NXP产品应用

什么叫rf 什么是射频

小编 2024-11-23 NXP产品应用 23 0

什么是射频

一、基础知识

射频能量由发射器(或正极)至天线(或负极)的闭合回路,能量遇到组织中的阻抗而产生热量,依据电极形状不同,电流大小和靶组织的阻抗不同所产生的热量有所不同。

皮肤是富含电解质及其他化合物的人体组织,这些物质属于导体,电流经过时产生热量,作用的射频能量可以依据靶组织特点进行调节,此外,皮肤中的水分会因诸多因素产生变化,如身体部位不同每天时间不同,环境湿度不同,局部使用的导电介质不同等等。因此,在不同的治疗中通过皮肤的射频电流会因为不同的因素而产生变化。双极射频持续均匀完全贯通作用于皮肤组织,遇到皮肤阻抗产生热量,并作用于真皮深层,表皮不受影响。胶原受热超过68-72摄氏度时,胶原纤维收缩变紧,在对真皮的刺激中会引发一系列的修复过程,在治疗后的一个月,机体自身修复过程促使真皮纤维细胞形成新胶原,新胶原以一种紧密方式沉积,因此皱纹减少,皮肤看起来更紧致坚实和年轻,明显改善皱纹和皮肤松弛。

单极射频:在治疗头释放很多的能量一小部分流经组织,最后经过身体流向地极,效果明显,客户感觉较强烈。

双极射频:定向作用于较深层的皮肤组织,表皮受到保护,并且不会造成辐射泄露。

二、专业知识

物理学定义,射频是指可发射传播的电磁波,简称RF射频就是射频电流,它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流每秒变化大于10万次的交流电称为高频电流医学上把频率0.5MHz——8MHz的交流高频电流称为射频电波。

(一)、射频专业知识1.1单极射频

a.正负两极没有在同一界面作用

b.穿透深度不可控——深层治疗

c.治疗有效深度为10~15mm

e.皮下温度能达到68-72度

1.2双极射频

a.正负两极在同一界面作用

b.穿透深度为两电极距离的1/2——浅层治疗

c.治疗有效深度为2~4mm

e.皮下温度能达到60度以上

单极射频:在治疗头释放很多的能量一小部分流经组织,最后经过身体流向地极,效果明显,客户感觉较强烈。

双极射频:定向作用于较深层的皮肤组织,表皮受到保护,并且不会造成辐射泄露。

1.3热效应

a.加速血液循环,增加供氧量;

b.胶原组织大量新生,加强了结缔组织再生能力

c.随时间的增长,胶原的新生,皱纹逐渐消失,皮肤收紧,使皮肤表现年轻化状态。

(二)、射频在医学中的作用

在普外科、心脏病学、神经科学、整形外科及皮肤科,射频应用已经越来越普遍,传统的射频产热过高,很少有与皮肤相关的报道,相对低能量射频普作用于皮肤的切除,但最新的射频非切割应用可作用于真皮重塑,皮肤治疗以及皮肤无创的皱纹治疗。

2.1 工作原理

皮肤深层的胶原和弹性纤维构成皮肤的架构,并决定皮肤的韧性和弹性,随着年龄的增长,交错的纤维网变得松散,皮肤的外观和性状发生改变,胶原降解加速合成缓慢,成人皮肤胶原含量每年降低1%。射频的治疗目的是逆转由此形成的皱纹和皮肤松弛。

当胶原被加热时,部分结合键被破坏,导致三维螺旋结构松弛,另一方面,由于受热温度和加热时间不同,胶原纤维产生变性,当结合键存在时至少部分胶原出现收缩和增厚。

基于以上原理,射频发射的射频能量遇到皮肤组织的阻抗而产生的热量使胶原纤维变性,引起真皮胶原纤维收缩。此外,还可以通过引发皮肤的愈合机制或直接作用于真皮细胞基质以促进胶原新生。根据温度分布和加热时间不同,基于复杂的多元化机制不同皮肤层次出现胶原收缩、成纤维细胞活动、纤维增生和全面胶原增生。射频的特殊的治疗头将热量有效限制在两电极之间的皮肤组织,精确地控制皮肤不同层次的温度。该设计保证了特定层次的胶原收缩并保证其他浅表层的胶原增生。值得注意的是,对皮肤的加热可促进局部血供,有效提高成纤维细胞的活动和皮肤全面年轻化需要的营养。

从技术角度看,射频提供的技术不仅保证最佳的靶组织选择性和较低的能量要求,还保证了皮肤表面与电极的良好接触,确保能量的良好传递,提供有效的治疗效果和极佳的安全性。

2.2 电极结构

目前的射频设备中主要有单极和双极两种结构,主要区别在于能量的传导方式,但是两种结构的能量与组织之间的作用是相同的,在可控的条件下两种结构都可以提高组织温度。

在单极射频中,一个电极为工作电极,另一个(较大的电极)放置在远离工作电极的部位作为回路电极。单极射频的主要优点在于:电极表面可以集中很高的能量,发射的能量可以穿透更深,这种模式更适合电外科应用。在皮肤科应用中,这种射频的疼痛会更加明显,由于单极穿透力强,所以能量越大效果维持的越持久。

双极射频中,电流仅流经两个电极之间很短的距离无需回路电极。相对单极射频,双极射频的主要优点在于电流的分布易于控制。所提供的能量也可以作用于深层和表皮皮肤。在无需麻醉的前提下,保证治疗效果的同时又提高了安全性。

什么是射频,我们为什么要使用它?射频原理和组件介绍

了解电磁辐射以及为什么它对无线通信如此有用。

当我们想到电时,我们自然会想到电线。从高压传输线到印刷电路板上的细小走线痕迹,电线仍然是将电能从一个位置转移到另一个位置的基本方法。

但是历史一直在证明,人们对基本的做事方式很少有满意的,因此,我们不应该惊讶地发现,随着电力的扩散,人们进行了广泛的努力,以使电能摆脱物理互连的约束。

有多种方法可以将“无线”功能合并到电气系统中。其中之一是电磁辐射的使用,这是RF通信的基础。但是,重要的是要认识到电磁辐射在将电路扩展到无线领域的能力方面并不是唯一的。任何可以通过非导电材料传播的东西(机械运动,声波,热量)都可以用作(也许是粗略的)将电能转换为不依赖导电线互连的信息传递的手段。

精心操纵的正弦电压(或电流)信号是现代无线时代的基础

考虑到这一点,我们可以问自己一些更相关的问题:为什么电磁辐射是首选方法?为什么其他类型的无线通信没有如此重要?在回答这些问题之前,请确保我们了解什么是电磁辐射。

场与波

您可能需要花费数年时间来研究电磁学的细节。幸运的是,您不需要那种专业知识就能成功设计和实现RF电路。但是您确实需要对设备天线发射出的神秘能量有一个基本的了解。

顾名思义,电磁辐射既涉及电场又涉及磁场。如果您有电压(例如,天线阻抗两端的电压),那么您将拥有电场(从数学的角度来看,电场与电压的空间变化率成正比)。如果有电流(例如,流经天线阻抗的电流),那么将有一个磁场(磁场强度与电流的大小成正比)。

即使电压或电流的大小恒定,也会存在电场和磁场。但是,这些场不会传播。如果我们要传播到宇宙中的波,我们需要改变电压和电流。

电磁波的电和磁分量表示为垂直的正弦曲线

这种传播现象的关键是电磁辐射的电性分量和磁性分量之间的自我维持关系。变化的电场产生磁场,而变化的磁场产生电场。这种相互再生表现为独特的实体,即电磁波。一旦产生,这种电磁波将以光速从源头向外传播,日复一日地朝着未知的深处传播。

创建EMR(电磁辐射,electromagnetic radiation)与控制EMR(电磁辐射,electromagnetic radiation)

设计整个RF通信系统并不容易。但是,产生电磁辐射(EMR)却非常容易,实际上,即使您不想产生电磁辐射,也可能会无意中产生电磁辐射。任何电路中的任何时变信号都会产生EMR,其中包括数字信号。在大多数情况下,此EMR只是噪声。如果没有造成任何麻烦,则可以忽略它。在某些情况下,它实际上可能会干扰其他电路,在这种情况下,它会变成EMI(电磁干扰,electromagnetic interference)。

因此,我们看到RF设计不仅仅在于生成EMR;它还涉及到控制EMR。确切地说,RF设计是一种生成和处理和解释EMR的艺术和科学,它使您能够在没有直接电连接的两个电路之间可靠地传输有意义的信息。

为什么要使用EMR?

现在让我们回到一个问题,即为什么与其他形式的无线通信相比,基于EMR的系统在实际应用中时如此普遍。换句话说,为什么在各种其他无需借助导线传输信息的现象和情况下,“无线”几乎总是指RF?有几个原因:

敏捷性

EMR是有线电路中使用的电信号的自然扩展。无论您是否希望,时变电压和电流都会产生EMR,此外,EMR是原始信号交流分量的精确表示。

这个复杂的QPSK波形的每个部分都传输两位数字信息

让我们考虑一个极端的(完全不切实际的)反例:基于热量的无线通信系统。想象一个房间包含两个单独的设备。发射器设备根据要发送的消息将房间加热到一定温度,然后接收器设备测量并解释环境温度。这是一个缓慢,笨拙的系统,因为房间的温度不能精确地跟随复杂电信号的变化而变化。而另一方面,EMR具有高度响应能力。发射的RF信号甚至可以忠实地再现先进无线系统中使用的复杂的高频波形。

速度

在交流耦合系统中,数据的传输速率取决于信号经历变化的速度。换句话说,信号必须在做某些事情(例如幅度增加和减少)以传达信息。事实证明,即使在非常高的频率下,EMR仍是一种实用的通信介质,这意味着RF系统可以实现极高的数据传输速率。

范围

对无线通信的追求与对长距离通信的追求紧密相连。如果发射器和接收器非常接近,则使用导线通常更简单且更具成本效益。尽管RF信号的强度根据平方定律成反比降低,但EMR(结合调制技术和复杂的接收器电路)仍具有出色的远距离传输可用信号的能力。

随着发射能量在所有方向上向外传播,EMR的强度呈指数下降

无需视线传输路径

可以与EMR竞争的唯一无线通信介质是光。这也许并不奇怪,因为光实际上是非常高频率的EMR。但是,光传输的本质突出了RF通信可能提供的确定性优势:不需要清晰的视线传输路径。

我们的世界充满了阻挡光(甚至是非常强大的光)的固体物体。我们所有人都经历了夏日阳光的强烈照耀,但是导致光强度降低的可能仅是一块薄薄的织物。相比之下,射频系统中使用的低频EMR能穿过墙壁,塑料外壳,云层,尽管看起来有些奇怪,但它会穿过人体的每个细胞。射频信号不会完全不受这些材料的影响,在某些情况下,可能会发生明显的衰减。但是与光相比,(低频)EMR几乎可以在任何地方使用。

总结

1、“ RF”是指使用电磁辐射在两个没有直接电连接的电路之间传输信息。

2、随时间变化的电压和电流会产生电磁能量,并以波的形式传播。我们可以通过操纵和解释这些波来无线传输模拟和数字数据信息。

3、EMR是无线通信的主要形式。一种替代方法是使用光(例如在光纤中),但是RF用途更为广泛,因为低频EMR不会被不透明的物体所阻挡。

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