[實用新型]一種射頻線圈

有效

• 申請號: 201720595852.9
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN207164229U
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 楊培強;方智奇;徐羅元;沈杰;陸治勇;汪紅志
• 申請（專利權）人: 蘇州紐邁分析儀器股份有限公司
• 主分類號: G01R33/34
• 分類號: G01R33/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種射頻線圈，屬核磁共振領域。

背景技術

射頻線圈在磁共振系統中的作用是收發信號，即發射大功率射頻脈沖信號和接收極小功率的核磁信號。從發射完成到可以開始接收核磁信號的時間被稱作死時間。死時間產生的原因是，在射頻線圈發射完大功率射頻脈沖信號后，由于線圈處在一個諧振電路中，線圈上的射頻能量不會立即降為0，而是慢慢的振蕩消耗變為0，該振蕩時間一般不低于16μs。在這個振蕩時間內，線圈對外輸出的信號由振蕩能量和核磁信號能量構成，兩者頻率相同，而振蕩能量遠遠大于核磁信號能量，也大于后級接收機能承受的最大輸入功率，因此這段時間內的信號是需要濾除的，但同時該時間內有用的核磁信號也被濾除了。死時間的長短影響著該系統的應用領域，特別對于弛豫時間很短的樣品，如固體脂肪，需要磁共振系統有著很短的死時間，否則樣品產生的核磁信號在系統死時間里已經弛豫完全，系統就接收不到該樣品的信號。

在常規射頻線圈中，采用被動二極管串聯一個大電阻的方法來縮短死時間，其原理是在振蕩時間內，較大的振蕩能量可以導通被動二極管，與大電阻形成通路，通過電阻放電。該方法的局限是：（1）在射頻發射時間內，被動二極管也會被導通，相當一部分有用射頻能量也被消耗在了電阻上，導致線圈效率下降；（2）在消耗振蕩能量的同時，有用射頻功率信號也被消耗；（3）當振蕩電壓的幅值小于二極管的開啟電壓（一般認為0.7V）后，該結構不再有效，而此時振蕩信號仍遠大于核磁信號；（4）電阻的溫度常常很高，以至于電阻燒壞或兩端的焊錫融化。因此該方法從理論分析到實際使用來看，效果都不是很好。

雙通道線圈也被用來解決死時間問題，即發射線圈和接收線圈分開，以獲得更短的線圈振蕩時間。但雙通道線圈有嚴重的耦合問題，發射線圈的振蕩會耦合到接收線圈，振蕩時間與收發一體的線圈基本一致，且雙通道線圈在調試時會導致工作量加倍。

因此如何克服被動二極管串聯大電阻帶來的被動線圈中存在振蕩能量和有用射頻能量同時被消耗的問題，同時避免小于二極管開啟電壓的振蕩無法消耗的問題，成為該領域研究的難點。

發明內容

本實用新型是為解決現有技術存在的問題，提供了一套縮短射頻線圈振蕩時間的解決方案，此方案在線圈內部集成主動開關電路，克服被動二極管串聯大電阻帶來的被動線圈中存在振蕩能量和有用射頻能量同時被消耗的問題，同時避免小于二極管開啟電壓的振蕩無法消耗的問題。

本實用新型的目的是通過以下措施實現的：

所述射頻線圈包括第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第一電感線圈和主動開關電路。

所述第三電容和所述第四電容并聯接地，并與所述第二電容串聯，然后再與所述第一電感線圈并聯；所述主動開關電路與第一電感線圈串聯。

所述主動開關電路，包括可正負電壓偏置的直流電源、第一PIN二極管、第二PIN二極管和第二電感線圈，所述第一PIN二極管和第二PIN二極管并聯接地，并與第二電感線圈串聯；

當所述第一電感線圈處在發射狀態時，通過所述直流電源提供正電壓偏置，第一PIN二極管、第二PIN二極管處于完全導通狀態，相當于一根導線，當發射狀態結束的瞬間，所述直流電源提供負電壓偏置，第一PIN二極管、第二PIN二極管截止，相當于一個電阻，原諧振回路被破壞，線圈內的能量被串聯在諧振回路中的該等效電阻迅速消耗，振蕩消耗完之后，直流電源變為正電壓，第一PIN二極管、第二PIN二極管再次導通，線圈轉為接收狀態。

所述直流電源包括調整波形的芯片，所述芯片有PWR輸出端和AUX輸出端，兩個輸出端可獨立調節上升沿、下降沿與輸入信號的延遲，輸出的PWR信號和AUX信號分別進入光電耦合器，將前后的控制信號相互隔離，隔離之后的信號進入具有正反邏輯輸出的MOS管驅動器，驅動器的輸出信號驅動后面直流選通電路的MOS管柵極。

所述直流選通電路外供0.8A恒定電流和-15V恒壓直流電源，當外部門控信號給出低電平時，PWR和AUX信號也都為低電平，此時電路輸出0.8A恒流；而當門控信號為高電平時，PWR信號和AUX信號給出的是高電平，此時電路輸出-15V。

所述MOS管分為NMOS管和PMOS管，所述NMOS電壓可加載±20V，開啟關斷時間在10～30ns，所述PMOS管連續輸出電流為2A，最大脈沖輸出電流為10A，開啟關斷時間在10～50ns。

本實用新型未說明的技術特征采用成熟的現有技術進行配套。

本實用新型相比現有技術具有如下優點：