專利名稱：磁共振設(shè)備的發(fā)送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁共振設(shè)備的發(fā)送裝置，該發(fā)送裝置具有輸入端、高頻功率放大器和天線裝置，其中，-通過該輸入端可以將高頻輸入信號輸入高頻功率放大器，-該高頻輸入信號可以由高頻功率放大器放大為高頻輸出信號，-該高頻輸出信號可以輸入到天線裝置中，并作為磁共振激勵(lì)信號由該天線裝置輸出。
背景技術(shù)：
這種發(fā)送裝置例如由DE 19911975C2或DE 10004423C2公開。其中描述的發(fā)送裝置已經(jīng)工作得比較令人滿意。
借助通常的發(fā)送裝置可以達(dá)到大約1％至4％的脈沖重復(fù)精度。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，改進(jìn)按照類別的發(fā)送裝置，使得脈沖重復(fù)精度更大而不影響發(fā)送裝置工作的可靠性。
該技術(shù)問題是這樣解決的，-在輸入端和高頻功率放大器之間設(shè)置一個(gè)輸入方的定向耦合器，-在高頻功率放大器和天線裝置之間設(shè)置一個(gè)輸出方的定向耦合器，以及-將由定向耦合器采集的信號輸入振幅調(diào)整器，該振幅調(diào)整器控制一個(gè)設(shè)置在輸入方的定向耦合器和高頻功率放大器之間的振幅調(diào)節(jié)器。
因?yàn)橛纱丝梢哉{(diào)整性能，因此要對放大器隨著時(shí)間出現(xiàn)的可能的時(shí)間變化，例如漂移進(jìn)行調(diào)節(jié)。
如果該振幅調(diào)整器具有積分部分，尤其是構(gòu)造為積分調(diào)整器，則這種調(diào)整可以特別精確地工作。
如果也將定向耦合器采集的信號輸入相位調(diào)整器，該相位調(diào)整器控制一個(gè)設(shè)置在振幅調(diào)節(jié)器之前或之后的相位調(diào)節(jié)器，則該發(fā)送裝置可以工作得更好。在此與振幅調(diào)整器類似，相位調(diào)整器優(yōu)選具有積分部分。特別是，該相位調(diào)整器還可以構(gòu)造為積分調(diào)整器。
如果在定向耦合器和振幅調(diào)整器之間設(shè)置對數(shù)探測器，則振幅調(diào)整器具有不依賴于振幅的調(diào)整特性。
如果對探測器設(shè)置溫度調(diào)節(jié)裝置，則上述調(diào)整可以特別穩(wěn)定地工作。作為另一種選擇或附加地，探測器還可以相互熱耦合，和/或去除與高頻功率放大器的熱耦合。
如果高頻功率放大器具有膨脹的特征曲線，則優(yōu)選在輸入端和高頻功率放大器之間設(shè)置一個(gè)壓縮器，其中，該壓縮器在其整個(gè)調(diào)整范圍內(nèi)至少對高頻功率放大器的膨脹特征曲線進(jìn)行補(bǔ)償。這樣發(fā)送裝置可以更可靠地運(yùn)行。在此，該壓縮器可以具有柔和的特征曲線。特別是，壓縮器可以構(gòu)造為二極管限幅器。
優(yōu)選的，如果由輸入方定向耦合器采集的信號不超過極限電平，則還將輸入方定向耦合器采集的信號輸入到比較器，該比較器去除定向耦合器與振幅調(diào)節(jié)器、必要時(shí)也去除與相位調(diào)節(jié)器之間的耦合。這樣，如果由于非常小的信號而不能進(jìn)行可靠的調(diào)整時(shí)，則打開調(diào)整回路。
在下列情況下，可以達(dá)到振幅調(diào)整和必要時(shí)相位調(diào)整的改善的瞬時(shí)特性-如果在輸出方的定向耦合器和天線裝置之間設(shè)置一個(gè)具有兩個(gè)輸入端和輸出端的90度混合器，該混合器將高頻輸出信號分為兩個(gè)分信號，-如果該90度混合器的一個(gè)輸入端與一個(gè)終端電阻連接，-如果向天線裝置輸入該兩個(gè)分信號，以及-如果天線裝置對于該兩個(gè)分信號具有相同類型的響應(yīng)特性。
為了實(shí)現(xiàn)上述情況，天線裝置可以具有兩個(gè)天線，每個(gè)分信號被輸入給一個(gè)天線，這些天線各輸出一個(gè)線性極化的磁共振激勵(lì)信號，并且這些線性極化磁共振激勵(lì)信號疊加為一個(gè)圓極化的磁共振激勵(lì)信號?；蛘撸炀€裝置還可以具有單一的天線結(jié)構(gòu)，該天線結(jié)構(gòu)在引入兩個(gè)分信號時(shí)輸出一個(gè)圓極化的磁共振激勵(lì)信號。
如果發(fā)送裝置構(gòu)造為具有模擬部件的硬件電路，則該發(fā)送裝置可以特別快速和可靠地工作。
下面通過結(jié)合附圖描述實(shí)施方式給出本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)。在此以原理圖的方式示出圖1是磁共振設(shè)備的發(fā)送裝置，圖2是特征曲線圖，以及圖3是圖1的發(fā)送裝置的變形。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)圖1，發(fā)送裝置具有一個(gè)輸入端1。通過輸入端1向發(fā)送裝置輸入高頻輸入信號。
在輸入端1后面設(shè)置輸入方的定向耦合器2。輸入方的定向耦合器2采集與通過輸入端1輸入的高頻輸入信號相對應(yīng)的信號。也就是說，該信號對應(yīng)于高頻額定輸出信號。
在輸入方定向耦合器2的后面設(shè)置振幅調(diào)節(jié)器3。振幅調(diào)節(jié)器3對輸入其中的高頻輸入信號進(jìn)行振幅調(diào)節(jié)，下面還將看到這樣做的意義和目的。
在振幅調(diào)節(jié)器3的后面設(shè)置相位調(diào)節(jié)器4。相位調(diào)節(jié)器4對高頻輸入信號進(jìn)行移相。
在相位調(diào)節(jié)器4的后面設(shè)置壓縮器5。壓縮器5壓縮輸入其中的信號。也就是說，壓縮器2衰減較大的高頻信號電平，而對較小的高頻信號電平則不衰減或僅有很小衰減。
在壓縮器5的后面設(shè)置高頻功率放大器6。高頻功率放大器6放大輸入其中的高頻輸入信號，并將該放大的高頻輸入信號作為高頻輸出信號輸出。
在高頻功率放大器6的后面設(shè)置輸出方的定向耦合器7。輸出方的定向耦合器7采集與高頻輸出信號相對應(yīng)的信號。也就是說，該信號與高頻實(shí)際輸出信號對應(yīng)。
在輸出方定向耦合器7的后面設(shè)置具有若干MHz帶寬的信號分配器8。信號分配器8構(gòu)造為具有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端的90度混合器8。其第二輸入端與一個(gè)終端電阻8’連接。信號分配器8將高頻輸出信號分為兩個(gè)分信號，這兩個(gè)分信號振幅相同，但相互之間具有90度的相位差。
在信號分配器8的后面設(shè)置天線裝置9。從信號分配器8向該天線裝置9輸入兩個(gè)分信號。根據(jù)圖1，天線裝置9具有兩個(gè)構(gòu)造相同的天線10、11。向每一個(gè)天線10、11輸入一個(gè)分信號。
每個(gè)天線10、11具有相同的帶寬和相同的耦合度。因此，對于輸入其中的分信號，每個(gè)天線10、11具有相同類型的反射因子的頻率相關(guān)性，并由此在起振時(shí)具有同類型的瞬時(shí)反射。因此，如圖1中通過箭頭A和B所示，天線10、11產(chǎn)生線性極化磁共振激勵(lì)信號，并由天線10、11輸出。由于90度的相位差，在此兩個(gè)線性極化磁共振激勵(lì)信號重疊為一個(gè)圓極化磁共振激勵(lì)信號，如箭頭C所示。只要瞬時(shí)反射被反射回放大器輸出端，則它們將相互抵消，因?yàn)樗鼈冊趦纱瓮ㄟ^混合器8后相互間具有180度的相位差。只要瞬時(shí)反射被反射到終端電阻8’，則它們將被終端電阻所吸收。
將定向耦合器2、7采集的信號輸入對數(shù)探測器12、13。這樣的探測器12、13一般是公知的，并例如由Analog Device公司以型號AD8302出售。在此，輸入方定向耦合器2所采集的信號被直接輸入對數(shù)探測器12。而輸出方定向耦合器7采集的信號則通過衰減器14和移相器15輸入對數(shù)探測器13。
對數(shù)探測器12、13相互熱耦合，如方框D所示。在此，熱耦合例如可以這樣達(dá)到，即將兩個(gè)探測器12、13設(shè)置在同一芯片上，已提到的AD8302就是如此。作為另一選擇或作為補(bǔ)充，還可去除探測器12、13與高頻功率放大器6之間的熱耦合，如圖1中通過點(diǎn)劃線E所示。這例如可以這樣達(dá)到，即將探測器12、13設(shè)置在與高頻功率放大器6不同的另一個(gè)電路板上。此外，還可以為探測器12、13設(shè)置溫度調(diào)節(jié)裝置16。所有這些措施都是為了支持這一目的，即這樣來運(yùn)行探測器12、13，使得探測器12、13特征曲線中可能出現(xiàn)的差別不隨時(shí)間變化。
除其它之外，探測器12、13還對輸入其中的信號進(jìn)行整流，如整流符號所示，并由此進(jìn)行解調(diào)。這樣產(chǎn)生的、頻率相對較低的調(diào)制信號由探測器12、13輸出到輸出端12’、13’，并從那里輸入求差器17，該求差器17將這樣形成的差值信號傳遞到振幅調(diào)整器18。然后振幅調(diào)整器18相應(yīng)控制振幅調(diào)節(jié)器3，使得高頻輸出信號盡可能與其額定信號一致。
根據(jù)圖1，振幅調(diào)整器18構(gòu)造為積分調(diào)整器18。必要時(shí)振幅調(diào)整器18還可以附加具有一個(gè)比例部件和/或差分部件。至少積分部件應(yīng)當(dāng)一直存在。
輸入探測器12、13的高頻信號在探測器內(nèi)部還輸入到限幅器中，以產(chǎn)生正弦函數(shù)。該正弦函數(shù)由探測器12、13輸出到輸出端12”、13”，并從那里輸入相位探測器19。將相位探測器19的輸出信號輸入相位調(diào)整器20，該相位調(diào)整器20又跟蹤相位調(diào)節(jié)器4。
根據(jù)圖1，相位調(diào)整器20同樣構(gòu)造為積分調(diào)整器20。在此，與振幅調(diào)整器18的情況相同，必要時(shí)還可以附加地具有比例部件和/或差分部件，但積分部件應(yīng)當(dāng)一直存在。
在高頻輸入信號小時(shí)，對振幅調(diào)節(jié)器3和相位調(diào)節(jié)器4的跟蹤是不可靠的。因此，根據(jù)圖1，在求差器17和相位探測器19一側(cè)和調(diào)整器18、20另一側(cè)之間設(shè)置分離部件21、22。在此，分離部件21、22在該例中構(gòu)造為MOSFET。
分離部件21、22由比較器23控制，通過探測器12向該比較器23輸入由輸入方定向耦合器2采集的解調(diào)信號，另一方面輸入極限信號。由此，如果輸入方定向耦合器2采集的信號沒有超過極限電平，則比較器23去除振幅調(diào)節(jié)器3和相位調(diào)節(jié)器4與定向耦合器2、7之間的耦合。
如果高頻輸入信號振幅太小，則通過上述去耦合對振幅調(diào)節(jié)器3和相位調(diào)節(jié)器4不再跟蹤。
參見圖2，高頻功率放大器6可以具有膨脹的特征曲線。因此，高頻功率放大器6可以比較小的輸入信號更劇烈地放大較大的輸入信號。壓縮器5這樣設(shè)計(jì)，即它具有壓縮的特征曲線，參見圖2。在此，壓縮器5的設(shè)計(jì)這樣實(shí)現(xiàn)，即它在其整個(gè)調(diào)整范圍內(nèi)至少補(bǔ)償高頻功率放大器6的膨脹特征曲線，必要時(shí)甚至過補(bǔ)償。由此可以避免放大器6的瞬時(shí)過控制。否則，這樣的過控制可能在特別是在調(diào)整的起振期間，在突然的振幅躍變后出現(xiàn)。
壓縮器5可以例如具有電阻24、25和二極管26、27。也就是說，壓縮器5可以構(gòu)造為二極管限幅器5。由于存在電阻25，壓縮器5具有柔和的特征曲線。
圖3的圖示基本上對應(yīng)于圖1的圖示。因此對于圖1的上述實(shí)施方式的基本原理也適用于圖3的。下面只針對與圖1的不同之處進(jìn)行說明。
首先，根據(jù)圖3，相位調(diào)節(jié)器4不是設(shè)置在振幅調(diào)節(jié)器3后面，而是設(shè)置在其前面。
此外，天線裝置9具有一個(gè)單一的天線結(jié)構(gòu)28，例如鳥籠式諧振器。向該天線結(jié)構(gòu)28輸入兩個(gè)分信號。因此，天線結(jié)構(gòu)28直接輸出圓極化磁共振激勵(lì)信號。由此，天線結(jié)構(gòu)28對于兩個(gè)分信號也具有類型相同的響應(yīng)特性。
最后根據(jù)圖3，分離部件21、22不是設(shè)置在調(diào)整器18、20前面，而是設(shè)置在其后面。因此，在將定向耦合器2、7與調(diào)節(jié)器3、4分離時(shí)后者接近預(yù)定的值。優(yōu)選該預(yù)定值對應(yīng)于調(diào)整器18、20在過渡到調(diào)整的運(yùn)行時(shí)預(yù)先給出的輸出值。
根據(jù)圖1和圖3的發(fā)送裝置構(gòu)造為具有模擬部件的硬件電路。這樣做的結(jié)果是，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)送裝置結(jié)構(gòu)簡單，由成本低廉的部件組成，并可快速和可靠地工作。
權(quán)利要求
1.一種磁共振設(shè)備的發(fā)送裝置，具有輸入端(1)、高頻功率放大器(6)和天線裝置(9)，其中，-通過輸入端(1)將高頻輸入信號輸入該高頻功率放大器(6)，-該高頻輸入信號可由該高頻功率放大器(6)放大為高頻輸出信號，-該高頻輸出信號可輸入到所述天線裝置(9)中，并作為磁共振激勵(lì)信號由該天線裝置(9)輸出，其特征在于，-在所述輸入端(1)和高頻功率放大器(6)之間設(shè)置一個(gè)輸入方定向耦合器(2)，-在所述高頻功率放大器(6)和天線裝置(9)之間設(shè)置一個(gè)輸出方定向耦合器(7)，以及-將定向耦合器(2，7)采集的信號輸入一個(gè)振幅調(diào)整器(18)，該振幅調(diào)整器(18)控制一個(gè)設(shè)置在所述輸入方定向耦合器(2)和高頻功率放大器(6)之間的振幅調(diào)節(jié)器(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)送裝置，其特征在于，所述振幅調(diào)整器(18)具有積分部件，尤其是構(gòu)造為積分調(diào)整器(18)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)送裝置，其特征在于，還將所述定向耦合器(2，7)采集的信號輸入一個(gè)相位調(diào)整器(20)，該相位調(diào)整器控制一個(gè)設(shè)置在所述振幅調(diào)節(jié)器(3)之前或之后的相位調(diào)節(jié)器(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)送裝置，其特征在于，所述相位調(diào)整器(20)具有積分部件，尤其是構(gòu)造為積分調(diào)整器(20)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的發(fā)送裝置，其特征在于，在所述定向耦合器(2，7)和振幅調(diào)整器(18)之間設(shè)置對數(shù)探測器(12，13)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)送裝置，其特征在于，對所述探測器(12，13)設(shè)置一溫度調(diào)節(jié)裝置(16)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的發(fā)送裝置，其特征在于，所述探測器(12，13)相互熱耦合，和/或與所述高頻功率放大器(6)去除熱耦合。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的發(fā)送裝置，其特征在于，-所述高頻放大器(6)具有膨脹的特征曲線，-在所述輸入端(1)和高頻功率放大器(6)之間設(shè)置一個(gè)壓縮器(5)，-該壓縮器(5)在其整個(gè)調(diào)整范圍內(nèi)至少對所述高頻功率放大器(6)的膨脹特征曲線進(jìn)行補(bǔ)償。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)送裝置，其特征在于，所述壓縮器(5)具有柔和的特征曲線。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的發(fā)送裝置，其特征在于，所述壓縮器(5)構(gòu)造為二極管限幅器(5)。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的發(fā)送裝置，其特征在于，如果由所述輸入方定向耦合器(2)采集的信號不超過極限電平，則還將該輸入方定向耦合器(2)采集的信號輸入到一個(gè)比較器(23)，該比較器(23)去除所述定向耦合器(2，7)與振幅調(diào)節(jié)器(3)、必要時(shí)也與相位調(diào)節(jié)器(4)之間的耦合。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的發(fā)送裝置，其特征在于，-在所述輸出方定向耦合器(7)和天線裝置(9)之間設(shè)置一個(gè)具有兩個(gè)輸入端和輸出端的90度混合器(8)，該混合器(8)將高頻輸出信號分為兩個(gè)分信號，-該90度混合器(8)的一個(gè)輸入端與一個(gè)終端電阻(8’)連接，-將該兩個(gè)分信號輸入給所述天線裝置(9)，以及-該天線裝置(9)對于該兩個(gè)分信號具有相同類型的響應(yīng)特性。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)送裝置，其特征在于，所述天線裝置(9)具有兩個(gè)天線(10，11)，向每個(gè)天線(10，11)輸入一個(gè)所述分信號，這些天線(10，11)各輸出一個(gè)線性極化磁共振激勵(lì)信號，這些線性極化磁共振激勵(lì)信號疊加為一個(gè)圓極化磁共振激勵(lì)信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)送裝置，其特征在于，所述天線裝置(9)具有單一的天線結(jié)構(gòu)(28)，該天線結(jié)構(gòu)(28)在引入兩個(gè)分信號時(shí)輸出一個(gè)圓極化磁共振激勵(lì)信號。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的發(fā)送裝置，其特征在于，該發(fā)送裝置構(gòu)造為具有模擬部件的硬件電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁共振設(shè)備的發(fā)送裝置，通過一個(gè)輸入端(1)向該磁共振設(shè)備的發(fā)送裝置的HF功率放大器(6)輸入HF輸入信號。放大器(6)將輸入信號放大為HF輸出信號，并輸入天線裝置(9)，天線裝置(9)將其作為磁共振激勵(lì)信號輸出。在輸入端(1)和放大器(6)之間以及放大器(6)和天線裝置(9)之間設(shè)置定向耦合器(2，7)。由定向耦合器采集的信號輸入振幅調(diào)整器(18)，其控制設(shè)置在高頻功率放大器(6)之前的振幅調(diào)節(jié)器(3)。
文檔編號G01R33/36GK1580806SQ200410059098
公開日2005年2月16日 申請日期2004年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月31日
發(fā)明者亞當(dāng)·阿爾布雷克特, 霍斯特·克羅克爾, 威爾弗雷德·施內(nèi)爾, 馬庫斯·維斯特 申請人:西門子公司