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微波热疗结合化疗、放疗对治疗肿瘤有显著的疗效,因而在临床上得到越来越广泛的应用。大型微波热疗机的研究开发涉及到微波测控技术,新型传感器技术,以及与单片机和PC计算机相结合的模拟、数字电路技术等等。微波热疗机的一个重要指标是微波输出功率。通常,微波源的输出功率与磁控管的阳极电流有一一对应的关系,通过测量和控制磁控管的阳极电流,就可以实现对微波功率的测量与控制,但是,功率定标非常困难。目前,微波热疗机输出功率的定标一般是采用小功率计,或专用水负载装置测量从微波谐振腔耦合到同轴电缆上输出的微波功率,并记录与之对应的磁控管阳极电流,以此作为微波热疗机输出功率的基准。但是,在实际应用时微波热疗机一般都要在同轴电缆的终端接一个辐射器,通过它辐射出微波。由于辐射器本身对经由它发射的微波有损耗,现行的这种功率定标方法是有缺陷的,它没有考虑辐射器的转换效率,因此在这种方法中测量的不是微波热疗机输出的实际微波功率。为解决微波热疗机的功率定标问题,本文从理论上研究了水的微波特性及微波与水的相互作用,计算得到了2450MHz的微波在水表面上的反射与透射系数,确认了水可以作为本文介绍的实验装置中吸收微波的负载。因此,本文以水为负载,设计制作了一整套新型的微波功率定标系统,该系统由医用微波源、微波源控制系统和微波功率测量装置组成。其中微波源采用现有微波热疗机上在用的2450MHz的微波源,控制系统则以ARM9单片机S3C2440为核心,配以外围的磁控管阳极电流采样及控制电路、温度测量电路、串口电平转换电路,JTAG接口电路等组成,控制系统的软件以linux2.6作为软件平台,在该平台下采用C语言编写驱动程序和用户应用程序。整个系统可通过JTAG口和RS232串行通讯口进行现场编程烧录,能方便地调整电路的工作状态或实现硬件控制程序的升级、更新。嵌入式系统和PC之间采用串行口通迅方式,PC机上的控制软件采用Labview设计。微波功率测量装置由玻璃容器、包裹在玻璃容器外面的绝热材料(石棉布,泡沫)、泡沫塞、测量水负载温度变化的测量探头、搅拌器、塑料罩和水组成。利用这套自制的定标系统进行大量的实验,最终确定了微波源磁控管的阳极电流与经辐射器辐射的微波功率之间的关系,由此发展了一种新的、正确的对微波热疗机实际输出功率进行定标的方法。这必将对于规范在临床上正越来越得到广泛应用的各种型号的微波热疗机的使用起到积极的作用。