[发明专利]用于磁共振系统的RF功率分配器

说明书

技术领域

下文涉及射频功率领域、电子领域、磁共振领域及相关领域。通过示例性地应用于用于成像、光谱学等的磁共振系统描述下文。然而，下文将通常在射频功率电路中、通常在微波电路和设备中等得到更普遍的应用。

背景技术

在用于成像或光谱学的典型磁共振系统中，一个射频功率放大器用于发射阶段(也就是，用于磁共振激励)。放大器的输出被馈送到正交“整体”发射线圈的两个通道中，即，馈送到0°相“I”通道和90°相“Q”通道中。放大器与正交发射线圈的I和Q通道的耦合典型地使用所谓的“混合”耦合器实现，所述“混合”耦合器为Q通道引入90°相移，并且为反射功率使用负载。

另一种类型的线圈是多元体线圈(multi-element body coil)。这样的线圈包括多个独立可驱动导体，所述导体可以以各种方式由相应的多个射频功率放大器驱动以提供对发射B₁场的充分控制，从而适应不同的主负载和其他因素。这样的多元体线圈例如可以被构造为退化鸟笼线圈，或构造为与射频屏蔽连接的一组杆，从而在横向电磁(TEM)模式中可驱动。更普遍地，可以利用多通道射频线圈(例如多元体线圈或表面线圈或其他局部线圈的阵列)来生成高空间可调谐B₁发射场。

与相应的多个射频功率放大器耦合的多元体线圈与通过混合耦合器由单一功率放大器驱动的正交体线圈相比在系统复杂性和成本上具有显著增加。因此，在一些应用中希望使用单一射频功率放大器驱动多通道射频线圈。例如，可以使用单一射频功率放大器和合适的功率耦合电路在正交操作模式中驱动多元体线圈。

然而，迄今已发现合适的功率耦合电路很复杂。一种合适的功率耦合器被称为Butler矩阵。为了在正交操作模式中驱动N通道多元体线圈，Butler矩阵电路包括与负载和限定长度的电缆组合的至少N/2+N/4…+N/N个混合耦合器。例如，被配置为在正交中驱动8通道多元体线圈的Butler耦合矩阵在Butler矩阵中需要8/2+8/4+8/8＝7个耦合器。Butler矩阵也具有显著的功率损耗，并且构造复杂，原因是N/2+N/4…+N/N个耦合器中的每一个和相应的电缆长度必须被调节以获得需要的阻抗和相位匹配。

下文提供了克服上述问题和其他问题的新颖和改进的装置和方法。

发明内容

根据一个公开方面，公开了一种功率分配器，包括：并联射频连接点，N个射频通道在所述并联射频连接点处并联地连接，其中N是大于1的正整数，所述N个射频通道的并联连接限定所述连接点处的输出阻抗；以及阻抗匹配电路，其与所述射频连接点连接并且被配置为在所述连接点处的输出阻抗与被设计用于馈送阻抗Z₀的输入射频信号源之间提供阻抗匹配。

根据另一个公开方面，公开了一种用于磁共振系统中的射频发射系统，所述射频发射系统包括：射频功率放大器，其被配置为以射频生成激励靶核中的磁共振的输入射频信号并且被设计用于馈送阻抗Z₀；具有N个射频通道的多通道射频线圈，其中N是大于1的正整数；以及功率分配器，其包括(i)并联射频连接点，所述多通道射频线圈的N个射频通道在所述并联射频连接点处并联地连接以限定所述并联射频连接点处的输出阻抗，和(ii)阻抗匹配电路，其连接所述射频功率放大器和所述射频连接点并且被配置为在所述射频功率放大器与所述连接点处的输出阻抗之间提供阻抗匹配。

根据另一个公开方面，公开了一种磁共振系统，包括：主磁体，其被配置为在检查区域中生成静态主(B₀)磁场；一组磁场梯度线圈，其被配置为在所述检查区域中选择性地生成磁场梯度；以及如前面的段落中所述的射频发射系统。

一个优点在于提供部件数量减少的射频功率分配器。

另一个优点在于提供制造成本减小的射频功率分配器。

另一个优点在于提供设计和调谐简化的射频功率分配器。

另一个优点在于信号衰减减小。

另一个优点在于提供用于耦合射频功率放大器和磁共振系统的多通道射频发射线圈的改进方法和装置，所述改进方法和装置提供的优点包括部件数量减少、制造成本减小以及设计和调谐简化。

本领域的普通技术人员通过阅读并理解以下详细描述将理解本发明的更多优点。

附图说明

图1图示地显示了包括射频分配器的磁共振系统，所述射频分配器耦合射频功率放大器和多通道射频发射线圈；

图2和3分别图示地显示了由适合用于图1的磁共振系统中的功率分配器耦合的射频功率放大器和八通道射频发射线圈的电示意图和实际布置图；