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。
因為由此可以調(diào)整性能，因此要對放大器隨著時間出現(xiàn)的可能的時間變化，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)置一個壓縮器，其中，該壓縮器在其整個調(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)行補償。這樣發(fā)送裝置可以更可靠地運行。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，則打開調(diào)整回路。
在下列情況下，可以達(dá)到振幅調(diào)整和必要時相位調(diào)整的改善的瞬時特性-如果在輸出方的定向耦合器和天線裝置之間設(shè)置一個具有兩個輸入端和輸出端的90度混合器，該混合器將高頻輸出信號分為兩個分信號，-如果該90度混合器的一個輸入端與一個終端電阻連接，-如果向天線裝置輸入該兩個分信號，以及-如果天線裝置對于該兩個分信號具有相同類型的響應(yīng)特性。
為了實現(xiàn)上述情況，天線裝置可以具有兩個天線，每個分信號被輸入給一個天線，這些天線各輸出一個線性極化的磁共振激勵信號，并且這些線性極化磁共振激勵信號疊加為一個圓極化的磁共振激勵信號?；蛘?，天線裝置還可以具有單一的天線結(jié)構(gòu)，該天線結(jié)構(gòu)在引入兩個分信號時輸出一個圓極化的磁共振激勵信號。
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)合附圖描述實施方式給出本發(fā)明的其它優(yōu)點和細(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。
具體實施例方式
根據(jù)圖1，發(fā)送裝置具有一個輸入端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)造為具有兩個輸入端和兩個輸出端的90度混合器8。其第二輸入端與一個終端電阻8’連接。信號分配器8將高頻輸出信號分為兩個分信號，這兩個分信號振幅相同，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輸入兩個分信號。根據(jù)圖1，天線裝置9具有兩個構(gòu)造相同的天線10、11。向每一個天線10、11輸入一個分信號。
每個天線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，并由此在起振時具有同類型的瞬時反射。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信號，并由天線10、11輸出。由于90度的相位差，在此兩個線性極化磁共振激勵信號重疊為一個圓極化磁共振激勵信號，如箭頭C所示。只要瞬時反射被反射回放大器輸出端，則它們將相互抵消，因為它們在兩次通過混合器8后相互間具有180度的相位差。只要瞬時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。必要時振幅調(diào)整器18還可以附加具有一個比例部件和/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，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，即它具有壓縮的特征曲線，參見圖2。在此，壓縮器5的設(shè)計這樣實現(xiàn)，即它在其整個調(diào)整范圍內(nèi)至少補償高頻功率放大器6的膨脹特征曲線，必要時甚至過補償。由此可以避免放大器6的瞬時過控制。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輸入兩個分信號。因此，天線結(jié)構(gòu)28直接輸出圓極化磁共振激勵信號。由此，天線結(jié)構(gòu)28對于兩個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)整的運行時預(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振幅調(diào)整器(18)，該振幅調(diào)整器(18)控制一個設(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相位調(diào)整器(20)，該相位調(diào)整器控制一個設(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)置一個壓縮器(5)，-該壓縮器(5)在其整個調(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)置一個具有兩個輸入端和輸出端的90度混合器(8)，該混合器(8)將高頻輸出信號分為兩個分信號，-該90度混合器(8)的一個輸入端與一個終端電阻(8’)連接，-將該兩個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)具有兩個天線(10，11)，向每個天線(10，11)輸入一個所述分信號，這些天線(10，11)各輸出一個線性極化磁共振激勵信號，這些線性極化磁共振激勵信號疊加為一個圓極化磁共振激勵信號。
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)在引入兩個分信號時輸出一個圓極化磁共振激勵信號。
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