[发明专利]射频放大器和磁共振成像系统

说明书

技术领域

本发明涉及信号放大技术领域，尤其涉及一种射频放大器和磁共振成像系统。

背景技术

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)是断层成像的一种，它利用磁共振现象从人体中获得电磁信号，并重建出人体信息。MRI对人体没有电离辐射损伤，且能获得原生三维断面成像，即无需重建就可获得多方位的图像，因此成为了医疗行业中非常重要的诊断设备。磁共振成像系统形成图像的原理是：小信号发射机产生小功率的射频脉冲信号，经过射频功率放大器的功率放大，把信号发射到磁共振天线，激发待检测物体的共振，最后形成图像信号。当上述射频功率放大器的效率比较低时，会导致磁共振成像系统能耗高、散热差等问题，从而影响磁共振成像系统的正常使用。

参考图1所示，现有技术中磁共振成像系统中的射频功率放大器一般包括：

前级放大器2，用于接收待放大的射频信号，且对所述射频信号进行功率放大；

驱动级功率放大器3，连接所述前级放大器2的输出端，用于进一步对前级放大器2输出的信号进行功率放大，得到放大的射频信号；

分配器4，连接所述驱动级功率放大器3的输出端，用于将所述放大的射频信号分为S路；

S个末级功率放大器5，连接所述分配器4的输出端，用于对接收到的对应路射频信号进行功率放大；

合成器6，连接每个所述末级功率放大器5的输出端，用于对放大后的S路射频信号进行合成，以输出大功率的射频信号；

电源7，分别连接所述前级放大器2、驱动级功率放大器3和S个末级功率放大器5，用于为所述前级放大器2、驱动级功率放大器3和S个末级功率放大器5提供电压。

但是现有技术中存在以下缺陷：

1）当末级功率放大器5采用传统功率放大器，如AB类放大器时，其工作效率仅为35%~60％，因此存在工作效率比较低的问题，从而影响了其使用范围；

2）当末级功率放大器5采用D类功率放大器时，此时所述电源7需要将输入的交流电转换为不同电压的直流电源，即所述电源7提供的电压需要随着输入的射频信号不同而进行不同的调制，因此电源7的结构比较复杂，实现困难，成本较高。

更多关于射频功率放大器的技术可以参考公开号为CN101435856A的中国专利申请。

类似地，在射频电压放大器中也存在上述问题。

因此，如何提高射频放大器的效率且简化电源就成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种射频放大器和磁共振成像系统，可以简化电源，且提高放大效率。

为解决上述问题，本发明提供了一种射频放大器，包括：

前置放大模块，用于接收与待放大的射频信号对应的载波，且对所述载波进行前置放大，形成激励信号；

多个末级放大模块，每个所述末级放大模块包括一个开关和一个开关模式放大器，所述开关和对应的所述开关模式放大器相连接，用于对所述激励信号进行放大；

开关信号发生器，连接每个所述末级放大模块的控制输入端，用于接收所述射频信号，对所述射频信号进行采样，产生与所述开关对应的开启或关闭信号；

分配器，连接所述前置放大模块的输出端和所述末级放大模块的射频输入端，用于将所述激励信号分配给每个所述末级放大模块；

当所述开关模式放大器对应的开关收到开启信号时，所述开关模式放大器对分配的激励信号进行放大，并输出放大后的信号；当所述开关模式放大器对应的开关收到关闭信号时，所述开关模式放大器不工作；

合成器，连接所述末级放大模块的射频输出端，用于对所述末级放大模块输出的信号进行合成，得到与所述射频信号相关的放大信号；

电源，连接所述前置放大模块和所述末级放大模块，用于提供直流电压。

可选地，所述末级放大模块为n+m×(T-1)个，其中n个开关模式放大器的输出参量均为P，剩余m×(T-1)个开关模式放大器被均匀地分为m组，每组中(T-1)个开关模式放大器的输出参量相同，第i组中开关模式放大器的输出参量为P/Tⁱ，1≤i≤m，2≤T，T代表进制数；所述开关信号发生器产生位T进制的控制信号，根据前面位信号向输出参量为P的开关模式放大器对应的开关发送开启或关闭信号，且根据后面m位信号向输出参量为P/Tⁱ的m×(T-1)开关模式放大器对应的开关发送开启或关闭信号。

可选地，所述参量为功率，所述开关模式放大器为功率放大器。