RU2022489C1

RU2022489C1 - Device for irradiation of biological object

Info

Publication number: RU2022489C1
Authority: RU
Inventors: С.Г. Кузнецов
Original assignee: Московский институт инженеров сельскохозяйственного производства им.В.П.Горячкина
Priority date: 1992-04-22
Filing date: 1992-04-22
Publication date: 1994-10-30

Abstract

FIELD: agriculture; study of irradiation of biological objects. SUBSTANCE: device has section of rectangular short-circuited waveguide with chamber made of radio wave transparent material installed inside at distance of 1/4λ from short circuiting device. Chamber is made in form of cylinder whose diameter d and height h are selected to satisfy relationship d=a/8, h=b/5. Valve is placed between microwave energy source and section of rectangular waveguide. l - operating wave-length, a and b - dimensions of wide and narrow walls of rectangular waveguide section, respectively. EFFECT: enlarged operating capabilities. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике СВЧ и предназначено для проведения исследований. The invention relates to microwave technology and is intended for research.

Известно устройство для облучения СВЧ-полем объекта, который располагают в центре камеры (патент Великобритании N 1114938, кл. H 05 B 6/64, 1983). A device for irradiating the microwave field of an object, which is located in the center of the camera (UK patent N 1114938, CL H 05 B 6/64, 1983).

Недостатком устройства является пространственная неразделенность электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля в зоне расположения объекта. The disadvantage of this device is the spatial separation of the electric and magnetic components of the electromagnetic field in the area of the object.

Известно также устройство для облучения биологического объекта, включающее последовательно соединенные источник СВЧ-энергии, соединенный с прямоугольным волноводом, в центре которого размещена камера из радиопрозрачного материала, установленная на равных расстояниях от стенок прямоугольного волновода, камера из радиопрозрачного материала имеет форму цилиндра, диаметр которого не превышает 1/8 части широкой стенки прямоугольного волновода, а его высота не превышает 1/5 части узкой стенки прямоугольного волновода. Источник СВЧ-энергии выполнен непрерывным или импульсным. A device for irradiating a biological object is also known, which includes a serially connected microwave energy source connected to a rectangular waveguide, in the center of which there is a chamber of radiolucent material installed at equal distances from the walls of a rectangular waveguide, the chamber of radiolucent material has the shape of a cylinder whose diameter is not exceeds 1/8 of the wide wall of the rectangular waveguide, and its height does not exceed 1/5 of the narrow wall of the rectangular waveguide. The microwave energy source is continuous or pulsed.

Недостаток устройства состоит в том, что пространство не разделены электрическая и магнитная составляющие электромагнитного поля в зоне расположения биологического объекта. The disadvantage of this device is that the space is not separated electrical and magnetic components of the electromagnetic field in the area of the biological object.

Целью изобретения является пространственное разделение электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля в зоне расположения биообъекта. The aim of the invention is the spatial separation of the electric and magnetic components of the electromagnetic field in the area of the bioobject.

Предложенное устройство отличается от известного тем, что прямоугольный волновод снабжен плоским короткозамыкателем, установленным перпендикулярно узким и широким стенкам прямоугольного волновода, который образует в СВЧ-источником линию связи длиной кратной половине длины волны в волноводе, на выходе источника СВЧ-энергии установлен СВЧ-вентиль, первая камера из радиопрозрачного материала установлена от короткозамыкателя на расстоянии равном 1/4 длины электромагнитной волны в прямоугольном волноводе, вторая камера из радиопрозрачного материала установлена от короткозамыкателя на расстоянии равном 1/2 длины электромагнитной волны в прямоугольном волноводе. The proposed device differs from the known one in that the rectangular waveguide is equipped with a flat short circuit, perpendicular to the narrow and wide walls of the rectangular waveguide, which forms a communication line in the microwave source that is a multiple of half the wavelength in the waveguide, a microwave valve is installed at the output of the microwave energy source, the first chamber of radiolucent material is installed from the short-circuit at a distance equal to 1/4 of the length of the electromagnetic wave in a rectangular waveguide, the second chamber is of radiolucent material is installed from the short circuit at a distance equal to 1/2 the length of the electromagnetic wave in a rectangular waveguide.

Отличительные признаки в совокупности с другими признаками обеспечивают получение положительного эффекта, заключающегося в пространственном разделении электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля за счет выбора места расположения камер из радиопрозрачного материала относительно короткозамыкателя в прямоугольном волноводе. Distinctive features in combination with other features provide a positive effect, which consists in the spatial separation of the electric and magnetic components of the electromagnetic field due to the choice of the location of the cameras made of radio-transparent material relative to the short circuit in a rectangular waveguide.

На чертеже изображено устройство для облучения биологического объекта. The drawing shows a device for irradiating a biological object.

Оно содержит источник 1 СВЧ-энергии, прямоугольный волновод 2, первую 8 и вторую 9 камеры 3 из радиопрозрачного материала, широкую 5 и узкую 4 стенки прямоугольного волновода 2 и короткозамыкатель 6. СВЧ-вентиль 7 на выходе СВЧ-источника 1 обеспечивает его работоспособность в режиме короткого замыкания. It contains a microwave energy source 1, a rectangular waveguide 2, a first 8 and a second 9 chamber 3 of radiolucent material, a wide 5 and a narrow 4 wall of a rectangular waveguide 2, and a short circuit 6. A microwave valve 7 at the output of the microwave source 1 ensures its operability in short circuit mode.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Для облучения биологического объекта электрической или магнитной составляющей СВЧ-поля его помещают соответственно в первую 8 или вторую 9 камеры и включают источник 1. СВЧ-энергия поступает в прямоугольный волновод 2 и воздействует на биообъект в камере 3. СВЧ-вентиль 7 не пропускает отраженную от короткозамыкателя 6 СВЧ-энергию в СВЧ-источник 1. To irradiate a biological object with the electric or magnetic component of the microwave field, it is placed in the first 8 or second 9 chamber, respectively, and the source 1 is turned on. Microwave energy is supplied to the rectangular waveguide 2 and acts on the biological object in the chamber 3. The microwave valve 7 does not pass reflected from short circuit 6 microwave energy to the microwave source 1.

П р и м е р. Использовали источник СВЧ-энергии со следующими основными параметрами:
Потребляемая мощность, кВт 5,0
Частота, МГц 860
Сечение волновода, мм² 250х110
Длина электромагнитной волны в прямоугольном волноводе с широкой стенкой а = 250 мм и с узкой стенкой b = 125 мм составит
λ_в=

=

= 485 мм , где λ- длина волны в свободном пространстве, мм;

- волноводный коэффициент;

=

= 0,72
С учетом результатов по уравнению камера 8 должна быть расположена от короткозамыкателя 6 на расстоянии

=

= 12,1 cм В этом случае эпюры распределения силовых линий электрического поля и магнитного поля волны типа Н10 на биообъекте в камере 8 показывают, что в режиме стоячих волн воздействие окажет только электрическая составляющая СВЧ-поля.PRI me R. We used a microwave energy source with the following main parameters:
Power consumption, kW 5,0
Frequency, MHz 860
Section of the waveguide, mm ² 250х110
The electromagnetic wavelength in a rectangular waveguide with a wide wall a = 250 mm and with a narrow wall b = 125 mm
λ _in =

=

= 485 mm, where λ is the wavelength in free space, mm;

- waveguide coefficient;

=

= 0.72
Based on the results of the equation, the chamber 8 should be located at a distance from the short circuit 6

=

= 12.1 cm In this case, the plots of the distribution of the lines of force of the electric field and the magnetic field of an H10 wave on a biological object in chamber 8 show that in the standing-wave mode only the electric component of the microwave field will affect.

С учетом результатов по уравнению камера 9 должна быть расположена от короткозамыкателя 6 на расстоянии

=

= 24,3 cм В этом случае эпюры распределения силовых линий электрического и магнитного полей волны типа Н₁₀ в зоне расположения камеры 9 показывают, что в режиме стоячих волн на биообъекте воздействие окажет только электрическая составляющая поля.Based on the results of the equation, the camera 9 should be located from the short circuit 6 at a distance

=

= 24.3 cm In this case, the diagrams of the distribution of the lines of force of the electric and magnetic fields of a wave of type H ₁₀ in the zone of location of chamber 9 show that in the regime of standing waves on a biological object, only the electric component of the field will affect.

Предложенное устройство по сравнению с известным позволяет осуществить пространственное разделение электрической и магнитной составляющих СВЧ-поля в зоне расположения биологического объекта. The proposed device, compared with the known one, allows spatial separation of the electric and magnetic components of the microwave field in the area of the biological object.

Claims

1. DEVICE FOR IRRADIATING A BIOLOGICAL OBJECT, containing a microwave energy source and a segment of a rectangular waveguide, in the center of which at equal distances from narrow walls there is a chamber made of radio-transparent material, characterized in that the segment of a rectangular waveguide is made by a short-circuit multiple of λ / 2, and with a short circuit, a chamber of radiolucent material is installed at a distance of λ / 4 from the short circuit, and a valve is connected between the microwave energy source and the segment of the rectangular waveguide, while from a radiotransparent material is a cylinder, the diameter d and height h of which are selected from the relations
d ≅ a / 8 and h ≅ b / 5,
where a is the size of the wide wall of a segment of a rectangular waveguide;
b is the size of the narrow wall of a segment of a rectangular waveguide;
λ is the working wavelength.

2. The device according to claim 1, characterized in that an additional chamber of radio-transparent material is inserted into it, mounted at a distance of λ / 2 from the short circuit.

3. The device according to claims 1 and 2, characterized in that the microwave energy source is a source of pulsed oscillations.

4. The device according to claims 1 and 2, characterized in that the microwave energy source is a source of continuous oscillations.