DE1247504B - Radiators for therapeutic treatment in an electromagnetic radiation field - Google Patents
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Description
Strahler für die therapeutische Behandlung im elektromagnetischen Strahlungsfeld Die Erfindung betrifft einen Strahler für die therapeutische Behandlung im elektromagnetischen Strahlungsfeld von Zentimeter- oder Dezimeterwellen, bestehend aus einem parabolischen oder kegelstumpfförmigen, metallischen oder metallisierten, tiefen Reflektor und einer in dessen Achse angeordneten Wendelantenne als Strahlerelement.Radiators for therapeutic treatment in electromagnetic Radiation field The invention relates to a radiator for therapeutic treatment in the electromagnetic radiation field of centimeter or decimeter waves, consisting made of a parabolic or frustoconical, metallic or metallized, deep reflector and a helical antenna arranged in its axis as a radiator element.
Bei der Hochfrequenztherapie, die mit Zentimeter-oder Dezimeterwellen arbeitet, werden handliche Strahler benutzt, die die Hochfrequenzenergie mehr oder weniger stark gebündeft abstrahlen und sie auf eine vorgegebene Fläche des zu behandelnden Körpers konzentrieren. In- der Praxis werden für diesen Zweck vorwiegend Strahler verwendet, die aus einem metallischen Reflektor bestehen, in welchen ein geeignetes Strahlerelement angeordnet ist. Für das Strahlerelement sind schon verschiedene Ausbildungen vorgeschlagen worden, deren Zweckmäßigkeit unter anderem von der jeweils benutzten Frequenz und dem Applikationszweck abhängt. Zu diesen bekanten Vorschlägen gehört~beispièlsweise die Ausbildung des Strahlerelementes als strahlende Leckerleitung, als einfacher Dipol und als zylindrische Wendel antenne. In high-frequency therapy that uses centimeter or decimeter waves works, handy emitters are used that the high frequency energy more or Radiate less strongly bundled and apply them to a given area of the area to be treated Body focus. In practice, emitters are mainly used for this purpose used, which consist of a metallic reflector in which a suitable Radiator element is arranged. There are already different ones for the radiator element Training courses have been proposed, the appropriateness of which, among other things, is determined by the respective frequency used and the application purpose. To these well-known suggestions ~ for example, the design of the radiator element as a radiating leak pipe, as a simple dipole and as a cylindrical helical antenna.
Außer der Abstrahlung eines einigermaßen gebündelten Hochfrequenzfeldes muß ein für die Hochfrequenztherapie geeigneter Strahler aber noch einige weitere Bedingungen erfüllen; zu diesen Bedingungen gehört in erster Linie die Forderung nach einer geringen Rückwirkung bei Änderungen des Abstandes des bestrahlten Körperteiles vom Strahler. Das bedeutet, daß sich der Fußpunktwiderstand des Strahlers möglichst wenig ändert, wenn man den Abstand des Strahlers von der zu behandelnden Körperstelle vergrößert oder verkleinert. Eine geringe Abhängigkeit des Fußpunktwiderstandes von dem Abstand des Strahlers von dem zu behandelnden Objekt ist aber wichtig, weil jede solche .2inderung die Anpassung des Strahlers stören kann. Jede Störung der Anpassung wiederum kann zu unerwünschten Rückwirkungen auf den Hochfrequenzgenerator führen und den Wirkungsgrad des Strahlers verschlechtern. Except for the radiation of a reasonably bundled high-frequency field However, a radiator suitable for high-frequency therapy must have a few more Satisfy conditions; these conditions primarily include the requirement after a slight reaction to changes in the distance of the irradiated body part from the spotlight. This means that the base resistance of the radiator is as close as possible Little changes if one changes the distance between the radiator and the part of the body to be treated enlarged or reduced. A low dependency of the base point resistance The distance between the emitter and the object to be treated is important because any such reduction can interfere with the adjustment of the radiator. Any disruption of the Adaptation, in turn, can have undesirable effects on the high-frequency generator lead and worsen the efficiency of the radiator.
Außerdem soll der Strahler die Eigenschaft haben, daß sich seine Belastung, insbesondere bei der Bestrahlung von Extremitäten, wie Armen und Beinen, nicht mit seiner relativen Lage zum bestrahlten Körperteil ändert. Alle diese Voraussetzungen erfüllt das bekannte Strahlerelement nach Art einer Wendelantenne verhältnismäßig gut. Die Wendelantenne als Strahlerelement hat aber den Nachteil, daß ihre Abmessungen in Richtung der Abstrahlung verhältnis- mäßig groß sind. Die axiale Länge der Wendel und der Durchmesser des Reflektors müssen etwa gleich der benutzten Wellenlänge sein. Das würde, ins- -besondere bei Benutzung großer Wellenlängen, zu unhandlich großen Strahlern führen. So müßte beispielsweise ein Strahler mit einer Wendelantenne als Strahlerelement für ein Therapiegerät, -das mit einer Wellenlänge von 69 cm (etwa 433 MHz) arbeitet, untragbare Dimensionen annehmen. Für solche Fälle kann daher die an sich günstige Wendelantennne als Strahlerelement nicht angewendet werden. In addition, the radiator should have the property that its Stress, especially when irradiating extremities such as arms and legs, does not change with its position relative to the irradiated body part. All of these requirements fulfills the known radiator element in the manner of a helical antenna relatively Well. The spiral antenna as a radiator element has the disadvantage that its dimensions in the direction of the radiation are moderately large. The axial length of the helix and the diameter of the reflector must be approximately equal to the wavelength used be. That would be too unwieldy, especially when using long wavelengths large spotlights. For example, a radiator with a helical antenna would have to be used as a radiator element for a therapy device, -that with a wavelength of 69 cm (about 433 MHz) works, assume intolerable dimensions. For such cases can therefore the helical antenna, which is favorable per se, cannot be used as a radiator element.
Die Erfindung schlägt nun einen neuartigen Strahler für die Hochfrequenztherapie vor, der noch günstigere Eigenschaften als ein Strahler mit einer Wendelantenne aufweist und außerdem den Vorteil hat, daß seine Abmessungen wesentlich kleiner als die eines Strahlers mit einer Wendelantenne als Strahlerelement sind. The invention now proposes a new type of radiator for high frequency therapy before, which has even more favorable properties than a radiator with a helical antenna and also has the advantage that its dimensions are much smaller than that of a radiator with a helical antenna as the radiator element.
Zu diesem Zweck wird ein Strahler der eingangs genannten Art, bestehend aus einem parabolischen oder kegelstumpfförmigen, metallischen oder metallisierten, tiefen Reflektor und einer in dessen Achse angeordneten Wendelantenne als Strahlerelement, dadurch verbessert, daß gemäß der Erfindung als Strahlerelement eine aus der Nachrichtentechnik bekannte, sich konisch erweiternde Wendelantenne, die aus einer auseinandergezogenen, von einem Leiter gebildeten Spirale oder aus einer auseinandergezogenen, aus zwei solchen ineinandergeschachtelten, um 180° gegeneinander versetzten Spiralen gebildeten Doppelspirale besteht, verwendet ist, daß . dieses Strahlerelement aus mindestens fünf Windungen besteht, mit seinem erweiterten Ende in die Abstrahlrichtung weist und das erweiterte Wendelende einen Durchmesser von annähernd i/s der Betriebswellenlänge hat, wobei die Tiefe des Reflektors annähernd /n bis 1/5 der Betriebswellenlänge beträgt. For this purpose, a radiator of the type mentioned at the outset is made made of a parabolic or frustoconical, metallic or metallized, deep reflector and a helical antenna arranged in its axis as a radiator element, improved in that according to the invention as a radiator element from communications engineering well-known, conically widening helical antenna, which consists of an extended, A spiral formed by a conductor or a stretched spiral made of two such nested spirals offset from one another by 180 ° Double spiral is used is that. this Radiator element consists of at least five turns, with its extended end in the direction of emission and the extended helix end has a diameter of approximately i / s of the operating wavelength with the depth of the reflector approximately / n to 1/5 of the operating wavelength amounts to.
Konische Wendelantennen, die aus einer einfachen Spirale auseinandergezogen sind und deren erweitertes Ende in die Abstrahlrichtung des Reflektors weist, werden in der Nachrichtentechnik bereits verwendet. Conical helical antennas pulled apart from a simple spiral and whose extended end points in the direction of emission of the reflector already used in communications engineering.
Auch konische Wendelantennen, die aus zwei ineinandergeschachtelten, um 1800 gegeneinander versetzten Spiralen gebildeten Doppelspiralen bestehen und deren kleineres Ende in die Abstrahlrichtung weist, sind aus der Nachrichtentechnik her bekannt. Also conical helical antennas, which consist of two nested, There are double spirals formed around 1800 mutually offset spirals and the smaller end of which points in the direction of emission are from communications technology known.
Aus dieser Tatsache geht aber nicht hervor, daß solche Strahler für die therapeutische Behandlung im elektromagnetischen Strahlungsfeld von Zentimeter-oder Dezimeterwellen ganz besonders günstig sind, weil sie ein ganz unerwartetes Maß an Rückwirkungsfreiheit zeigen, das noch über dasjenige der bekannten zylindrischen Wendelantenne hinausgeht. From this fact it does not follow that such radiators for the therapeutic treatment in the electromagnetic radiation field of centimeter or Decimeter waves are particularly cheap because they are a very unexpected amount show in terms of freedom from feedback, which still exceeds that of the known cylindrical Helical antenna goes out.
Das Problem der Rückwirkungsfreiheit tritt ja in der - Nachrichtentechnik -überhaupt nicht auf, weil hier die Antennen in den freien Raum strahlen und irgendwelche Einflüsse eines bestrahlten Gegenstandes auf den Strahler nicht eintreten können. The problem of freedom from feedback occurs in communications technology -not at all, because the antennas radiate into the free space here and whatever Influences of an irradiated object on the emitter cannot occur.
Der Fußpunktwiderstand des erfindungsgemäßen Strahlers ist von Abstand, Größe und Art des bestrahlten Gegenstandes in hohem Maße unabhängig. The base point resistance of the radiator according to the invention is from a distance, The size and type of the irradiated object are largely independent.
Auch mit der Frequenz ändert sich dieser Fußpunktwiderstand nur wenig. Dies ist bei der Hochfreauenztherapie von Bedeutung, weil sich die Frequenz des Hochfrequenzgenerators, der im allgemeinen keine besonderen Stabilisierungsmittel aufweist, mit der Belastung, also in Abhängigkeit von der Art und dem Abstand des bestrahlten Körpers, in gewissen Grenzen ändert. Um aber in der Praxis eine konstante Leistungsabgabe des Strahlers zu erzielen, ist es wichtig, daß der Fußpunktwiderstand des Strahlers in gewissen Grenzen von der Frequenz möglichst unabhängig ist. This base point resistance also changes only slightly with frequency. This is important in high frequency therapy because the frequency of the High frequency generator, which in general does not have any special stabilizing means has, with the load, i.e. depending on the type and the distance of the irradiated body, changes within certain limits. But in practice a constant To achieve power output of the radiator, it is important that the base point resistance of the radiator is as independent as possible of the frequency within certain limits.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Strahlers sind seine sehr kleinen Abmessungen, so daß er auch für niedrige Frequenzen empfehlenswert ist. Another advantage of the radiator according to the invention is its very small dimensions, so that it is also recommended for low frequencies.
Dieser Umstand macht den Strahler für die Hochfrequenztherapie mit einer Wellenlänge von 69 cm (433 Milz) sehr gut geeignet. This fact makes the radiator for high frequency therapy with a wavelength of 69 cm (433 spleen) is very suitable.
Das erweiterte Ende der konischen Wendelanfenne hat einen äußeren Durchmesser von nur ungefähr einem Drittel der angewendeten Wellenlänge. Da der Durchmesser des Reflektors nicht nennenswert größer als dieser Durchmesser der Wendel antenne zu sein braucht, liegt auch dieser in der Größenordnung von t/a der Betriebswellenlänge. Für die Tiefe des Revektors genügt ein Wert von annähernd tIn bis t/s der Betriebswellenlänge. Derartige kleine Abmessungen sind mit anderen bekannten Strahlern, auch nicht mit einem zylindrischen Wendeistrahler zu erreichen. The enlarged end of the conical helical antennae has an outer one Diameter only about a third of the wavelength used. Since the The diameter of the reflector is not significantly larger than this diameter of the helix antenna, this is also in the order of t / a of the operating wavelength. A value of approximately tIn to t / s of the operating wavelength is sufficient for the depth of the revector. Such small dimensions are with other known radiators, not with either a cylindrical reversible radiator.
Die konisch auseinandergezogene Spirale oder Doppelspirale des erfindungsgemäßen Strahlerelementes kann beispielsweise aus Draht, aus Band oder aus einem anderen elektrischen Leiter geeigneter Art gebogen oder gewickelt sein. Die Windungszahl der Spirale bzw. jeder Spirale der Doppelspirale soll mindestens fünf betragen, damit die Feldstärke am Rand des Strahlerelementes bereits wieder ausreichend klein geworden ist. Das äußere Ende der Spi- rale bzw. die äußeren Enden der Doppelspirale können entweder offen oder mit dem Reflektor verbunden sein. The conically expanded spiral or double spiral of the invention Radiator element can, for example, be made of wire, tape or another electrical conductors of a suitable type bent or wound. The number of turns the spiral or each spiral of the double spiral should be at least five, so that the field strength at the edge of the radiator element is already sufficiently small again has become. The outer end of the spi- rale or the outer ends of the double spiral can either be open or connected to the reflector.
Von besonderer Bedeutung ist die geeignete Ankopplung des Strahlerelementes des erfindungsgemäßen Strahlers an die die Hochfrequenzenergie vom Generator zuführende Leitung. Diese Leitung wird in der Praris meistens eine Koaxialleitung sein. The suitable coupling of the radiator element is of particular importance of the radiator according to the invention to the supplying the high-frequency energy from the generator Management. In the praris this line will mostly be a coaxial line.
Wenn das erfindungsgemäße Strahlerelement eine einfache Spirale ist, kann man das innere Ende der Spirale mit dem Innenleiter der Koaxialleitung verbinden.If the radiator element according to the invention is a simple spiral, you can connect the inner end of the spiral with the inner conductor of the coaxial line.
Ein anderer Vorschlag der Erfindung geht aber dahin, daß beim erfindungsgemäßen Strahler das innere Ende der Spirale bzw. die beiden inneren Enden der Doppelspirale mit »Masse« bzw. dem Außenleiter einer die Hochfrequenzenergie zuführenden Koaxialleitung verbunden ist bzw. sind, während der Innenleiter der Koaxialleitung mit einem Punkt der Spirale bzw. einer Spirale der Doppelspirale verbunden ist, der einen Abstand von ungefähr R/4 oder weniger von dem inneren Ende der Spirale hat. Another proposal of the invention is that when the invention Radiator the inner end of the spiral or the two inner ends of the double spiral with "ground" or the outer conductor of a coaxial line that supplies the high-frequency energy is or are connected, while the inner conductor of the coaxial line with a point the spiral or a spiral of the double spiral is connected to a distance of about R / 4 or less from the inner end of the spiral.
Diese Art der Ankopplung hat den Vorzug, daß man durch Wahl des Verbindungspunktes der Spirale mit dem Innenleiter der Koaxialleitung sowie durch Wahl des Blindwiderstandes dieser Verbindungsleitung den Strahler an die Koaxialleitung anpassen kann. This type of coupling has the advantage that you can select the connection point the spiral with the inner conductor of the coaxial line as well as by choosing the reactance this connecting line can adapt the radiator to the coaxial line.
Bei einem aus einer Doppelspirale bestehenden Strahlerelement werden bei dieser Art der Ankopplung die beiden Einzelspiralen im Gegentakt erregt. In the case of a radiator element consisting of a double spiral With this type of coupling, the two individual spirals are excited in push-pull.
Es entsteht zwar eine gewisse Unsymmetrie der beiden Einzelspiralen, die jedpch durch ungleiche Längen der Einzelspiralen wieder ausgeglichen werden kann.There is a certain asymmetry of the two individual spirals, which, however, are compensated for by unequal lengths of the individual spirals can.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Strahlers dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 eine Frontalansicht des Strahlers mit von dem Reflektor abgenommener Schutzkappe und Fig.2 einen axialen Längsschnitt durch den Strahler. In the drawing is an embodiment of the invention Shown radiator, namely Fig. 1 shows a front view of the radiator protective cap removed from the reflector and FIG. 2 shows an axial longitudinal section through the emitter.
Der Strahler besteht aus einem metallischen Reflektor 6; der etwa die Fonn eines Rotationsparaboloids hat. Der Reflektor 6 ist in der Abstrahlungsrichtung offen und hier durch eine Schutzkappe 7 aus Isolierstoff abgedeckt. Die Schutzkappe 7 dient zur unteren Begrenzung des Abstandes von dem zu behandelnden Gegenstand und damit auch der Rückwirkung. The radiator consists of a metallic reflector 6; the about has the shape of a paraboloid of revolution. The reflector 6 is in the direction of emission open and covered here by a protective cap 7 made of insulating material. The protective cap 7 serves to limit the distance from the object to be treated and thus also the retroactive effect.
Unter der Achse des Reflektors 6 ist ein Strahlerelement angeordnet, das in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine aus zwei Einzelspiralen 1 und 2 bestehende Doppelspirale ist, die nach Art einer sich konisch erweiternden Wendel auseinandergezogen ist. Aus der Zeichnung geht hervor, wie die beiden spiegelbildlich gleichen Einzelspiralen 1 und 2 so ineinandergelegt sind, daß immer abwechselnd auf eine Windung der Spirale 1 eine Windung der Spirale 2 und umgekehrt folgt. Die äußeren Enden der Einzelspiralen 1 und 2 sind in dem gezeichneten Ausführungsbeispiel offen, könnten aber auch mit dem metallischen Reflektor 6 verbunden sein. Das innere Ende 8 der Spirale 1 und das innere Ende 9 der Spirale 2 sind mit dem Außenleiter 3 einer Koaxialleitung 10 verbunden, die den Reflektor 6 in axialer Richtung durchdringt und mittels einer nur schematisch angedeuteten Steckvorrichtung 12 mit einem nicht dargestellten Hochfrequenzgenerator verbunden werden kann. A radiator element is arranged below the axis of the reflector 6, in the illustrated embodiment one of two individual spirals 1 and 2 existing double spiral, which is like a conically widening helix is pulled apart. The drawing shows how the two are mirror images the same individual spirals 1 and 2 are nested so that they are always alternating one turn of the spiral 1 is followed by one turn of the spiral 2 and vice versa. the outer ends of the individual spirals 1 and 2 are in the illustrated embodiment open, but could also be connected to the metallic reflector 6. The inner End 8 of spiral 1 and the inner end 9 of spiral 2 are with the outer conductor 3 connected to a coaxial line 10 which penetrates the reflector 6 in the axial direction and by means of a plug-in device 12, which is only indicated schematically one high frequency generator not shown can be connected.
Der Innenleiter 4 der Koaxialleitung 10 ist über eine Verbindungsleitung 5 mit einem Punktll der Einzelspirale 2 verbunden, dessen elektrischer Abstand von dem inneren Ende 9 der Spirale 2 ungefähr 44 oder weniger ist. Durch entsprechende Wahl des Punktes 11, d. h. seines elektrischen Abstandes vom inneren Ende9, sowie durch geeignete Wahl des Bhndwiderstandes der Verbindungsleitung 5 kann die richtige Anpassung des Strahlerelementes an die Koaxialleitung erfolgen. Statt mit der Spirale 2 könnte der Innenleiter 4 der Koaxialleitung 10 über die Verbindungsleitung S auch mit einem Punkt der Einzelspirale 1 verbunden sein, dessen Abstand von ihrem inneren Ende 8 44 oder weniger beträgt. Die Unsymmetrie der Ankopplung über dieVerbindungsleitung 5 kann leicht durch ungleiche Längen der Einzelspiralen 1 und 2 ausgeglichen werden. The inner conductor 4 of the coaxial line 10 is via a connecting line 5 connected to a Punktll of the individual spiral 2, the electrical distance of which is from the inner end 9 of the spiral 2 is approximately 44 or less. Through appropriate Choice of item 11, d. H. its electrical distance from the inner end9, as well as by suitable choice of the resistor of the connecting line 5, the correct Adjustment of the radiator element to the coaxial line take place. Instead of the spiral 2, the inner conductor 4 of the coaxial line 10 could also be via the connecting line S. be connected to a point of the single spiral 1, its distance from its inner End 8 is 44 or less. The asymmetry of the coupling via the connection line 5 can easily be compensated for by unequal lengths of the individual spirals 1 and 2.
Claims (2)
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|---|---|---|---|
| DEB69872A DE1247504B (en) | 1962-12-05 | 1962-12-05 | Radiators for therapeutic treatment in an electromagnetic radiation field |
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| DEB69872A DE1247504B (en) | 1962-12-05 | 1962-12-05 | Radiators for therapeutic treatment in an electromagnetic radiation field |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1247504B true DE1247504B (en) | 1967-08-17 |
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ID=6976455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEB69872A Pending DE1247504B (en) | 1962-12-05 | 1962-12-05 | Radiators for therapeutic treatment in an electromagnetic radiation field |
Country Status (1)
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|---|---|
| DE (1) | DE1247504B (en) |
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1962
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