论文部分内容阅读
本文旨在研究处于1800MHz频率矩形波导谐振腔和横电磁波(TEM)小室驻波辐照下培养皿中细胞层比吸收率(SAR)的分布特点,提出并检验可以提高细胞层SAR均匀度的方案。 首先,运用电磁仿真软件XFDTD并根据曲液面函数建立35mm细胞培养皿模型。然后,分别根据矩形波导谐振腔和TEM小室的传输特性建立辐照装置模型,其中,矩形波导谐振腔尺寸为124mm×62mm×226mm,厚2mm,其内部为一个周期的驻波结构,TEM小室尺寸为198.8mm×78mm×82mm,厚2mm,其内部为两个周期的驻波结构。其次,取培养皿的位置分别位于最大电场处和最大磁场处,培养皿的方向分别取E,H,k和-k极化,由此组合成八种典型的驻波辐照实验条件。针对每种辐照实验条件,计算并初步统计两种辐照装置中细胞层SAR的分布特征,统计计算细胞层SAR的强度和均匀度,分别用其均值和相对标准偏差(RSD)量化。在此基础上,对两种辐照装置中电场最大处H极化实验条件提出优化方案,通过在辐照装置内部培养皿周围加金属挡板,修改培养皿附近的驻波场型结构,达到降低SAR的RSD,提高细胞层SAR均匀度的目的。 我们经过大量电磁仿真实验发现,在优化之前两种辐照系统中辐照剂量所表现出来的特点基本相同。在八种典型实验条件中,细胞层SAR均匀度最好的为磁场最大处E极化,细胞SAR均匀度最差的为电场最大处E极化。四种极化方式的耦合强度顺序为:H极化最强,k和-k极化次之,E极化最弱。对于矩形波导谐振腔电场最大处H极化来说,在优化之前,细胞层SAR的RSD为42.30%,优化之后可以达到20.76%。对于TEM小室电场最大处H极化来说,在优化之前,细胞层SAR的RSD为48.44%,优化之后可以达到17.68%。经过优化之后的两种辐照系统都能满足实验对细胞层SAR均匀度的要求。