能否正常輻射或接收電磁波，還影響著系統(tǒng)的工作效率和檢測精度。通常微波檢測技術用到的探頭都具有寬頻帶，小型化的特征。特別是應用于醫(yī)療微波無創(chuàng)檢測技術的探頭，由于作為檢

2、測對象的人體尺寸的限制，對探頭小型化的要求將更加苛刻。
　　乳腺癌是對女性危害最大的惡性腫瘤之一，早發(fā)現(xiàn)、早治療是患者被治愈和延長生命的關鍵。相比于早期乳腺癌檢測的其他手段，微波檢測技術成本低廉，檢測結果更加可靠，安全性更高。乳腺癌早期微波檢測技術已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的熱點。
　　本文研究了應用于早期乳腺癌微波檢測技術的介質(zhì)諧振天線，根據(jù)指標要求設計了三組應用于早期乳腺癌檢測的介質(zhì)諧振天線，三組天線分別工作在L、S波段的三個不

3、同的頻段，以兼顧探測深度和準確性。每組內(nèi)均為一發(fā)一收兩個天線。其中發(fā)射天為線左旋圓極化天線，接收天線為右旋圓極化天線。三組天線工作時環(huán)繞目標呈120°排列，每組中的接收天線和發(fā)射天線并排擺放。各組天線輪流完成對病灶的照射和反射信號的接收，將接收到的信號進行處理，得到最終的微波成像圖。本文在設計微波探頭的過程中，將輻射背景的電磁特性考慮在內(nèi)，使得仿真結果與天線的實際應用狀態(tài)更加吻合。并研究了輻射背景介電常數(shù)在小范圍內(nèi)變化時天線阻抗帶寬，軸

4、比帶寬和方向圖的變化規(guī)律，以模擬對不同個體進行檢測時由于個體自身介電常數(shù)的差異造成的探頭工作狀態(tài)變化的規(guī)律。選用相對較高的介電常數(shù)實現(xiàn)小型化，用一個不等長的正交十字耦合縫隙實現(xiàn)圓極化，將兩條縫隙的長度對換后，圓極化的旋向就會發(fā)生改變，采用帶狀線饋電來增強電磁屏蔽并減小后向輻射。最終三組天線實現(xiàn)的仿真阻抗帶寬分別為35.98％、51.4％、52％，3dB軸比帶寬分別為14.7％、15.22％、13.8％。天線的仿真增益為8dB左右。在接收