异向介质在微波热疗中的应用研究

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1、中国科学技术大学博士学位论文万方数据异向介质在微波热疗中的应用研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：陶丞金电磁拯皇邀遮蕉盔王圈9煎援三Q二四生土旦万方数据

2、JIIIIIIIIIIIIIIIIIfY2698011UniversityofScienceandTechnologyofChinaUniversityofcienceand1echnologynaAdissertationfordoctor’SdegreeResearchonApplicationofLeft．HandedMetamaterial-nMicrowaveHyperthermi

3、aAuthor：speciality：Supervisor：FinishedTime：YonKhuiTaoElectromagneticFieldsandMicrowaveTechniquesP煦￡Q垫g№g0ctober．2014万方数据中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：雌敛宝口韶V岫．1l、丫签字日期：尸’uII’’中国科学技

4、术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。／母公开口保密(年)作者签名：么益I尘尘导师签名：兰垒211士厂、I＼签字日期：逊【业!!!：LP万方数据摘要异向介质是一种等效介电常数和等效磁导

5、率同时为负的人工介质，在无损探测、微波器件设计、隐身材料设计等多个领域展现了广阔的应用前景。由于其具有独特的聚焦特性，异向介质可望在肿瘤的微波热疗中获得良好的应用。本文主要针对异向介质微波热疗中的一些关键问题进行研究，主要的研究工作和成果包括：针对分布面积较大、形状复杂的浅表肿瘤，提出基于异向介质平板透镜的多源联合加热方案。通过对热疗性能进行理论分析和数值仿真，确定了多个源实现联合加热的条件。进一步通过合理地调控源的分布、幅度及相位，可获得与肿瘤形状、姿态吻合的加热区域，实现适形热疗。针对发于颈部、四肢的浅表肿瘤，平板透镜适用性较差，提出采用异向介质

6、柱面透镜的多源联合加热方案。根据柱面异向介质透镜的不同聚焦机制，给出了相应的浅表肿瘤适形热疗的微波源配置方案。深入探讨了低损耗传输线型异向介质结构的构造原理，并通过参数优化设计了两款异向介质结构单元，分别用于构造具有高、低等效折射率的平板透镜。进一步，针对微波热疗系统中散热水层引入强反射并导致异向介质透镜聚焦性能下降的问题，提出异向介质透镜一循环水层一体化结构设计。通过设计具有部分液基的异向介质透镜，在实现散热的同时，保证热疗性能。通过制备所设计的传输线型平板透镜，搭建相应的聚焦实验系统，采用双源实验，验证了我们提出的热疗方案及微波源配置方案有效性。

7、进一步，对部分液基异向介质透镜的性能进行了实验验证。最后，采用折射率较高的单平板异向介质透镜，搭建了单微波源热疗验证试验系统。通过对生物组织样品加热实验，在一定程度上验证了异向介质透镜在微波热疗中良好的应用潜力。关键词：异向介质平板透镜柱面透镜聚焦浅表肿瘤微波热疗万方数据摘要II万方数据AbstractABSTRACTLeft—handedmetamaterial(LHM)isakindofartificialdielectricwithnegativeeffectivepermittivityandeffectivepermeability．Owi

8、ngtoitsuniqueelectromagneticproperties，LHMcanfindwideapplicationinmanyfieldssuchasnondestructivede—tection，microwavedevicedesign，invisiblecloakdesign，etc．Inrecentyears，itisfoundthat，thankstoitsuniquefocusingcharacteristics，LHMalsohavegreatapplicaotionprospectinmicrowavehyperthe

9、rmia．Thispaperisconcentratedontheresearchonthekeyprobl