Устройство для микроволновой обработки биологической среды

 

Изобретение относится к технике СВЧ нагрева. Цель изобретения - повышение производительности путем обеспечения регулирования мощности облучения. Устройство для микроволновой обработки биологической среды содержит микроволновый генератор 1, диэлектрический стержень 2, на поверхность которого нанесено металлическое покрытие в виде двух встречно направленных гребенок 3 и 4, соединенных соответственно с выводами регулируемого источника 5 постоянного тока. На поверхность гребенок 3 и 4 нанесен слой 6 полупроводникового материала, легированный в областях, прилегающих к гребенкам 3 и 4. Подача напряжения на гребенки 3 и 4 вызывает изменение приводимости полупроводника 6, которое, в свою очередь, приводит к изменению коэффициента отражения покрытия стержня 2 и к изменению затухания волны вдоль продольной оси ОО. При определенном значении тока мощность в биологическую среду не излучается. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 С 01 Х 22/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКР!.)ТИЯ).!

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4398606/24-09 (22) 29.03.88 (46) 07.06.90. Бюл. М 21 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро Института радиоФизики и электроники АН УССР и Харьковский институт механизации и электриФикации сельского хозяйства (72) В.Д. Искин, В.И. Дядюк, А.И. Горошко и А.В. Бутенко (53) 621.317.39(088.8) (56) Андреева А,Н. и др. Влияние

СВЧ-излучения малой мощности íà гемоглобин. Злектронная техника.

Сер. Злектроника СВЧ, 1 971, К- 11, с.121-123.

Авторское свидетельство СССР

Ф !436033, кл. С Ol N 22!00, 1 987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МИКРОВОЛНОВОЙ

ОБРАБОТКИ БИОЛОГ ИЧЕСКОЙ СРРДЫ (57) Изобретение относится к технике

СВЧ-нагрева, Цель изобретения — повьппение производительности путем

2 обеспечения регулирования мощности облучения . Устройство для микроволновой обработки биологической среды содержит микроволновый генератор 1, диэлектрический стержень 2, на поверхность которого нанесено металли- . ческое покрытие в виде двух встречно направленных гребенок 3 и 4, соединенных соответственно с выводами регулируемого источника 5 постоянного тока. На поверхность гребенок 3 и 4 нанесен слой 6 полупроводникового материала, легированный в областях, прилегакщих к гребенкам 3 и 4.Подача напряжения на гребенки 3 и 4 вызывает изменение приводимости полупроводника

6, которое в свою очередь, приводит к изменению коэИ>ициента отражения покрытия стержня 2 и к изменению затухания волны вдоль продольной оси

00. При определенном значении тока мощность в биологическую среду не излучается. 3 ил.

1569682

Изобретение относится к технике

СВЧ-нагрева и может использоваться .для обработки биологических систем в миллиметровом диапазоне радиоволн.

Кель изобретения — повышение производительности путем обеспечения регулирования мощности облучения.

На фиг. 1 приведена конструкция устройства для микроволновой обработки биологической среды", на фиг.2 — разрез А-А на Фиг.1, на фиг. 3 — узел I на Фиг.2.

Устройство для микроволновой обработки биологической среды содер— жит микроволновый генератор 1, диэлектрический стержень 2, на поверхность которого нанесено металлическое покрытие в виде двух встречно направленных гребенок 3 и 4, соединенных соответственно с разноименными выводами регулируемого источника

5 постоянного тока, т.е. гребенки 3 и 4 соединены друг с другом электрически последовательно через источник

5. На встречно направленные гребенки

3 и 4 нанесен кроме того, слой 6 полупроводникового материала — высоKooMHblH полупроводник, легированный в областях 7, прилегающих к гребенкам 3 и 4 (фиг.2.).

Устройство для микроволновой обработки биологической среды работает следующим образом.

Диэлектрический стержень 2 погружают в облучаемую биологическую среду. При отсутствии электрического напряжения между гребенками 3 и 4, т.е. в отсутствие тока в цепи источ.ника 5 они практически не оказывают влияния (при размерах d и d/L значительно меньших длины волны h> в стержне 2, где с1 и L — соответственно ширина элемента гребенки и период гре-<5 бенки) на излучение поля из стержня

2 в биологическую среду в процессе распространения бегущей волны вдоль оси 00 через поверхность стержня 2 и слой 6 полупроводникового материала.

При подаче напряжения на гребенки 3 и 4 за счет инжектирующих областей 7 р- и и-типов у поверхности гребенок

3 и 4 происходит инжекция избыточных носителей заряда в объем слоя 6 по55 лупроводника, занимающего, в основном, объем в зазорах между зубьями гребенок 3 и 4 и изменение его проводимости.

Изменение проводимости полупроводникового материала приводит к изменению коэффициента отражения покрытия стержня 2, что приводит к измененик затухания волны вдоль продольной оси 00. При определенном значении тока, пропускаемого через слой 6 полупроводникового материала, весь стержень 2 по существу оказывается полностью экранированным от биологической среды высокопроводящим покрытием — мощность в биологическую среду не излучается, а коэффициент затухания c(,z -сравнивается с погонными потерями в стенках обычного металлического волновода.

Стержень 2 может быть вып олнен целиком из полупроводникового материала, например из кремния с тангенсом угла потерь = 10, а легированные участки полупроводника расположены в теле стержня у его поверхности под встречно направленными гребенками. Возможно также полное покрытие стержня вместе с гребенками и слоем полупроводникового материала тонким до 0,5 мкм слоем кварца для обеспечения биофизических требований — с те риль но с ти, химич еской инертности и др.

Точная оптимизация коэффициента продольного затухания мощности acymeствляется регулировкой в широких прег делах электропроводящих свойств покрытия при неизменной его толщине, что вполне осуществимо с высокой точностью с помощью регулируемого источника 5 тока.

Для достижения максимальной производительности значение сС должно быть порядка 10 мм, что находится в пределах регулирования о устройства.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает повышенной производительностью микроволновой обработки биологической среды за счет возможности регулирования и оптимизации параметров диэлектрического стержня 2, в том числе — коэффициента отражения покрытия, в широком диапазоне частот и электрофизических свойств облучаемой биологической среды.

Формула изобретения

Устройство для микроволновой обработки биологической среды, содер1569682

Составитель P. Кузнецова

Техред Л.Сердюкова Корректор О.Кравцова

Редактор А. Шандор

Заказ 1443 Тираж 492 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101 жашее микроволновый генератор, к выходу которого подсоединен диэлектрический стержень, на поверхность которого нанесено металлическое покрытие, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности путем обеспечения регулирования мощности облучения, металлическое покрытие выполнено в виде двух встречно направленных гребенок, которые соединены соответственно с выводами

5 введенного регулируемог о источника постоянного тока, при этом на поверхность встречно направленных гребенок нанесен дополнительно введенный слой полупроводникового материала.