Устройство для микроволновой обработки биологической среды

(21) (22) (46) (71) обесп облуч НОВОЙ содер ирования ения р мощности микроволкой среды ератор 1,на по о метал ния . Устрои во дл логнч отки би микр волновыи гий стержень рого нанес торско-техно радиоФизии Уарьковпе альное рическ ть кот иэле ерхн логички и ское бн лиектрони ий институт м и и электрии сельског юк ко ин, и А Н. и др, Влияниелой мощности на г онная техника. СВЧ, 1971, У 11,а ство СССР 2200, 1 987 РОВОЛНОВОЙ Й СРРДЫ ится к техн ретения - п ности путем 6, кото к измен покрыти тухания ОО. При мощност вою оче иводитжения е етель01 НЛЯ М 1 КИЧЕСК дь, и а отр измен е коэ ию за -тержня. лны вдо и к ль пр бм з ическ оль и ос ток пределен в биолог я 3 ил е от е сре ь изо итель з тс ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ юл. У 21 констру Институт АН УССР ханизапи о хозяйс В.И. Дяд(57) ИзобретениСВЧ-нагрева. Цевьппение произво ческое покрытие в виде двух встречнонаправленных гребенок 3 и 4, соединенных соответственно с выводами регулируемого источника 5 постоянноготока. На поверхность гребенок 3 и 4нанесен слой 6 полупроводникового материала, легированный в областях,прилегающих к гребенкам 3 и 4.Подача напряжения на гребенки 3 и 4 вызывает изменение приводимости полупроводникИзобретение относится к технике СВЧ-нагрева и может использоваться для обработки биологических систем в миллиметровом диапазоне радиоволн,Бель 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 1 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 - высокоомный полупроводник, легированный в областях 7, прилегающих к гребенкам 3 и 4 (фиг.2.).Устройство для микроволновой обработки биологической среды работает следующим образом. 20 35Диэлектрический стержень 2 погружают в облучаемую биологическую среду. При отсутствии электрическогонапряжения между гребенками 3 и 4,т.е. в отсутствие тока в цепи источника 5 они практически не оказываютвлияния (при размерах д и Й/Ь значительно меньших длины волны Ъ встержне 2, где с 1 и Ь - соответственноширина элемента гребенки и период гре бенки) на излучение поля из стержня2 в биологическую среду в процессераспространения бегущей волны вдольоси 00 через поверхность стержня 2 ислой 6 полупроводникового материала.При подаче напряжения на гребенки 3и 4 за счет инжектирующих областей 7р- и и-типов у поверхности гребенок3 и 4 происходит инжекция избыточныхносителей заряда в объем слоя 6 по 55лупроводника, занимающего, в основном, объем в зазорах между зубьямигребенок 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 затухаьФя с(, -сравнивается с погонными потерями в стенках обычного металлического волновода,Стержень 2 может быть выполненцеликом из полупроводникового материала, например из кремния с тангенсом угла потерь = 10 , а легированные участки полупроводника расположены в теле стержня у его поверхности под встречно направленнымигребенками. Возможно также полноепокрытие стержня вместе с гребенками и слоем полупроводникового материала тонким до - 0,5 мкм слоемкварца для обеспечения биофизическихтребований - стерильности, химической инертности и др.Точная оптимизация коэффициентапродольного затухания мощности осуществляется регулировкой в широких прегделах электропроводящих свойств покрытия при неизменной его толщине,что вполне осуществимо с высокой точностью с помощью регулируемого источника 5 тока.Для достижения максимальной производительности значение с должнобыть порядка 10 мм , что находитсяв пределах регулирования с устройства.Таким образом, предлагаемое устройство обладает повышенной производительностью микроволновой обработкибиологической среды за счет возможности регулирования и оптимизации параметров диэлектрического стержня 2, втом числе - коэффициента отраженияпокрытия, в широком диапазоне частоти электрофизических свойств облучаемой биологической среды.Формула изобретенияУстройство для микроволновой обработки биологической среды, содер1569682 Составитель Р. Кузнецовактор А, Шандор Техред Л.Сердюкова рректор О.Кравц Заказ 1443 Тираж 492ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям113035, Москва, Ж, Раушская н Подписноеоткрытиям при ГКНТ СССд. 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарин жащее микроволновый генератор, к выходу которого подсоединен диэлектрический стержень, на поверхностькоторого 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 5введенного регулируемого источника постоянного тока, при этом на поверхность встречно направленных гребенок нанесен дополнительно введенный слой полупроводникового материала.