發(fā)布時間：2020-03-22 02:40

【摘要】：隨著微波成像技術(shù)的發(fā)展,其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣,在人們對健康高度重視的今天,醫(yī)學(xué)檢測設(shè)備的安全性問題備受關(guān)注,微波成像技術(shù)是根據(jù)物體的外部散射場來獲取物體形狀信息,是一種無損的物理成像方法,而且微波信號對人體的傷害極小,因此,微波成像技術(shù)作為醫(yī)學(xué)檢測手段引起人們極大的興趣。天線作為微波成像系統(tǒng)中關(guān)鍵因素,其性能直接影響成像效果,這類天線需要具備超寬帶、高增益、尺寸小、定向輻射、時域特性好等特點,才能獲得準確的成像信息。針對上述需求,本文提出了一種加載電阻的Vivaldi天線。Vivaldi天線是一種定向輻射的超寬帶天線,本文通過在對拓Vivaldi天線的輻射貼片上加載指數(shù)線型槽和貼片電阻,以達到拓展天線低頻部寬、改善天線輻射方向圖、實現(xiàn)天線小型化的目的。將本文所設(shè)計的天線在CST仿真軟件平臺進行仿真,天線尺寸為75 mm×95 mm,工作帶寬可達1.6-15 GHz,增益在4.3 d Bi到10.6 d Bi之間,天線輻射方向圖副瓣較低,能夠?qū)崿F(xiàn)良好的定向輻射,時域特性良好,傳輸信號的不失真能力較強,滿足醫(yī)學(xué)微波成像系統(tǒng)對天線的要求。并對天線進行了實物加工與測試,測試結(jié)果與仿真結(jié)果基本吻合。本文在CST軟件平臺對模擬腦中風(fēng)檢測系統(tǒng)仿真,根據(jù)人頭部不同組織的介電常數(shù)分布,建立頭部仿真模型,利用本文所設(shè)計的天線作為系統(tǒng)的收發(fā)天線,分別根據(jù)天線的S11參數(shù)和S21參數(shù)進行數(shù)據(jù)處理,采用共焦成像算法對頭部的仿真模型成像,仿真結(jié)果能夠準確的找到頭部模型中的異常組織,證明本文天線理論上可以應(yīng)用在醫(yī)學(xué)微波成像系統(tǒng)中。為了進一步驗證該天線在應(yīng)用中的可行性,本文建立了簡易的模擬腦中風(fēng)檢測實驗系統(tǒng),將本文設(shè)計天線的實物作為系統(tǒng)的收發(fā)天線,矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀存儲天線的S參數(shù),采用仿真時所用的共焦成像算法對實測數(shù)據(jù)進行成像,實驗結(jié)果能夠清楚的找到異常組織,證明了本文提出的加載電阻的Vivaldi天線可以應(yīng)用到醫(yī)學(xué)檢測的微波成像系統(tǒng)中。
【圖文】：

圖 1-1 獨立開槽的 Vivaldi 天線[13]一種應(yīng)用于微波成像系統(tǒng)的定向天線射金屬片的兩側(cè)開槽來增加天線的電們分析了在不同地方開不同數(shù)量的槽對最終確定了一種上下都開槽的最佳結(jié)構(gòu)45 mm×70 mm，工作頻帶為 3.1-10.6 GH測。但該天線可工作的最低頻率過高，在透。

小型化的目的，他們分析了在不同地方開不同數(shù)量的槽對天線 S11的影響果如圖 1-2 a)所示，，最終確定了一種上下都開槽的最佳結(jié)構(gòu)，如圖 1-2 b)所天線的尺寸很小，45 mm×70 mm，工作頻帶為 3.1-10.6 GHz，文中將這種用于對乳腺癌的檢測。但該天線可工作的最低頻率過高，在檢測介電常數(shù)的組織時，很難穿透。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN822

【參考文獻】

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本文編號：2594341