生物医用冲激脉冲辐射聚焦天线的设计与优化

作者：姚陈果; 龙再全; 孙才新; 米彦; 李成祥

来源：电工技术学报, 2011, (02): 21-26+43.

DOI：10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.2011.02.004

• 皮秒电场脉冲
• 超宽带
• 冲激脉冲辐射天线
• 聚焦 Picosecond electric pulses
• ultra wide band
• impulse radiation antenna
• focusing

ps级电场脉冲的宽度远小于生物组织的细胞核膜与细胞膜的充电时间常数(几十纳秒和几百纳秒),且具有丰富的超宽带频谱(几乎从直流到GHz),因而具有很高的时间分辨率和空间分辨率。文章提出一种由同轴TEM馈电的圆锥结构与椭球面反射器组成的超宽带冲激脉冲辐射天线,通过冲激脉冲辐射天线将高强度皮秒电场脉冲传输至生物组织浅层靶点位置形成有效的聚焦。仿真分析了4种模型在不同条件下聚焦区域的电场分布,并对天线结构进行了优化选择。结果显示该天线在焦点区域的电场分布保持了输入脉冲的冲激特性,电压驻波比小于2,且具有稳定的增益和场方向图,x轴方向电场分布的半峰带宽小于20mm,y轴和z轴方向小于10mm。

• 单位
  重庆大学; 四川电力设计咨询有限责任公司