【摘要】：隨著微波成像技術(shù)的發(fā)展,其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣,在人們對(duì)健康高度重視的今天,醫(yī)學(xué)檢測(cè)設(shè)備的安全性問(wèn)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(chǎng)來(lái)獲取物體形狀信息,是一種無(wú)損的物理成像方法,而且微波信號(hào)對(duì)人體的傷害極小,因此,微波成像技術(shù)作為醫(yī)學(xué)檢測(cè)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(lèi)天線需要具備超寬帶、高增益、尺寸小、定向輻射、時(shí)域特性好等特點(diǎn),才能獲得準(zhǔn)確的成像信息。針對(duì)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(guò)在對(duì)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(dá)到拓展天線低頻部寬、改善天線輻射方向圖、實(shí)現(xiàn)天線小型化的目的。將本文所設(shè)計(jì)的天線在CST仿真軟件平臺(tái)進(jìn)行仿真,天線尺寸為75 mm×95 mm,工作帶寬可達(dá)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(shí)域特性良好,傳輸信號(hào)的不失真能力較強(qiáng),滿足醫(yī)學(xué)微波成像系統(tǒng)對(duì)天線的要求。并對(duì)天線進(jìn)行了實(shí)物加工與測(cè)試,測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果基本吻合。本文在CST軟件平臺(tái)對(duì)模擬腦中風(fēng)檢測(cè)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(jì)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(jìn)行數(shù)據(jù)處理,采用共焦成像算法對(duì)頭部的仿真模型成像,仿真結(jié)果能夠準(zhǔn)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(jìn)一步驗(yàn)證該天線在應(yīng)用中的可行性,本文建立了簡(jiǎn)易的模擬腦中風(fēng)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),將本文設(shè)計(jì)天線的實(shí)物作為系統(tǒng)的收發(fā)天線,矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀存儲(chǔ)天線的S參數(shù),采用仿真時(shí)所用的共焦成像算法對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行成像,實(shí)驗(yàn)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(cè)的微波成像系統(tǒng)中。
【圖文】：

圖 1-1 獨(dú)立開(kāi)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(kāi)槽來(lái)增加天線的電們分析了在不同地方開(kāi)不同數(shù)量的槽對(duì)最終確定了一種上下都開(kāi)槽的最佳結(jié)構(gòu)45 mm×70 mm，工作頻帶為 3.1-10.6 GH測(cè)。但該天線可工作的最低頻率過(guò)高，在透。

小型化的目的，他們分析了在不同地方開(kāi)不同數(shù)量的槽對(duì)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(kāi)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(duì)乳腺癌的檢測(cè)。但該天線可工作的最低頻率過(guò)高，在檢測(cè)介電常數(shù)的組織時(shí)，很難穿透。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN822

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2594341