[发明专利]具有改进的射频隔离的发送/接收开关电路有效
申请号: | 201380057753.X | 申请日: | 2013-10-23 |
公开(公告)号: | CN104769452B | 公开(公告)日: | 2018-07-10 |
发明(设计)人: | O·利普斯 | 申请(专利权)人: | 皇家飞利浦有限公司 |
主分类号: | G01R33/36 | 分类号: | G01R33/36;H04B1/44 |
代理公司: | 永新专利商标代理有限公司 72002 | 代理人: | 李光颖;王英 |
地址: | 荷兰艾*** | 国省代码: | 荷兰;NL |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 传输线 开关电路 射频输入 射频天线 磁共振 射频输出 发送 磁共振成像系统 磁共振频率 并联谐振电路 串联谐振电路 共振频率 射频隔离 开关控制单元 磁共振信号 并联连接 软件模块 射频功率 改进 | ||
一种针对用于在磁共振成像系统(10)中使用的磁共振射频天线(M)的发送/接收开关电路(40;48),所述发送/接收开关电路包括:‑射频输入传输线(TX)和射频输出传输线(RX),所述射频输入传输线(TX)被提供用于将射频功率发送到所述磁共振射频天线(M),所述射频输出传输线(RX)被提供用于将由所述磁共振射频天线(M)以磁共振频率接收的磁共振信号从所述磁共振射频天线(M)转移;‑并联谐振电路(42),其具有基本上等于所述磁共振频率的共振频率,并且所述并联谐振电路关于所述射频输入传输线(TX)被并联连接到所述磁共振射频天线(M),‑串联谐振电路(44),其具有基本上等于所述磁共振频率的共振频率,并且所述串联谐振电路被串联连接在所述射频输入传输线(TX)与所述射频输出传输线(RX)之间;所述发送/接收开关电路用于在所述射频输入传输线(TX)与所述射频输出传输线(RX)之间提供改进的射频隔离;一种用于使用这样的发送/接收开关电路(40;48)来生成磁共振成像系统(10)的连续的RF发送周期和RF接收周期的方法;一种具有至少一个这样的发送/接收开关电路(40;48)的开关控制单元(32),其用于在所述磁共振成像系统(10)中使用;一种用于控制对这样的方法的运行的软件模块(26)。
技术领域
本发明涉及一种针对用于在磁共振(MR)成像系统中使用的MR射频(RF)天线的发送/接收(T/R)开关电路。
背景技术
在磁共振(MR)成像领域中,已知采用MR射频(RF)天线,MR射频(RF)天线被提供用于在第一操作周期期间以用于感兴趣对象中的核素的共振激励的共振频率发送RF功率,并且用于在不同于第一操作周期的第二操作周期期间接收由核素发出的MR RF能量。
在操作MR成像系统的现有技术中,发送RF功率的周期和接收磁共振成像信号的周期以连续的方式在MR成像过程期间发生。可以通过由发送/接收(T/R)开关控制MR天线来生成发送RF功率的周期和接收MR成像信号的周期。
现有技术的T/R开关可以应用PIN(正-本征-负)二极管作为开关元件。通常,由正向偏置的PIN二极管形成的低RF阻抗经由四分之一波长传输线被变换成高RF阻抗,这是由于其在对应连接点处的双重性。在例如Microsemi-Watertown的“The PIN diode CircuitDesigners’Handbook”(DOC.#98=WPD-RDJ007,Microsemi公司,Pleasnt街580号,Watertown,MA 02472,美国)的图2.11中描述了该类型的T/R开关。为了在接收MR成像信号的周期期间在提供用于共振激励的RF功率的RF放大器与在接收端的前置放大器之间实现充分的RF隔离,必须在若干级中重复四分之一波长变换。在大多数情况中,两级提供了充分的RF隔离。
由于四分之一波长变换所需的传输线倾向于非常长且庞大,它们能够由呈现相同变换属性的对应网络替换。因此,给出了该网络的每个部件。
在图1a中示出现有技术T/R开关的典型实施例。图1b图示采用π-网络的等效集总元件电路,其中,单独地精确确定所需的电感器L和电容器C。在图1a中,RF输入线TX'从RF放大器(未示出)提供用于核素的共振激励的RF功率。RF输入线TX'经由PIN二极管D被连接到MR RF天线M',MR RF天线M'继而被连接到四分之一波长RF传输线(λ/4)。四分之一波长RF传输线的远端被连接到具有被提供为放大接收到的MR信号的RF前置放大器的接收端口RX'和另一PIN二极管D'两者。能够通过控制DC偏置电流使PIN二极管在低RF阻抗的状态与高RF阻抗的状态之间转移,为清楚起见,未示出DC偏置电流的提供电路。
如能够从图1b获悉的,在发送RF功率的周期期间接收端口RX'的每级的RF隔离主要由通过二极管D'的电感L和低RF阻抗形成的分压器给出。由于两个值在原则上都由等效于四分之一波长传输线(λ/4)的π-网络来固定,所以每级的RF隔离也得到确定。
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