一种微波辐射器以及微波理疗仪的制作方法

1.本实用新型涉及微波理疗技术领域，特别是涉及一种微波辐射器以及微波理疗仪。


背景技术：

2.微波电磁波具有微波热效应和微波生物效应。当微波电磁波作为理疗因子发射到生物组织内部，由于微波电磁波能够被水分子所吸收，使得生物组织温度上升，生物组织内的毛细血管扩张，使血液流量成几倍的加大，这也即是微波电磁波的热效应。
3.在微波电磁波的热效应的基础上，由于血液流动的大大加强，生物组织的供血系统对生物组织的营养供给和新陈代谢也会发生显著变化，因此促进了生物组织细胞的新陈代谢，促进细胞再生和细胞功能恢复；还促进了生物组织对致炎物质的吸收，调整了细胞的生存环境和局部的酸碱平衡，起到消炎和消肿的疗效；并且提高了生物组织部位的免疫功能，使白细胞、免疫蛋白、巨噬细胞等能够有效保证该生物组织的正常生命功能，这也即微波电磁波的微波生物效应。
4.微波理疗仪也即利用微波热效应和微波生物效应的理疗仪器，但目前常规的微波理疗仪的理疗效果仍然具有较大的提升空间。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种微波辐射器以及微波理疗仪，能够在一定程度上提升微波理疗的理疗效果。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种微波辐射器，包括：第一腔体；设置在所述第一腔体内部的第二腔体；以及设置在所述第二腔体内部，用于通电产生微波电磁波的天线；
7.其中，所述第一腔体包括具有容纳微波电磁波输出的开口的金属外壳，以及设置在所述金属外壳的开口位置的非金属外壳；
8.所述第二腔体为金属腔体，且所述第二腔体包括正对所述非金属外壳设置的腔壁结构；所述腔壁结构上设置有至少两对条形缝，每对所述条形缝中包括相互平行、均和所述微波电磁波的辐射方向垂直、且沿所述微波电磁波的辐射方向的间距为所述微波电磁波的四分之一波长奇数倍的两条条形缝；
9.当所述天线产生的微波电磁波依次从每对两条所述条形缝所在位置向所述第二腔体外、所述第一腔体内输出时，分别从每对两条所述条形缝输出的微波电磁波相互干涉，形成干涉微波电磁波并通过所述非金属外壳输出。
10.可选地，每对所述条形缝中包括第一条形缝和第二条形缝，且所述第一条形缝和所述天线之间的距离小于所述第二条形缝和所述天线之间的间距；
11.其中，所述第一条形缝和所述天线之间的距离等于所述微波电磁波的半波长整数倍。
12.可选地，每对所述条形缝中包括第一条形缝和第二条形缝，且所述第一条形缝和所述天线之间的距离小于所述第二条形缝和所述天线之间的间距；
13.所述第二条形缝背向所述第一条形缝一侧的所述第二腔体的腔体侧壁，和所述第二条形缝之间的距离等于所述微波电磁波的半波长整数倍；所述腔体侧壁和所述天线向所述第二条形缝输出所述微波电磁波的方向垂直。
14.可选地，所述条形缝包括关于所述天线对称设置的两对所述条形缝；
15.所述腔壁结构上设置有第一通孔，对称设置在每对所述条形缝和所述第一通孔之间的两对第二通孔，每对所述第二通孔所在直线和所述条形缝平行；所述天线的顶端位于所述第一通孔的中心位置，所述天线的底端通过所述第一腔体和所述第二腔体上的接线通孔和外部电源电连接，且所述天线和所述腔壁结构垂直。
16.可选地，每对所述第二通孔所在直线和所述第一通孔的中心之间的距离为所述微波电磁波的四分之一波长的奇数倍。
17.可选地，还包括设置在每对所述条形缝和所述第二腔体的腔体侧壁之间的两对第三通孔，且每对所述第三通孔所在直线和所述条形缝平行。
18.可选地，所述腔壁结构的外表面还设置有荧光灯，所述荧光灯用于利用所述微波电磁波的能量发光；且所述非金属外壳为透光外壳。
19.可选地，所述非金属外壳的外表面为内凹弧形面。
20.可选地，所述第二腔体包括和腔壁结构相连接，且具有半封闭腔体结构的金属空腔，其中所述金属空腔和所述第一腔体的所述金属外壳为同一部件。
21.一种微波治疗仪，包括如上任一项所述的微波辐射器。
22.本实用新型所提供的一种微波辐射器以及微波理疗仪，该微波辐射器包括：第一腔体；设置在第一腔体内部的第二腔体；以及设置在第二腔体内部，用于通电产生微波电磁波的天线；其中，第一腔体包括具有容纳微波电磁波输出的开口的金属外壳，以及设置在金属外壳的开口位置的非金属外壳；第二腔体为金属腔体，且第二腔体包括正对非金属外壳设置的腔壁结构；腔壁结构上设置有至少两对条形缝，每对条形缝中包括相互平行、均和微波电磁波的辐射方向垂直、且沿微波电磁波的辐射方向的间距为微波电磁波的四分之一波长奇数倍的两条条形缝；当天线产生的微波电磁波依次从每对两条条形缝所在位置向第二腔体外、第一腔体内输出时，分别从每对两条条形缝输出的微波电磁波相互干涉，形成干涉微波电磁波并通过非金属外壳输出。
23.本技术中的微波辐射器，设置有两层腔体结构，天线在第二腔体内产生的微波电磁波由于第二腔体上的腔壁结构上的条形缝的作用，在每对条形缝中两条条形缝各形成一个新的微波源，而两条形条形缝之间的间距等于微波电磁波的四分之一波长，进而使得两条条形缝之间分别由第二腔体向第一腔体输出的微波电磁波之间存在相位差，进而在第一腔体中两条条形缝之间的空间内相互干涉增强，形成微波能量分布更为均匀的干涉微波电磁波，在一定程度上增强微波电磁波的有效理疗面积的大小，并使得微波电磁波最终从第一腔体的非金属外壳输出。由此可见，本技术中在一定程度上提升了微波电磁波输出的均匀性和扩大微波电磁波的有效理疗面，有利于提升利用本技术中的微波辐射器输出微波电磁波的微波理疗仪的理疗效果。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
25.图1为本技术实施例提供的微波辐射器的爆炸结构示意图；
26.图2为本技术实施例提供的微波辐射器中第二腔体的腔壁结构的示意图。
具体实施方式
27.目前常规微波理疗仪中输出微波电磁波的结构大体上由一个金属腔体结构组成，该金属腔体结构内设置有产生微波电磁波的天线，且该金属腔体结构上还设置有允许微波电磁波输出的非金属窗口，使得在金属腔体结构内部产生的微波电磁波通过非金属窗口输出用于对生物组织理疗。
28.但显然，这种方式输出的微波电磁波，属于单点微波源输出的电磁波，越靠近天线的位置微波能量越强，反之，远离天线的位置微波能量越弱，使得微波能量在微波输出的横截面上呈现出分布不均匀的问题；甚至造成靠近天线的位置微波能量过大，而在微波输出的横截面上能量达到有效理疗的区域过小，进而造成理疗效果不佳的问题。
29.为此，本技术中提供了一种能够在一定程度上增强微波电磁波的微波能量输出分布的均匀性，并扩大微波电磁波的有效理疗面积的技术方案。
30.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.图1为本技术实施例提供的微波辐射器的爆炸结构示意图。图2为本技术实施例提供的微波辐射器中第二腔体的腔壁结构的示意图。
32.在本技术的一种具体实施例中，微波辐射器可以包括：
33.第一腔体20；设置在第一腔体20内部的第二腔体30；以及设置在第二腔体30内部，用于通电产生微波电磁波的天线10；
34.其中，第一腔体20包括具有容纳微波电磁波输出的开口的金属外壳21，以及设置在金属外壳21的开口位置的非金属外壳22；
35.第二腔体30为金属腔体，且第二腔体30包括正对非金属外壳22设置的腔壁结构31；腔壁结构31上设置有至少两对条形缝311，每对条形缝311中包括相互平行、和微波电磁波的辐射方向垂直、且沿微波电磁波的辐射方向的间距为微波电磁波的四分之一波长奇数倍的两条条形缝311；
36.当天线10产生的微波电磁波依次从每对两条条形缝311所在位置向第二腔体30外、第一腔体20内输出时，从分别每对两条条形缝311输出的微波电磁波相互干涉，形成干涉微波电磁波并通过非金属外壳输出。
37.参照图1，第一腔体20包括半封闭结构的金属外壳21，以及设置在金属外壳21的开口位置，和金属外壳21共同形成封闭腔体结构的非金属外壳22。也即是说第一腔体20是由
金属结构部分和非金属结构部分组成；而基于电磁波的特性可知，金属结构可以阻挡屏蔽电磁波的传输，由此，第一腔体20中的金属外壳21即可将微波电磁波的传输空间限制在金属外壳21所包围形成的空间内部，而同时在非金属外壳22的位置由形成一个容纳微波电磁波输出的开口，进而使得微波电磁波定向的从金属外壳21的开口位置输出。而当该微波电磁波应用于微波理疗仪中时，在实际使用过程中，该第一腔体20的非金属外壳22也即可贴合于需要进行微波电磁波理疗的生物组织，实现微波电磁波向待理疗的生物组织定向输出。
38.在此基础上，在第一腔体20的内部还设置由第二腔体30，第二腔体30整体为封闭的金属腔体，并且，在第二腔体30内部还设置有天线10，当该天线10接通电源时，即可将电信号转换为微波电磁波信号，并以该天线10为中心向四周发散。
39.因为第二腔体30为金属腔体，显然该天线所产生的微波电磁波也即被限制与第二腔体30内；而与此同时，参照图1和图2，该第二腔体正对第一腔体20的开口位置的腔壁结构21上设置有条形缝311，使得在第二腔体30内所产生的微波电磁波可以从该条形缝311内传输至第二腔体30之外而传输至第一腔体20之内，并最终通过第一腔体20的非金属外壳22输出。
40.此外，在图1所示的实施例中，对于第二腔体30而言，其除了包含腔壁结构31的部分外，也包括了一个半封闭结构的金属空腔32，该金属空腔32的结构和腔壁结构31共同形成一个封闭的第二腔体30。从结构上而言，第一腔体20和第二腔体30存在结构上的类似性，且二者可以输出微波电磁波的一面也是相对设置。
41.在本技术的一种可选的实施例中，也可以考虑将第一腔体20的金属外壳21和第二腔体30的金属空腔32两个结构合二为一，采用同一个半封闭金属结构腔既作为第一腔体20的一部分，也作为第二腔体30的一部分，或者说是将第一腔体20内部设置一个具有条形缝311的和腔壁结构31类似的隔板，将第一腔体20内部分割形成两个空腔空间，也能够实现本技术的技术方案。当然，本技术中也可以将第一腔体20和第二腔体30分别设置成两个相互独立的腔体结构，并将第二腔体30直接固定在第一腔体20内部，也不影响本技术技术方案的实现，对此，本技术不做具体限制。
42.如前所述，在第二腔体30的腔壁结构31上至少包括两对条形缝311。为了便于说明，下面以图1和图2所示的在第二腔体30上设置有两对条形缝的实施例为例进行说明。在第二腔体30上每对条形缝311包括第一条形缝3111和第二条形缝3112；两条条形缝311相互平行；两条条形缝311所在直线和天线10向两条条形缝311传输微波电磁波的方向垂直，且两条条形缝311沿着天线向两条条形缝311传输微波电磁波的方向依次设置，也就使得天线10输出的微波电磁波依次先后经过第一条形缝3111和第二条形缝3112；在此基础上，第一条形缝3111和第二条形缝3112沿微波电磁波的辐射方向的距离相差四分之一波长奇数倍。
43.需要说明的是，对于天线10而言，其是以其自身所在位置为中心向四周辐射微波电磁波的，而本实施例中每条条形缝311对应的沿着微波电磁波的辐射方向是指由天线10指向条形缝311所在位置的辐射方向，对此，后续不再赘述。
44.本此外实施例中对第一条形缝3111以及第二条形缝3112分别和天线10之间的距离进行设定，本质上是设定由天线10输出的微波电磁波向第一条形缝3111和第二条形缝3112传输的波程差。为了便于说明和理解，直接以相邻条形缝311分别和天线10的距离相差
四分之一波长进行说明。参照图1，第二腔体30的腔壁结构31为平面板状结构，和天线10的长度方向垂直。天线10分别到第一条形缝3111和第二条形缝3112相差的距离也即可视为第一条形缝3111和第二条形缝3112的距离之差。
45.当天线10沿着与第一条形缝3111以及第二条形缝3112垂直的方向输出微波电磁波，该微波电磁波首先到达第一条形缝3111，并在第一条形缝3112的位置分成两路微波电磁波，一路微波电磁波从第一条形缝3111向第二腔体30外、第一腔体20内的空间辐射，进而在第一条形缝3111处形成了一个向第一腔体30内辐射微波电磁波的微波波源；而另一路微波电磁波则继续向第二条形缝3112传输，在到达第二条形缝3112时，同样存在一部分微波电磁波从第二条形缝3112的位置向第二腔体30外、第一腔体20内的空间辐射，同理在第二条形缝3112的位置同样形成一个向第一腔体20内辐射微波电磁波的微波波源；在此基础上，第一条形缝3111处的微波波源和第二条形缝3112处的微波波源分别输出的微波电磁波显然可以在第一腔体20内部、第一条形缝3111和第二条形缝3112之间的空间相遇并发生干涉，因为第一条形缝3111和第二条形缝3112的分别输出的微波电磁波之间的波程相差四分之一波长，而微波电磁波的波长为毫米量级，可以将分别由两个条形缝311输出的微波电磁波在第一腔体20内部、第一条形缝3111和第二条形缝3112之间的空间内的波程差近似的视为四分之一波长，两列微波电磁波干涉增强，进而在第一腔体20内部、第一条形缝3111和第二条形缝3112之间的空间内形成一个能量分布相对均匀的干涉微波电磁波，并通过第一腔体20的非金属外壳21输出。
46.相对于单点波源输出的微波电磁波而言，本实施例中输出的微波电磁波的能量场不会在靠近单点波源位置分布过于集中，而是在一个更大的微波辐射横截面上均匀分布，使得能够起到理疗作用的微波电磁波的有效理疗面更大，使得待理疗的生物组织所接受到的微波电磁波能够实现更大面积更均匀能量的辐射理疗，进而增强微波电磁波的理疗效果。
47.本实施例中将单点波源输出的微波电磁波变成多点波源输出的微波电磁波，利用各点波源分别输出的微波电磁波均来源于天线10这一同一波源，进而使得在各个条形缝处产生的波源分别输出的微波电磁波之间具有较强的相干性，使得各点波源之间输出的微波电磁波之间能够发生稳定的相干干涉，进而获得能量分布更为均匀的干涉电磁波。
48.如前所述，上述实施例中是以第二腔体20的腔壁结构21上设置有两对条形缝311为例进行说明的，该两对条形缝311关于天线10对称设置。但在实际应用中，并不排除同时设置多对条形缝311，例如，图1和图2中是在微波电磁波左右两个相反的辐射方向分别各设置一对条形缝311；在实际应用中，还可以微波电磁波前后两个相反的辐射方向各设置一对条形缝311；也可以在微波电磁波的同一个辐射方向上设置多对条形缝311，其中相邻两对条形缝311距离最近的两个条形缝311之间的距离可以等于微波电磁波的半波长整数倍。在实际应用中该条形缝311的布局方式还可以存在其他方式，本技术中不一一列举。
49.此外，在图1和图2所示的实施例中条形缝均是直线型孔缝，在实际应用中该条形缝311还可以是其他形状，例如，还可以是圆心在天线所在直线上的圆弧线缝；条形缝311的具体形状结构可以基于实际需要而设定，对此，本技术中不做具体限制。
50.基于上述论述，为了进一步地增强每对条形缝311分别输出的微波电磁波的能量，在本技术的一种可选的实施例中，还可以进一步地包括：
51.第一条形缝3111和天线10之间的距离等于微波电磁波的半波长整数倍。
52.该第一条形缝3111也即使指每对条形缝311中的距离天线10更近的一条形缝311，当天线10输出的微波电磁波辐射传输至第一条形缝3111时，因为第一条形缝3111和天线10之间的距离为半波长的整数倍，也即可使得微波电磁波在第一条形缝3111处分别形成的三列电磁波，一列从第一条形缝3111向第一腔体20中输出，而另一列则向第二条形缝3112传输，第三列则向天线10的方向反向传输，并在该第一条形缝3111和天线10之间形成驻波，当该驻波再次传输至该第一条形缝3111时，又可以分别分成三个方向分别传输，从而在一定程度上增强第一条形缝3111所在位置形成的微波波源输出微波电磁波的能量强度。
53.在本技术的另一可选地实施例中，还可以进一步地将第二条形缝3112和第二腔体30的腔体侧壁321之间的距离设置为等于半波长的整数倍。该第二腔体30的腔体侧壁321为和天线10辐射微波电磁波方向垂直的侧壁。如图1所示，该腔体侧壁321为第二腔体30的金属空腔32的一部分且和腔壁结构31的边缘位置相连接，在实际应用中，该腔体侧壁321可以直接和腔壁结构31相互垂直。
54.当天线10输出的微波电磁波经过第一条形缝3111之后，部分微波电磁波会继续向前传输至第二条形缝3112，而在第二条形缝3112处，该微波电磁波同样可以分成两列微波电磁波，一列经过第二条形缝3112向第一腔体20内输出，另一列则继续向前传输至腔体侧壁321，因为该第二条形缝3112和腔体侧壁321之间的距离等于半波长的整数倍，即可使得该微波电磁波在腔体侧壁321反射并在第二条形缝3112和腔体侧壁321之间形成驻波；显然，该驻波在传输至第二条形缝3112时，也同样可以从第二条形缝3112部分输出，进而在一定程度上增强第二条形波处形成的微波波源输出微波电磁波的能量。
55.此外，为了保证第二腔体30的腔壁结构31输出微波电磁波的阻抗匹配，在本技术的一种可选地实施例中，还可以进一步地包括：
56.条形缝311包括关于天线10对称设置的两对条形缝311；
57.腔壁结构31上设置有第一通孔312，对称设置在每对条形缝311和第一通孔312之间的两对第二通孔313，每对第二通孔313所在直线和条形缝311平行；天线10的顶端位于第一通孔312的中心位置，天线10的底端通过第一腔体20和第二腔体30上的接线通孔和外部电源电连接，且天线10和腔壁结构31垂直。
58.参照图1和图2，当微波电磁波从天线向x方向辐射时，由于第二通孔313附近没有反射壁，所以不会失配，播微波电磁波的传输不受影响；当微波电磁波从天线向y方向辐射时，微波电磁波由于存在第二通孔313和第二腔体30的腔壁的共同阻拦，使得撞击到反射壁(即第二腔体30的腔壁)的微波电磁波无法反射回来，只能以热量的形式，沿反射壁边缘传播并消耗殆尽。其中，第二通孔313的作用为配合反射壁形成失配，减缓微波电磁波速度，使电磁波不能形成谐振。
59.通过腔壁结构31上的第一通孔312和第二通孔313，可以将天线10输出的微波电磁波调制形成一个向两侧辐射的矩形微波电磁波场，进而使得微波电磁波能够尽可能多的分别从天线10对称两侧的两对条形缝311输出。
60.可选地，该每对第二通孔313所在直线和第一通孔312的中心之间的距离为微波电磁波的四分之一波长的奇数倍。
61.可选地，还包括设置在每对条形缝311和第二腔体30的腔体侧壁321之间的两对第
三通孔314，且每对第三通孔314所在直线和条形缝311平行。
62.当微波电磁波撞在第二腔体30的腔壁夹角位置并反射时，存在两个第三通孔314的存在，使得微波电磁波的方向发生了折射，改变为沿x方向传输的平行波。
63.如前所述，天线10和外部电源相接通，当外部电源为天线10通电时，天线10即可将接收到的电信号转换为电磁波信号并输出，实现对生物组织的理疗，而当外部电源对天线10断电时，天线10不再输出微波电磁波，理疗中断。为了便于操作者更为直观的获知微波辐射器是否输出微波电磁波对生物组织进行治疗，在本技术的一种可选地实施例中，还进一步的在第二腔体30的腔壁结构31的外表面设置荧光灯40，该荧光灯40可以传输至第一腔体20内第二腔体30外的微波电磁波的能量发光。那么当天线10持续输出微波电磁波时，该荧光灯40即可持续发光，当天线10停止输出微波电磁波时，该荧光灯40也就停止发光。在此基础上，本实施例中进一步地将第一腔体20上的非金属外壳22设置为透光外壳，也可以是部分透明的外壳，进而使得操作者可以直接透过非金属外壳22观察到荧光灯40是否发光，并通过荧光灯40发光与否，确定微波理疗的中断与否。
64.此外，微波辐射器在实际对生物组织进行理疗时，第一腔体20的非金属外壳22需要贴合于生物组织的表面，为了保证非金属外壳22更好的和待理疗的生物组织向贴合，本实施例中的非金属外壳22的外表面可以设置成内凹弧形面。
65.综上所述，本技术中的微波辐射器中设置有两层腔体结构，天线在第二腔体的腔壁结构上的条形缝的作用，在每个条形缝所在位置形成一个向第一腔体内部辐射微波电磁波的微波波源，且每对条形缝中两条条形缝之间的间距为微波电磁波的四分之一波长的奇数倍，进而使得每对条形缝中两个条形缝分别输出的微波电磁波可以发生相互增强的干涉，进而形成一个更大面积且能量分布均匀的电磁波辐射区域，在一定程度上提升微波辐射器输出的微波电磁波的理疗效果。
66.本技术还提供了一种微波理疗仪，该微波理疗仪包括上述任意一项所述的微波辐射器，能够实现更大面积能量分布更均匀的微波电磁波的输出，提高微波理疗仪的理疗效果。
67.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本技术实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。
68.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。