基于過孔波導(dǎo)的毫米波近場輻照系統(tǒng)設(shè)計與研究.pdf

1、近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對各種毫米波體外輻照裝置進(jìn)行探索和研究并不斷改善其結(jié)構(gòu)。本文設(shè)計了一種用于細(xì)胞輻照實(shí)驗的60GHz的毫米波體外輻照裝置，并且研究了以效率和均勻性為代表的輻照劑量。其中輻照系統(tǒng)構(gòu)建采用的是過孔波導(dǎo)技術(shù)，建模采用的是自適應(yīng)網(wǎng)格，研究方法采用的是毫米波體外細(xì)胞實(shí)驗數(shù)值劑量學(xué)方法，論文完成了以下三部分工作：
　　首先設(shè)計了一個毫米波輻照系統(tǒng)。這個系統(tǒng)是基于一個介質(zhì)基片集成的，介質(zhì)基片是通過印制電路板技術(shù)制作

2、。在介質(zhì)基片的上下表面覆蓋一層金屬片。在基片中制作兩列按照一定距離排列的金屬化通孔和耦合陣列。毫米波經(jīng)過兩列耦合孔在介質(zhì)基片中傳輸，并通過耦合陣列間隙散射。在耦合陣列上表面加載一個常規(guī)培養(yǎng)皿模型。同時用兩個對稱邊界將問題空間優(yōu)化為原來尺寸的1/4。
　　然后對培養(yǎng)液細(xì)胞的比吸收率(SAR)進(jìn)行仿真。通常輻照系統(tǒng)的網(wǎng)格分辨率在0.125mm左右是可行的。為了提高計算結(jié)果的精度，本文采用自適應(yīng)網(wǎng)格，其中計算空間使用0.1mm的網(wǎng)格分辨

3、率，對不需要結(jié)果的周圍空間使用0.5mm的網(wǎng)格分辨率。入射波選用頻率為60GHz和幅值為1V/m的毫米波。激勵源采用離散源，源阻抗為50歐姆。對輻照系統(tǒng)進(jìn)行仿真，通過觀察細(xì)胞培養(yǎng)液的SAR分布來分析輻射效率。
　　最后對培養(yǎng)液細(xì)胞層的SAR分布進(jìn)行優(yōu)化。通過140個周期的仿真我們得到細(xì)胞培養(yǎng)液表面SAR分布的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為120％。為了減小SAR分布的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差，我們將影響分布的因素進(jìn)行研究并調(diào)整到最優(yōu)。首先考慮計算周期不足導(dǎo)致