[发明专利]一种毫米波天线的保护装置、保护方法及毫米波治疗仪

说明书

本发明公开了一种毫米波天线的保护装置、保护方法及毫米波治疗仪，该保护装置和毫米波天线之间设置有装配台阶，装配台阶用于固定保护装置和毫米波天线之间的相对位置，保护装置与毫米波天线之间的相对位置根据毫米波天线辐射的场分布确定，保护装置的形状根据毫米波天线的方向图确定，保护装置的厚度根据数值仿真过程中毫米波天线与保护装置之间的特性阻抗匹配程度确定。该保护装置在保护天线的同时也保持了与天线之间的阻抗匹配，有利于毫米波天线的长期稳定工作。

技术领域

本发明涉及天线保护技术领域，具体涉及一种毫米波天线的保护装置、保护方法及毫米波治疗仪。

背景技术

毫米波是波长为毫米级的电磁波，通常所指频段为30-300GHz。影响毫米波传播特性的因素主要有环境中的障碍物，会使毫米波信号受到衰减、散射、改变极化和传播路径，进而使毫米波装置引入新的噪声，对装置工作造成影响。毫米波天线包括喇叭天线、微带天线、漏波天线等，其中喇叭天线因其结构简单、频带较宽、易于制造和方便调整等特点，被广泛应用于毫米波治疗仪中。

由于毫米波治疗仪需要深入腔内，因此需要对毫米波治疗仪中的天线进行保护。现有的天线保护介质在保护毫米波天线和仪器使用者的同时，也会由于和天线不匹配造成一部分毫米波能量损失。其中，不匹配是指毫米波从毫米波天线发射后，在经过保护介质到达受治疗部位的过程中，毫米波特性阻抗的分布不符合物理规律，造成毫米波在各个界面上产生不必要的反射，造成毫米波能量损失；同时反射的能量也会反馈到毫米波源，影响毫米波源的工作状态。现有毫米波治疗仪采用喇叭天线，在天线口面上设有一层保护介质，该介质在保护毫米波天线和使用者的同时，会由于和天线不匹配造成一部分毫米波能量损失。

因此，需要一种毫米波天线的保护装置，能够使在传输路径上的介质界面处达到特性阻抗匹配从而降低毫米波的反射，在保护天线的同时有利于天线的长期稳定工作，以解决现有技术中保护装置与天线不匹配造成的毫米波反射，使毫米波能量损失等问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种毫米波天线的保护装置、保护方法及毫米波治疗仪。

根据本发明的一个方面，提供一种毫米波天线的保护装置，该保护装置和毫米波天线之间设置有装配台阶，装配台阶用于固定保护装置和毫米波天线之间的相对位置，保护装置与毫米波天线之间的相对位置根据毫米波天线辐射的场分布确定，保护装置的形状根据毫米波天线的方向图确定，保护装置的厚度根据数值仿真过程中毫米波天线与保护装置之间的特性阻抗匹配程度确定。

该装置通过理论分析和数值仿真计算确定保护装置的材料、形状、厚度、与天线之间的相对位置，使毫米波在传播路径上的介质界面处处于阻抗匹配状态，防止由于不匹配造成的波反射。在保护天线的同时能够减小毫米波的能量损失，有利于毫米波天线长期稳定工作。

可选地，上述保护装置采用聚四氟乙烯材料制备，毫米波天线为圆锥喇叭天线，保护装置完全覆盖所述圆锥喇叭天线和与圆锥喇叭天线连接的圆波导。

可选地，在数值仿真过程中，当毫米波天线发射的毫米波通过保护装置时的反射损耗量小于预设损耗量时，保护装置的厚度符合毫米波天线与保护装置之间的特性阻抗匹配。

根据本发明的另一个方面，提供一种毫米波天线的保护方法，该方法包括：根据毫米波天线的方向图，确定毫米波天线保护装置的形状；对毫米波天线传输信道和场分布进行数值仿真；根据数值仿真过程中毫米波天线与保护装置之间的特性阻抗匹配程度确定保护装置的厚度、保护装置和毫米波天线之间的相对位置，以使毫米波在传输路径上的介质界面处处于阻抗匹配状态。