Cancer is a significant disease that often results in severe side effects from traditional treatments. Microwave hyperthermia has emerged as a minimally invasive, highly effective, and low-toxicity treatment option that has gained widespread use in recent years. The primary objective of this study is to develop and assess a miniaturized slit patch antenna designed to operate at 2450 MHz for hyperthermia therapy. The octagonal antenna patch features four symmetrical slots to reduce its size, enhance directional radiation, and improve focusing and penetration depth. Additionally, a metal cavity is incorporated at the top of the antenna to create a gap between the antenna and the skin, allowing for skin heat dissipation, improved impedance matching, reduced outgoing radiation, and enhanced directional radiation. The performance of the antenna is assessed based on specific absorption rate (SAR), penetration depth (PD), and effective field size (EFS). Subsequently, the antenna is fabricated and tested in pork tissue, with the measured results demonstrating good agreement with the simulated outcomes.
在过去的十余年中,清华大学加速器实验室致力于X波段同轴磁控管的研发.自2012年成功研制出X波段1.5 MW同轴磁控管(XM-2012)以来,坚持在物理设计、加工工艺和老炼测试等环节进行深入研究,在原有基础上迭代优化出MGT3、MGT4等型号的同轴磁控管,最新样管峰值功率达到1.7 MW以上,与新研发的X波段加速管集成,研制出高稳定性紧凑型加速器系统,剂量率达到800 cGy/min(1 m)以上,达到与S波段加速器系统同等水平;同时对磁控管锁相理论和功率合成进行了大量研究,并在此基础上发展出平行阴极磁控管,将X波段磁控管的输出功率提升到S波段磁控管水平,为进一步拓展X波段高功率磁控管的应用打下了坚实的基础.
激光触发真空开关具有优异的工作性能,在脉冲功率系统具有很好的应用前景.本文以300 kV为设计指标,对激光触发多级真空开关进行结构设计与优化.首先进行激光触发间隙的结构设计,靶材由KCl和Ti混合制成,采用铜铬合金纵磁电极;其次进行自击穿间隙的结构设计,自击穿间隙采用平板不锈钢电极,结合不同圆角半径下的电场仿真结果,确定电极外侧圆角半径为5 mm,内侧圆角半径为3.5 mm;通过对绝缘支柱闪络机理的分析,使用带伞裙的圆柱形尼龙绝缘支柱并采用电极嵌入绝缘支柱降低三交界面电场;最后根据开关的欠压比、过压倍数和稳定性,确定自击穿间隙采用三个3.7 mm长的真空短间隙,各间隙承担电压为180、40、40、40 kV.
毫米波行波管具有大功率、宽频带、高效率等特点,在雷达、高速通信、电子对抗等现代电子装备中广泛应用.本文基于Ansys软件对W波段行波管进行热特性仿真,分析工作脉宽对行波管温度的影响.随着工作脉宽的增加,行波管温度升高,在占空比35％下,脉宽0.1、1和3 s的行波管温度分别达到了连续波行波管温度的56.8％,80.7％和87.2％.提高占空比至70％,脉宽0.1和1 s的行波管温度已达到连续波行波管温度的84％和96％,接近于连续波工作状态的行波管温度.通过分析不同脉宽的行波管温度差异,为长脉宽W波段行波管热可靠性设计奠定技术基础.
阴极斑点是真空电弧等离子体的重要源头,而真空电弧阴极斑点烧蚀形貌形成的过程是对阴极斑点特性展开研究的基础,对于提高真空电弧相关设备的性能及寿命有重要的理论指导意义.为对真空电弧阴极斑点烧蚀形貌形成的过程进行系统性的回顾,本文从实验与仿真两方面的研究现状进行了综述分析.论文总结分析了国内外对阴极斑点微观行为的实验研究,从建模仿真的角度综述了阴极斑点理论模型的发展历程,进一步对阴极斑点烧蚀形貌二维与三维模型的主要仿真结果总结分析.通过仿真与实验结果对比,讨论了现有真空电弧阴极斑点烧蚀形貌形成过程的实验与仿真研究存在的不足,并对其进一步展开研究进行了展望.
