本文關(guān)鍵詞：生物組織的微波毫米波電特性研究

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【摘要】：癌癥是如今威脅人類(lèi)健康的一種高發(fā)病率的疾病,近百年來(lái)人類(lèi)一直與癌癥進(jìn)行著斗爭(zhēng),近些年來(lái)對(duì)于癌癥的預(yù)防和治療越來(lái)越受到人類(lèi)的關(guān)注。傳統(tǒng)的癌癥治療方法如化療和放療會(huì)對(duì)人體造成較高的危害和產(chǎn)生高昂的治療成本,微波成像和微波治療作為一種較新的檢測(cè)和治療癌癥的方法,具有精度高、穿透強(qiáng)、對(duì)人體傷害小等優(yōu)點(diǎn)。生物組織的電特性參數(shù)是微波成像和微波治療研究的基礎(chǔ)�？蒲泄ぷ髡哚槍�(duì)不同類(lèi)型的病癥,根據(jù)腫瘤組織和正常組織的電特性參數(shù)差異,設(shè)計(jì)了適合不同特定情況的癌癥早期檢測(cè)和癌癥治療的微波毫米波系統(tǒng)方案。因此,得到微波頻率的不同組織的電特性參數(shù)就顯得尤為重要。本課題設(shè)計(jì)了一種以共面波導(dǎo)為基礎(chǔ)的測(cè)量夾具系統(tǒng),該系統(tǒng)對(duì)于測(cè)量生物組織準(zhǔn)確便捷,測(cè)試頻率范圍為1-5GHz,通過(guò)HFSS軟件進(jìn)行測(cè)量夾具系統(tǒng)的仿真模擬,使用仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)提取的驗(yàn)證。還基于該測(cè)量夾具提出了使用單夾具進(jìn)行儀器去嵌入的方法,并通過(guò)Matlab軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。本課題根據(jù)仿真模型加工了一套測(cè)試系統(tǒng),通過(guò)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量得到的待測(cè)物的介電常數(shù)實(shí)部的誤差|△ε/ε≤5%,測(cè)量損耗的誤差|tanδ|≤0.05。通過(guò)測(cè)量得到了幾種不同的生物組織的介電特性參數(shù),為設(shè)計(jì)針對(duì)微波檢測(cè)和治療癌癥的電路系統(tǒng)做出了理論基礎(chǔ)。本文的主要研究工作有：1.對(duì)國(guó)內(nèi)外的介電常數(shù)測(cè)量方法及發(fā)展進(jìn)行綜述。本設(shè)計(jì)使用共面波導(dǎo)測(cè)量夾具,并對(duì)共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了相應(yīng)的理論分析,通過(guò)分析不同結(jié)構(gòu)的共面波導(dǎo)得出相應(yīng)的計(jì)算公式,通過(guò)這些理論公式推導(dǎo)出相對(duì)介電常數(shù)的求解方法。2.針對(duì)使用共面波導(dǎo)測(cè)量夾具測(cè)量生物組織提出了一種單夾具去嵌入方法,并且通過(guò)電磁仿真軟件HFSS和Matlab計(jì)算程序?qū)υ摲椒ㄟM(jìn)行驗(yàn)證。3.加工測(cè)試裝置并搭建測(cè)試平臺(tái),對(duì)不同的生物組織樣本進(jìn)行實(shí)測(cè),通過(guò)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和計(jì)算機(jī)程序處理分析原始數(shù)據(jù),得到了所需求解的待測(cè)物的相對(duì)介電常數(shù),并且對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理和分析。
【關(guān)鍵詞】：共面波導(dǎo) 部分電容法 去嵌入 介電常數(shù)
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：R310
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 不同測(cè)量方法的對(duì)比11-15
• 1.2.1 諧振法12-13
• 1.2.2 傳輸/反射法13-15
• 1.3 本文的結(jié)構(gòu)安排15-16
• 第二章 基本理論與方法16-42
• 2.1 本文的研究目標(biāo)和基本理論16-24
• 2.1.1 傳輸線(xiàn)理論16-18
• 2.1.2. 微波網(wǎng)絡(luò)矩陣18-24
• 2.2 共面波導(dǎo)的理論計(jì)算分析24-30
• 2.2.1 共面波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)24-25
• 2.2.2 開(kāi)場(chǎng)和屏蔽共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)模型的保角變換分析25-30
• 2.3 共面波導(dǎo)的多種結(jié)構(gòu)分析30-40
• 2.3.1 普通共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)30-32
• 2.3.2 下屏蔽共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)32-34
• 2.3.3 全屏蔽共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)34-36
• 2.3.4 填充多層介質(zhì)的全屏蔽共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)36-40
• 2.4 共面波導(dǎo)夾具求解等效介電常數(shù)實(shí)部的方法40-41
• 2.5 本章小結(jié)41-42
• 第三章 參數(shù)提取的方法42-50
• 3.1 單夾具去嵌方法42-45
• 3.1.1 去嵌原理介紹42-43
• 3.1.2 去嵌方法43-45
• 3.2 參數(shù)提取的方法45-48
• 3.2.1 傳播常數(shù)的提取45
• 3.2.2 等效介電常數(shù)的提取45-46
• 3.2.3 待測(cè)物層的介電常數(shù)提取46-48
• 3.3 本章小結(jié)48-50
• 第四章 仿真分析和結(jié)果50-63
• 4.1 仿真參數(shù)設(shè)定50-52
• 4.2 仿真數(shù)據(jù)分析52-55
• 4.3 仿真結(jié)果處理55-62
• 4.3.1 仿真模擬藍(lán)寶石材料的樣品55-56
• 4.3.2 電路仿真結(jié)果仿真模擬陶瓷材料的樣品56-57
• 4.3.3 仿真模擬脂肪的樣品57-58
• 4.3.4 仿真模擬玻璃的樣品58-59
• 4.3.5 仿真模擬肝臟的樣品59-60
• 4.3.6 仿真模擬肌肉的樣品60-61
• 4.3.7 仿真模擬聚四氟乙烯的樣品61-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 第五章 測(cè)試系統(tǒng)與測(cè)試結(jié)果63-79
• 5.1 測(cè)試系統(tǒng)分析63-65
• 5.1.1 測(cè)試系統(tǒng)63
• 5.1.2 測(cè)量夾具的制作63-65
• 5.2 測(cè)試流程65
• 5.3 測(cè)試結(jié)果及分析65-78
• 5.3.1 試標(biāo)準(zhǔn)樣品陶瓷(e_r=6.5)65-67
• 5.3.2 試標(biāo)準(zhǔn)樣品陶瓷(e_r=9.5)67-68
• 5.3.3 測(cè)試豬的肝臟組織樣品68-70
• 5.3.4 測(cè)試雞的肌肉組織樣品70-72
• 5.3.5 測(cè)試豬的脂肪組織樣品72-73
• 5.3.6 測(cè)試豬的肌肉組織樣品73-75
• 5.3.7 測(cè)試豬的皮層組織樣品75-76
• 5.3.8 測(cè)試豬的腎臟組織樣品76-78
• 5.3.9 對(duì)比測(cè)試溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響78
• 5.4 本章總結(jié)78-79
• 第六章 結(jié)論79-81
• 6.1 全文工作總結(jié)79-80
• 6.2 后續(xù)工作展望80-81
• 致謝81-82
• 參考文獻(xiàn)82-87
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果87

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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10 劉軍;王志功;謝婷婷;童海濤;方芳;;共面波導(dǎo)(CPW)在單片電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[A];1999年全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集(上冊(cè))[C];1999年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

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2 鄒煥;片上共面波導(dǎo)關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用研究[D];電子科技大學(xué);2011年

3 陳宏巍;基于有限差分法的非對(duì)稱(chēng)共面波導(dǎo)及其彎曲結(jié)構(gòu)的研究[D];大連海事大學(xué);2014年

4 范木杰;時(shí)域多分辨分析在非對(duì)稱(chēng)共面波導(dǎo)研究中的應(yīng)用[D];大連海事大學(xué);2010年

5 李曉明;非對(duì)稱(chēng)共面波導(dǎo)等阻抗特性及其應(yīng)用的研究[D];大連海事大學(xué);2011年

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7 張卉;非均勻傳輸線(xiàn)場(chǎng)路特性研究[D];北京交通大學(xué);2008年

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6 王敏;基于直線(xiàn)法的有限地共面波導(dǎo)傳輸特性研究[D];電子科技大學(xué);2010年

7 曾山;光調(diào)制器中的共面波導(dǎo)電極結(jié)構(gòu)分析[D];電子科技大學(xué);2003年

8 于亞芳;基于缺陷接地結(jié)構(gòu)的共面波導(dǎo)天線(xiàn)研究[D];天津大學(xué);2007年

9 李倩;共面波導(dǎo)電磁場(chǎng)探頭天線(xiàn)的設(shè)計(jì)[D];大連海事大學(xué);2011年

10 張思磊;半波長(zhǎng)超導(dǎo)共面波導(dǎo)諧振器及其微波傳輸特性[D];西南交通大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：863534