本文選題：超寬帶天線 + 微帶天線��； 參考：《天津大學》2012年碩士論文

【摘要】：乳腺腫瘤是危害婦女健康的常見惡性腫瘤之一,最近幾年的醫(yī)學統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)其發(fā)病率在不斷攀升,已經成為危害女性群體的一大殺手,對早期乳腺腫瘤的有效探測成為了有效防治乳腺腫瘤的關鍵。傳統(tǒng)的乳腺腫瘤探測技術如計算機斷層掃描技術、乳房x光鉬鈀成像技術、核磁共振成像技術、近紅外線掃描、超聲波檢查法等具有漏檢率高、誤檢率高、容易引起正常組織癌變等缺點,與這些檢測方法相比超寬帶微波近場檢測技術具有高分辨率、高定位精度、低輻射功率、對人體傷害小等優(yōu)點,利用超寬帶微波檢測技術探測早期乳腺腫瘤越來越受到人們的重視。超寬帶天線是微波近場檢測乳腺腫瘤系統(tǒng)中的關鍵部件,其性能的好壞對腫瘤探測的準確性起著決定性的作用,天線在檢測系統(tǒng)中擔任發(fā)射超寬帶探測脈沖和接收目標物體散射信號的任務,所設計天線應具備超大的帶寬、緊湊的尺寸、低色散、好的方向性等要求,因此對檢測系統(tǒng)中超寬帶天線的設計和研究有著相當重要的意義。本論文系統(tǒng)的總結了實現(xiàn)微帶天線小型化的方法,并在此基礎上結合乳腺檢測系統(tǒng)的要求研究設計了幾款小型超寬帶天線,并仿真了用所設計天線檢測乳腺腫瘤的效果,驗證了將其應用于早期乳腺腫瘤檢測的可行性。 本文首先介紹了超寬帶無線電技術的研究歷史以及目前的發(fā)展情況,簡述了超寬帶無線電技術的定義、特點和應用領域。然后對早期乳腺腫瘤檢測的方法進行了介紹和對比,分析了利用微波檢測技術檢測乳腺腫瘤的優(yōu)勢,并介紹了這一方法的研究現(xiàn)狀和存在的問題。文章的第二部分介紹了超寬帶天線的基礎理論知識,對衡量天線好壞的基本技術參量做了較全面介紹,探討了超寬帶天線的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀及趨勢,總結了超寬帶天線的分類和各類型天線的特點,最后介紹了研究超寬帶天線的常用數值分析方法和計算機仿真軟件。文章第三部分對實現(xiàn)微帶天線小型化的技術方法進行了深入研究,詳細分析了各種實現(xiàn)微帶天線小型化技術的原理和效果,然后結合微波近場檢測乳腺腫瘤系統(tǒng)對天線的要求設計了兩款小型化天線實例,對天線的尺寸進行了仿真優(yōu)化,然后制作了天線實物并測量了實物天線的性能。文章第四部分通過仿真驗證所設計天線在微波近場檢測乳腺腫瘤中的實際可行性,介紹了人體乳房組織的結構及其電磁特性,結合這些參數利用CST軟件建立乳房仿真模型,對微波近場成像檢測乳腺腫瘤過程進行了仿真,并利用共焦成像算法對腫瘤進行影像重構,對成像的結果進行了分析。 文章的最后對全文總結,并對今后的工作做出了展望。
[Abstract]:Breast cancer is one of the most common malignant tumors that endanger women's health. In recent years, medical statistics have found that the incidence of breast cancer is increasing and has become a major killer of women. Effective detection of early breast tumors has become the key to prevent and treat breast tumors. Traditional breast tumor detection techniques, such as computed tomography, mammo-molybdenum and palladium imaging, magnetic resonance imaging, near-infrared scanning, ultrasonic examination and so on, have high rate of missed detection and high rate of false detection. Compared with these methods, UWB microwave near-field detection technology has the advantages of high resolution, high positioning accuracy, low radiation power, and less harm to human body. More and more attention has been paid to the detection of early breast tumors by UWB microwave detection. Ultra-wideband antenna is a key component in the system of microwave near-field detection of breast tumors. The performance of UWB antenna plays a decisive role in the accuracy of tumor detection. The antenna is responsible for transmitting ultra-wideband detection pulse and receiving the target object scattering signal in the detection system. The designed antenna should have large bandwidth, compact size, low dispersion, good directionality and so on. So it is very important to design and research UWB antenna in detection system. In this paper, the methods of miniaturization of microstrip antenna are summarized systematically. Based on this, several small UWB antennas are designed in combination with the requirements of mammary gland detection system, and the effect of detecting breast tumor with the designed antenna is simulated. The feasibility of its application in early detection of breast tumors was verified. This paper first introduces the research history and current development of UWB radio technology, briefly describes the definition, characteristics and application of UWB radio technology. Then, the paper introduces and compares the methods of early detection of breast tumors, analyzes the advantages of using microwave detection technology to detect breast tumors, and introduces the research status and existing problems of this method. In the second part of the paper, the basic theory of UWB antenna is introduced, and the basic technical parameters to measure the quality of UWB antenna are introduced, and the development history, research status and trend of UWB antenna are discussed. The classification of UWB antennas and the characteristics of UWB antennas are summarized. At last, the common numerical analysis methods and computer simulation software for UWB antennas are introduced. In the third part of the paper, the technical methods of miniaturization of microstrip antenna are studied, and the principle and effect of various miniaturization techniques of microstrip antenna are analyzed in detail. Then two miniaturized antennas are designed according to the requirements of microwave near-field detection system for breast tumor. The size of antenna is simulated and optimized. Then the antenna object is made and the performance of the antenna is measured. In the fourth part of the paper, the feasibility of the designed antenna in detecting breast tumor by microwave near field is verified by simulation. The structure and electromagnetic characteristics of human breast tissue are introduced, and the simulation model of breast is established by using CST software combined with these parameters. The process of detecting breast tumor by microwave near-field imaging is simulated, and the image reconstruction of the tumor is carried out using confocal imaging algorithm. The imaging results are analyzed. At the end of the article, the paper summarizes the full text and makes a prospect for the future work.
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：R318.6;TN820

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本文編號：1944830