Design of a microstrip antenna system for hyperthermia applicator

Abstract

Bu projenin amacı, kanser tedavisinde kullanılan hipertermi aplikatörü için kompakt mikroşerit antenlerin tasarlanması, benzetimi, üretimi ve test edilmesidir. Tasarlanan antenler ISM bandı 434MHz'de (endüstri, bilim ve tıp için ayrılmış bir frekans bandıdır) çalışmalıdır. Bu frekans derin bölgesel hipertermi uygulamaları için dokulara nüfuz etme derinliği ve odaklama çözünürlüğü açısından uygun bir frekanstır. Antenlerin hüzme genişliği olabildiğince dar ve anten boyutları 4cm den daha küçük olmalıdır. Hedeflenen dokularla daha iyi bir elektromanyetik eşleme olması, antenboyutlarını düşürmesi ve yüzeysel sıcaklıkları düşürmesi amacı ile antenler bir su kapsülü içerisinde gömülü olarak tasarlanmıştır. Tasarım ve simülasyonlar ticari bir elektromanyetik program olan CST Microwave Studio yazılımı ile, üretim ise Fatih Üniversitesi RF-Mikrodalga Laboratuarında yapılmıştır. Elde edilen tasarım sonuçları antenlerin hipertermi aplikatör için uygun olduğunu göstermektedir.

The aim of this project is to design, simulation, fabrication and measurement of compact microstrip antennas to be used in a hyperthermia applicator antenna system for cancer treatment. The required antennas should operate at 434 MHz frequency at ISMband (a frequency band allocated for industry, science and medicine) which is suitable for deep regional hyperthermia applications in terms of penetration dept and focusingresolution considerations. The designed antennas should have a HPBW as narrow as possible and a lateral size smaller than 4cm. The designed antennas are embedded in a water bolus to have a better matching with targeted body, to cool the possiblesuperficial heating at the skin and to shrink the antenna size. The designs and simulations were performed by means of the commercial electromagnetic software CST Microwave Studio and the fabrication was performed at RF-Microwave Lab at FatihUniversity. The proposed simulation and measurement results show the adequateness of the antennas for a hyperthermia applicator.