[实用新型]一种微波螺旋扫描装置

说明书

本实用新型涉及构建一种微波螺旋扫描装置，包括天线阵列、安装所述天线阵列的固定件、支架、耦合液循环模块，所述天线阵列包括多个天线，所述天线包括微波发射模块和微波接收模块，所述天线在所述固定件以弧面形式分布，所述固定件在所述支架上以在垂直方向进行螺旋移动，所述耦合液循环模块设置在所述天线阵列和待测物之间。通过多个天线在垂直方向上螺旋移动扫描，提高了水平平面上的角度扫描密度，也提高了垂直方向上的扫描密度，因此大大提升同时成像精度。此外，收发机、扫描天线阵和信号线同时固定在螺旋移动旋部件上，扫描过程中各器件相对静止，因此大大提升信号稳定性。

技术领域

本实用新型涉及一种微波扫描装置，尤其涉及一种微波螺旋扫描装置。

背景技术

大型阵列天线由于具有增益高、波瓣宽度窄、波束控制能力强等优点，在现代雷达及无线通信系统中得到了越来越广泛和研究和应用。同时，工程中为了降低成本和系统复杂度，一般希望将大型阵列设计成稀疏阵或子阵形式。然而，现有的设计方法在大型阵列应用中还面临着一些挑战。

乳腺癌是一种严重影响妇女身心健康甚至危及生命的最常见恶性肿瘤，据资料统计，发病率占全身各种恶性肿瘤的7-10％。目前乳腺癌普查主要采用人工手检辅助其它医学临床检测手段，常用的超声成像利用超声波在体内传播过程中遇到声阻抗变化的界面时的反射回波成像，但对于早期病变部位其成像对比度很低；X-CT技术是借助各部分组织对X射线的吸收不同产生不同的阴影所形成的图像，但对人体有害的射线作为信息的载体进行成像可能会导致癌变几率的增加；核磁共振成像用线圈检测技术获得组织驰豫信息与质子密度信息成像技术，它对人体无损伤且能实现功能成像，但设备成本造价高、使用及维护费用昂贵，给患者造成较大的经济负担，且设备无法实现小型化。

由于上述检测手段的缺陷，微波成像检测手段越来越受到关注。微波对乳腺癌的临床诊断具有安全无电离辐射，不需要对乳房进行疼痛的挤压，对早期乳腺癌灵敏性高等特点。此外，微波成像技术和系统可以以较高的效益/成本比针对病人进行日常的检测和长期的监测，在临床应用上有广泛的前景。不仅如此，微波成像还能针对有致密型乳腺的年轻人群进行大规模乳腺癌筛查，这在X-CT摄片技术是无法做到的。

目前现有的微波成像技术主要包括两个方面，即微波层析成像和雷达成像方法。通过提高成像算法的效率、准确率，可以很大程度提高成像的效果。无论哪一种成像方法，首先由一组天线构成天线阵列紧密地围绕或包裹整个乳房。单个天线作为发射单元依次向乳房发射微波信号，同时其他天线元作为接收单元接收散射的回波。接着计算机算法会对记录的回波散射信号进行算法处理，并还原成二维或三维的微波图像。

在现有的微波乳腺成像技术中，微波扫描可分为固定扫描方式和移动扫描方式。例如：目前应用于临床由英国Bristol大学设计的乳腺肿瘤检测机MARIA M4，使用的是固定扫描方式。其检测系统中分布了60个堆叠式贴片天线，在系统检测过程中天线相对被测物体固定。通过系统控制不同的天线收发序列达到空间扫描的过程。此类固定扫描方式由于受限于空间大小，空间扫描密度有限，因此大大影响成像精度。又例如：目前应用于临床由美国Dartmouth学院设计的乳腺肿瘤检测机，使用的是移动扫描方式。其检测系统中使用16个单极子天线，收发机与天线使用柔性信号线与天线连接。在系统检测过程中天线相对被测物体可做垂直上下移动扫描。此类固定扫描方式由于受限于信号收发机与检测天线的连接方式，检测过程中信号线相对收发机会发生位移这将会影响到信号的稳定性。同时也受限于空间大小，水平平面内角度扫描密度较小，因此大大影响成像精度。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：构建一种微波螺旋扫描装置，克服现有技术扫描结构影响微波成像精度以及稳定性的技术问题。