半导体消融微波功率源PPT课件

半导体微波消融功率源
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半导体微波功率源原理框图
半导体固态功率源是半导体射频能量应用的核心部件
采用最先进的高效率LDMOS以及GaN器件，结合智能控制与传感设
计，完成了全新的半导体固体源产品系列，具备以下技术优势：
Comba完成了ISM常用频段433/915/2450 MHz 功率
功率与辐射能量精确控制 频率与相位的精确控制与调节
微波消融针电缆损耗 微波消融针电缆损耗
输出 负载 失配 反射
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微波消融射频能量传输
几个关键射频功率指标的计算方法：
A：消融针天线有效发射功率（即有效消融微波功率）Pout_E =固态源发射功率Pout-微波电缆正向损耗功率P_L1-微波消融针电缆正向损耗功率P_A1-负载失配反射功率Pref_A B：功放接受反射功率Pref_S=负载失配反射功率Pref_A-微波消融针电缆反向损耗功率P_A2-微波电缆反向损耗功率 P_L2 C：微波消融针耗散功率=微波消融针电缆正向损耗功率P_A1+微波消融针电缆反向损耗功率P_A2
100
-6.5
1.5
0.6
25.35169471 13.82010713
25.35%
天线目标辐射功率 功放测试回波 线缆损耗
消融针同轴损耗 功率源实际输出功率 针杆耗散功率
有效功率比
25.35
-14
1.5
0.6
45.92145234 4.634226907
55.20%
5
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针杆耗散功率降低 有效功率比提升
Signal Source &Controller
PA Block
额定功率 额定效率
250W/54dBm ≥55%@Pout=54dBm
Synthesizer VCO
A
A
C
实时状态监测 波形发生
输出功率/反射功率/温度/驻波比 正弦波
MCU
Controller
Sense
D/A
TEMP
V
A
VSW
System
而我们消融过程中实际所需消融功率就是25瓦，则在最佳匹配点下，需要固态源输出 功率仅为46瓦，针杆损耗功率降低至4.6瓦，较失配状态下输出降低66.5%，可以非
常有效的降低设备在功耗、辐射等方面的影响，同时大幅度降低针杆损耗功率， 降低杆温，提高手术质量
功率源输出功率 功放测试回波 微波线缆损耗 消融针同轴损耗 天线实际辐射功率 针杆耗散功率功率 有效功率比
关键概念定义
A：消融针天线在标准负载状态下设计匹配频点为2.45GHz，实际使用中，与组织介电常数相关，会造成负载失配； B：组织消融的效果只与消融针天线的有效发射功率有直接关系； C：输出负载失配将会造成较严重的功率反射，导致有效发射功率降低； D：输出失配会对微波消融针内芯电缆温度造成持续性恶化影响；
R
Detect
负载自适应 监控接口
三角波 脉冲波 实现全频段负载扫描与实时自适应 I2C/RS-485任意可选
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. Comba 固态源原理框图
尺寸
200*70*20 （mm）
微波消融射频传输框图
பைடு நூலகம்
微波固态源
A
PA module
微波电缆
微波消融针（天线）
人体组织
消融区
正向功率传输 反向功率传输
微波电缆损耗 微波电缆损耗
66.47%
117.75%
应用总结：
同等功率下，消融效率提升100% 同等消融时间下，微波功率降低50% 针杆损耗降低66%，杆温大幅度下降 真实连续功率，安全可靠
6
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等级50W/250W/500W的功率源系列，可应用于家用 微波加热、工业加热、微波医学等多领域
智能的负载反馈与自适应调节
面向不同场景的的任意信号发生器 实时的状态监测与反馈 灵活丰富的控制接口与良好扩展
产品型号
产品典型指标
PA2450T-250A
低电压、高效率、安全性
工作频率
2400MHz~2500MHz
假设需求微波消融有效功率固定
输出负载失配/ 失配程度恶化
反射功率增大，有 效功率降低
提高输出功率
输出负载失配后造 成的恶化循环
近针杆处组
微波消融针针杆
微波消融针耗散
织碳化严重
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温度提升
功率增加
微波消融射频能量传输
举例计算：
以固态源输出功率100瓦为例，实测2.4GHz~2.5GHz频率下，当天线插入目标负载 （猪肝组织）功放输出回波扫频图形如右图： 根据图示：在2.45GHz状态下，功放输出负载S11测试值为6.5dB，匹配最佳点 2428MHz，S11为-14dB； 估算微波电缆损耗为1.5dB（按照1.5m计算），微波消融针内芯同轴电缆损耗为 0.6dB（按照25cm计算）；则2.45GHz，天线有效输出功率仅为：25瓦，有效功率 利用仅为25%，针杆损耗功率达到13.8瓦 当频点自适应为2.428GHz（最佳匹配频点时），天线有效功率提升至55瓦，提升达 到117%，同时降低针杆损耗功率至10瓦，不仅可以大幅度提升消融速度，还能够降 低针杆温度，稳定消融效果。