分集無線電接收機系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種分集無線電接收機系統(tǒng)包括射頻（RF）電路板，設(shè)置于RF電路板上的多個RF接收機以及設(shè)置于RF電路板上的切換電路。切換電路包括傳輸線和開關(guān)，開關(guān)將每個RF接收機與（1）多個天線中的選定一個天線，以及（2）阻抗匹配電路連接，所述阻抗匹配電路提供所述選定一個天線與所述RF接收機的阻抗匹配。該切換電路被配置成實現(xiàn)多種可選擇的開關(guān)配置，每種開關(guān)配置將所述多個RF接收機的每個RF接收機與所述多個天線的選定天線連接。切換電路的阻抗匹配電路可以包括阻抗匹配傳輸線短線。該分集無線電接收機系統(tǒng)可以被配置成接收由無線磁共振（MR）接收線圈發(fā)射的RF信號。
【專利說明】分集無線電接收機系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]下文涉及射頻(RF)技術(shù)、磁共振成像和波譜分析技術(shù)和相關(guān)技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]磁共振(MR)成像是一種已知的醫(yī)療成像技術(shù)，也用于獸醫(yī)成像和其他成像應(yīng)用中，例如表征考古學(xué)偽影。MR實驗室通常采用各種射頻通信鏈路和系統(tǒng)。作為例示性范例，MR實驗室可以采用:通過RF發(fā)射與MR電子器件通信的無線MR接收線圈；無線電子患者監(jiān)測裝置，例如心電圖(ECG或EKG)裝置、呼吸監(jiān)測裝置等等；或無線治療裝置，例如用于靜脈流體輸送的輸注泵。
[0003]MR實驗室環(huán)境對無線RF通信帶來重大挑戰(zhàn)。MR系統(tǒng)采用產(chǎn)生大量RF干擾(RFI)的磁場梯度和RF勵磁線圈。而且，MR實驗室通常在可以放大多徑傳輸問題的RF屏蔽室中。對于給定的RF通信系統(tǒng)，RFI或多徑傳輸可能導(dǎo)致弱的或檢測不到信號強度的間隔。任何RF通信系統(tǒng)中都不希望這種信號下降，其在RF通信系統(tǒng)輸送關(guān)鍵的患者數(shù)據(jù)時可能是特別有問題的。
[0004]MR環(huán)境也有利于較小的電子系統(tǒng)。例如，無線MR接收線圈或患者監(jiān)測裝置優(yōu)選是緊湊的，既方便又有效地利用有限空間，因為較小的設(shè)備往往很少讓患者膽怯。這些因素有利于較小的RF接收系統(tǒng)，不過其可能惡化RFI和多徑傳輸問題。
[0005]雖然RF環(huán)境對RF通信特別具有挑戰(zhàn)性，但更為普遍的是，所公開的分集無線電接收機系統(tǒng)適合用于任何關(guān)注弱的或丟失的RF信號下降的可能性的環(huán)境中。例如所公開的分集RF接收機系統(tǒng)一般適合用于醫(yī)院環(huán)境中，或應(yīng)急通信系統(tǒng)、蜂窩電話系統(tǒng)中等。
[0006]下文提供了幾種如這里所公開的新型及改善的設(shè)備和方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]根據(jù)一個公開的方面，一種設(shè)備包括分集無線電接收機系統(tǒng)，包括:射頻(RF)電路板；設(shè)置于所述RF電路板上的多個RF接收機；以及設(shè)置于所述RF電路板上的切換電路，所述切換電路包括傳輸線和開關(guān)，所述開關(guān)將每個RF接收機與(I)多個天線的選定一個天線，以及(2)阻抗匹配電路連接，所述阻抗匹配電路提供所述選定一個天線與所述RF接收機的阻抗匹配。在一些實施例中，切換電路的阻抗匹配電路包括阻抗匹配傳輸線短線(stubs)。
[0008]根據(jù)另一個公開的方面，一種設(shè)備包括分集無線電接收機系統(tǒng)，包括:射頻(RF)電路板；設(shè)置于所述RF電路板上的多個RF接收機；設(shè)置于所述RF電路板上的切換電路；以及信號選擇器，從所述多個RF接收機接收信號并輸出從所接收信號選擇的一個。切換電路包括傳輸線和開關(guān)，開關(guān)將每個RF接收機與(I)多個天線的選定一個天線，以及(2)提供選定一個天線與RF接收機的阻抗匹配的阻抗匹配電路連接。該切換電路被配置成實現(xiàn)多種可選擇的開關(guān)配置，每種開關(guān)配置將所述多個RF接收機的每個RF接收機與所述多個天線的選定天線連接。[0009]根據(jù)另一個公開的方面，一種設(shè)備包括分集無線電接收機系統(tǒng)，包括:設(shè)置于RF電路板上的多個射頻(RF)接收機，以及切換電路，包括傳輸線和開關(guān)，所述傳輸線將所述RF接收機與天線連接，所述開關(guān)用于切換天線/RF接收機連接以實現(xiàn)接收機空間分集(diversification)。該切換電路還包括阻抗匹配電路,協(xié)同天線/RF接收機連接的切換而切換阻抗匹配電路，以維持天線/RF接收機連接的阻抗匹配。
[0010]根據(jù)另一個公開的方面，緊前方三段的任一段所述的設(shè)備還包括無線MR接收線圈，其被配置成接收MR信號并發(fā)射對應(yīng)于所接收MR信號的RF信號，其中所述分集無線電接收機系統(tǒng)被配置成接收由所述無線MR接收線圈發(fā)射的RF信號。根據(jù)另一個公開的方面，緊前方三段的任一段所述的設(shè)備還包括磁共振(MR)掃描機和無線MR接收線圈，被布置成接收MR掃描機在受檢者體內(nèi)激勵的MR信號并發(fā)射對應(yīng)于所接收MR信號的RF信號，其中所述分集無線電接收機系統(tǒng)被配置成接收由所述無線MR接收線圈發(fā)射的RF信號。根據(jù)另一個公開的方面，緊前方三段的任一段所述的設(shè)備還包括RF屏蔽房間和設(shè)置于所述RF屏蔽房間中的磁共振(MR)掃描機，其中所述分集無線電接收機系統(tǒng)設(shè)置于所述RF屏蔽房間中并被配置成接收由設(shè)置于所述RF屏蔽房間中的無線電子裝置發(fā)射的RF信號。
[0011]一個優(yōu)點在于提供了一種分集無線電接收機系統(tǒng)，其對射頻干擾(RFI)和多徑傳播而目是魯棒的。
[0012]另一個優(yōu)點在于減少了分集無線電接收機系統(tǒng)的制造成本。
[0013]另一個優(yōu)點在于減少了分集無線電接收機系統(tǒng)布設(shè)的覆蓋區(qū)面積。
[0014]另一個優(yōu)點在于更緊湊的無線電通信裝置。
[0015]在閱讀和理解以下詳細(xì)描述之后，其他優(yōu)點對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言將是顯而易見的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1示意性地示出了包括無線MR接收線圈和對應(yīng)的分集無線電接收機系統(tǒng)的磁共振(MR)系統(tǒng)。
[0017]圖2和3示意性地示出了圖1的分集無線電接收機系統(tǒng)的布設(shè)。圖2示出了第一開關(guān)配置的布設(shè)，圖3示出了第二開關(guān)配置的布設(shè)。
[0018]圖4示意性地示出了包括N個接收機和M個可用天線的分集無線電接收機系統(tǒng)的廣義布設(shè)。
【具體實施方式】
[0019]參考圖1，磁共振(MR)實驗室包括MR掃描機10，例如圖示的Achieva? MR掃描機(可從荷蘭 Eindhoven 的 Koninkli jke Philips Electronics N.V.獲得)，或 Intera? 或Panorama? MR 掃描機(二者也都可從 Koninkli jke Philips Electronics N.V.獲得)，或另一種可以買到的MR掃描機，或非商用的MR掃描機等。在典型實施例中，MR掃描機包括內(nèi)部部件(未不出)，例如超導(dǎo)主磁體或產(chǎn)生靜態(tài)(B。)磁場的電阻主磁體、將所選的磁場梯度疊加在靜態(tài)磁場上的一組磁場梯度線圈繞組以及在激勵磁共振的所選頻率上產(chǎn)生射頻(Bi)場的射頻激勵系統(tǒng)(通常為1H磁共振，盡管也想到過另一磁共振核或多個磁共振核的激勵)。[0020]圖1中示意性地示出了 MR系統(tǒng)電子裝置12。這些電子裝置12驅(qū)動或操作MR掃描機10，或其中的部件，以執(zhí)行各種操作，例如實施脈沖序列，包括應(yīng)用設(shè)計為激勵、定位、空間編碼的磁場梯度和射頻激勵脈沖，或于設(shè)置在孔14或MR掃描機10的其它檢測區(qū)域的受檢者中以其他方式創(chuàng)建并操縱磁共振。磁共振信號由MR接收線圈16檢測，其在示意性實施例中是無線MR接收線圈，包括內(nèi)部部件(未示出)，例如模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字信號處理(DSP)電路，其配置成對MR信號進行數(shù)字化、將MR信號變換成中間頻率和/或執(zhí)行過濾和/或MR信號的其他任選的預(yù)處理，并發(fā)送對應(yīng)于接收MR信號的射頻(RF)信號。通常，MR接收線圈16發(fā)出的信號是數(shù)字信號，包括千兆赫茲范圍內(nèi)(例如，在一些實施例中為
2.4GHz)，攜帶由適當(dāng)?shù)臄?shù)字調(diào)制技術(shù)，例如幅移鍵控(ASK)、頻移鍵控(FSK)、正交相移鍵控(QPSK)、偏移正交相移鍵控(OQPSK)等，編碼到載波上的接收和處理的MR信號的載波?；蛘撸氲竭^無線MR接收線圈16完全在模擬模式下操作，并發(fā)送包括由接收和處理的MR信號調(diào)制的載波的RF信號，采用適當(dāng)?shù)哪M調(diào)制技術(shù)，例如調(diào)幅(AM)、調(diào)頻(FM)等等，將MR信號調(diào)制到載波上。
[0021]在電子裝置12處，分集無線電接收機系統(tǒng)20接收無線MR接收線圈16發(fā)出的信號。電子裝置12還包括部件(未示出)，例如:被配置成從適當(dāng)?shù)目臻g編碼的MR信號重構(gòu)受檢者的MR圖像的MR圖像重構(gòu)模塊或電路；用于存儲所獲的MR信號和/或重構(gòu)圖像的電子的、磁的、光學(xué)的或其他的存儲裝置等等。在示意性MR實驗室中，采用計算機22提供人與MR系統(tǒng)10、12的接口以及MR系統(tǒng)10、12的控制(例如，放射科醫(yī)生或其他人工操作員坐在示意性凳子24上)，計算機22包括顯示裝置26或可操作地與顯示裝置26連接，顯示裝置用于顯示重構(gòu)的MR圖像、MR光譜，或其他的MR數(shù)據(jù)。任選地，計算機22也可以被編程為提供MR系統(tǒng)功能，例如實施圖像重構(gòu)模塊。MR實驗室適當(dāng)?shù)胤忾]在一個RF屏蔽室28中(圖1中示意性地示出)。
[0022]圖1示出了在MR實驗室的語境中，本文所公開的分集無線電接收機系統(tǒng)20的適當(dāng)應(yīng)用。將會認(rèn)識到，適于結(jié)合無線MR接收線圈采用本文所公開的分集無線電接收機系統(tǒng)，并與實質(zhì)上任何類型的MR掃描機組合，例如示意性的水平圓柱膛型MR掃描機10中，或垂直膛MR掃描機、開路膛MR掃描機等。這種MR環(huán)境正給RF通信帶來挑戰(zhàn)，至少由于產(chǎn)生射頻干擾(RFI)的設(shè)備10、12、22的緊密臨近以及在RF屏蔽室28定義的RF限制空間中的多徑傳輸?shù)膬A向。更一般地，通常將所公開的分集無線電接收機系統(tǒng)應(yīng)用于無線電系統(tǒng)和通常采用無線電通信的裝置。為了提供一些額外的示意性應(yīng)用，適當(dāng)?shù)貞?yīng)用本文所公開的分集無線電系統(tǒng)接收由患者監(jiān)測裝置發(fā)送的無線信號(在MR實驗室的RF屏蔽室28內(nèi)或其他地方，例如在醫(yī)院病房中)，或在蜂窩電話中接收蜂窩塔的無線信號等。能夠有利地緊湊地構(gòu)造本文所公開的分集無線電接收機系統(tǒng)，例如在單個RF電路板上制造，能夠有利地提供高于設(shè)置在電路板上的RF接收機數(shù)目的阻抗匹配的RF接收路徑，于是降低成本。
[0023]參考圖2和3，以布設(shè)的形式示出了示意性分集無線電接收機系統(tǒng)20。該分集無線電接收機系統(tǒng)20設(shè)置在單個射頻電路板30上，并包括兩個無線電接收機32、34。RF接收機32在此也被稱為“RX1”，而RF接收機34在此也被稱為“RX2”。通過包括傳輸線Tl、T2、T3、T4和開關(guān)SWl、SW2的切換電路，將分集無線電接收機系統(tǒng)20耦合到兩個天線36、38上。在此示意性實施例中，切換電路提供兩種開關(guān)配置，如下所示。
[0024]在第一開關(guān)配置中(圖2中所示)，經(jīng)由傳輸線Tl和開關(guān)SWl將第一 RF接收機32(即RXl)與第一天線36連接，并經(jīng)由傳輸線T2和開關(guān)SW2將第二 RF接收機34 (即RX2)與第二天線38連接。
[0025]在第二開關(guān)配置中(圖3中所示)，經(jīng)由傳輸線T3和開關(guān)SW2將第一 RF接收機32(即RXl)與第二天線38連接，并經(jīng)由傳輸線T4和開關(guān)SWl將第二 RF接收機34 (即RX2)與第一天線36連接。
[0026]因此，圖2和3中的分集無線電接收機系統(tǒng)提供了四條可能信號接收路徑-兩條由圖2中的第一開關(guān)配置提供，兩條由圖3中的第二開關(guān)配置提供。然而，僅兩條信號接收路徑在任何給定的時刻是可用的。信號選擇器40從兩個RF接收機32、34接收信號并輸出接收信號中的一個選擇信號，作為輸出信號42。通常，輸出信號由信號選擇器40選擇，作為從RF接收機32、34接收的兩個信號中的“更強的”信號，其中信號強度由合適的度量測量，例如平均器或積分的信號功率。
[0027]在一些實施例中想到過將信號選擇器40與某些采集后處理集成。例如，想到過通過兩個接收機32、34從信號輸出提取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，基于從提取的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)確定的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信息內(nèi)容確定信號強度并做出信號選擇。(注意，這種方法假定分集無線電接收機系統(tǒng)正在接收數(shù)字RF傳輸；在模擬替代方案中，可以采用例如光譜內(nèi)容度量的度量)。
[0028]如果接收機32、34都不提供可接受的信號，那么信號選擇器40就適當(dāng)?shù)赜|發(fā)切換兩個開關(guān)SW1、SW2的開關(guān)配置選擇控制器44，以便從當(dāng)前開關(guān)配置(要么是第一開關(guān)配置，要么是第二開關(guān)配置)切換到另一個開關(guān)配置?；蛘撸绻斎霐?shù)據(jù)率(例如，對于二進制數(shù)據(jù)為比特/秒)的速率與分集無線電接收機系統(tǒng)20的開關(guān)SWl、SW2能達到的轉(zhuǎn)換速率相比足夠慢，那么在替代實施例中，開關(guān)配置選擇控制器44就可以操作“開路”，即在遠高于輸入數(shù)據(jù)率的恒定切換速率下在第一和第二開關(guān)配置間切換，以便信號選擇器40有效地采樣所有四個可能信號接收路徑并選擇四個接收信號中的最強信號。在此替代方法中，可以任選地省略從信號選擇器40到圖2和3中指出的開關(guān)配置選擇控制器44的通信。
[0029]所公開的分集無線電接收機系統(tǒng)采用切換電路以提供更多的分集信號接收路徑。雖然這是有利的，但在此意識到該方法可能引入有問題的阻抗失配。這是因為在任何給定的開關(guān)配置中，不與天線連接的傳輸線(或其中的部分)與RF接收機保持連接。例如，考慮圖2中的第一開關(guān)配置。第一 RF接收機32經(jīng)由傳輸線Tl與第一天線36連接；但是，第一RF接收機32在開關(guān)SW2處還與傳輸線T3連接，直到它的開路電路終端。同樣，第二 RF接收機34經(jīng)由開關(guān)SW2與第二天線38連接；但是，第二 RF接收機34在開關(guān)SWl處還與傳輸線T4連接，直到它的開路電路終端。同樣，考慮圖3中的第二開關(guān)配置。這里，第一 RF接收器32經(jīng)由傳輸線T3與第二個天線38連接；但是，第一 RF接收機32在開關(guān)SWl處還與傳輸線Tl連接，直到它的開路電路終端。同樣，第二 RF接收機34經(jīng)由開關(guān)SWl與第一天線36連接；但是，第二 RF接收機34在開關(guān)SW2處還與傳輸線T2連接，直到它的開路電路終端。
[0030]這些連接的“開路”傳輸線的作用是他們影響了 RF接收機32、34所見的輸入阻抗。在RF電路中，傳輸線常規(guī)地構(gòu)造成具有50歐姆實阻抗(具有零歐姆電抗或虛數(shù)分量)。(更一般地，想到過為分集無線電接收機系統(tǒng)20采用除50歐姆以外阻抗的非標(biāo)準(zhǔn)傳輸線；但是，即使在這種更一般情況下，也期望傳輸線與RF接收機相匹配)。連接的“開路”傳輸線產(chǎn)生如在RF接收器32、34的輸入端所見的不同阻抗。這種阻抗失配會大幅度降低RF信號傳輸，并因此降低分集無線電接收機系統(tǒng)的性能。
[0031]分集無線電接收機系統(tǒng)20包括阻抗匹配電路，以補償連接的“開路”傳輸線。在示意性實施例中，阻抗匹配電路包括四個阻抗匹配短線ST1、ST2、ST3、ST4。阻抗匹配短線STU ST2、ST3、ST4由設(shè)置在印刷電路板30上的特定長度的銅(或，更一般地是電導(dǎo)體)制成。短線ST2、ST3、ST4適當(dāng)?shù)鼐哂卸探拥呢?fù)載(即，負(fù)載ZfO)，盡管想到過采用具有開路負(fù)載(?=⑴)、電阻負(fù)載(?是實值)等的短線。此外，盡管示意性的分集無線電接收機系統(tǒng)20采用阻抗匹配傳輸線短線ST1、ST2、ST3、ST4作為阻抗匹配電路，但是也想到過采用另一阻抗匹配電路，例如阻抗匹配LC網(wǎng)絡(luò)電路。
[0032]使用四個短線ST1、ST2、ST3、ST4是因為在圖2和3的兩個開關(guān)配置中有四個潛在“開路”傳輸線。在圖2的第一開關(guān)配置中，“開路”傳輸線T3和T4由各自的短線STl和ST2補償。在圖3的第二開關(guān)配置中，“開路”傳輸線Tl和T2由各自的短線ST3和ST4補償。短線ST1、ST2、ST3、ST4包括開關(guān)，以僅在短線對應(yīng)的傳輸線“開路”時，即不與天線連接時，使每個短線切換進電路。因此，在圖2的第一開關(guān)配置中，短線ST1、ST2被切換進電路時，短線ST3、ST4卻被切換出(即，與電路分離)。在圖3的第二開關(guān)配置中，短線ST3、ST4被切換進電路時，短線ST1、ST2卻被切換出(即，與電路分離)。通過開關(guān)配置選擇控制器44一起并同步操作短線ST1、ST2、ST3、ST4的開關(guān)和開關(guān)SW1、SW2以實施圖2和3中示出的兩個各自的開關(guān)配置，開關(guān)配置包括對應(yīng)的阻抗匹配短線對“開路”傳輸線的適當(dāng)?shù)难a償。
[0033]盡管圖2和3中將開關(guān)配置選擇控制器44示為設(shè)置在RF電路板30上的部件，但在一些實施例中，開關(guān)配置選擇控制器44可以被實現(xiàn)為軟件模塊或部件，例如發(fā)送開關(guān)控制信號的微處理器或微控制器。在這種實施例中，實現(xiàn)開關(guān)配置選擇控制器44的微處理器或微控制器可以位于RF電路板30上或板外(例如，在分集無線電接收機系統(tǒng)的另一電路板部件上，或作為可操作地與分集無線電接收機系統(tǒng)連接并運行適當(dāng)?shù)目刂栖浖鹊挠嬎銠C的部分)。
[0034]阻抗匹配傳輸線短線STl、ST2、ST3、ST4可以由刻蝕到RF電路板30上的某種已知長度的銅制成。這種刻蝕可以在同一時間，同一處理步驟中進行，因為那用于形成傳輸線Tl、T2、T3、T4。基于傳輸線Tl、T2、T3、T4的布設(shè)(例如長度)，常規(guī)RF電路設(shè)計技術(shù)適當(dāng)?shù)卮_定適于提供抗阻匹配的銅的長度。例如，可以利用史密斯圓圖分析確定抗阻匹配短線ST1、ST2、ST3、ST4的適當(dāng)長度。在典型的布設(shè)中，“開路”傳輸線與連接RF接收機和天線的傳輸線相交。例如，在圖2的第一開關(guān)配置中，“開路”傳輸線T3與連接第一天線36和第一RF接收機32的傳輸線Tl相交。該相交的“開路”傳輸線T3的作用是修改如RF接收機32所見的傳輸線的阻抗?？梢岳檬访芩箞A圖表達相交的傳輸線T3創(chuàng)造的特性阻抗(Z)，并在兩個傳輸線T1、T3相交時解釋(Z)的變化。于是可以使用史密斯圓圖確定用于補償相交的“開路”傳輸線Τ3的對應(yīng)的阻抗匹配短線STl的適當(dāng)長度的銅，以便確保50歐姆(假定常規(guī)的50歐姆傳輸線設(shè)計)阻抗(Z)將由圖2的第一開關(guān)配置中的RF接收機32的輸入端所見。進行類似的設(shè)計以使:短線ST2，補償相交的傳輸線Τ4對連接第二天線38和圖2的第一開關(guān)配置中的第二 RF接收機34的傳輸線Τ2的作用；短線ST3，補償相交的傳輸線Tl對連接第二天線38和圖3的第二開關(guān)配置中的第一 RF接收機32的傳輸線Τ3的作用；以及短線ST4，補償相交的傳輸線Τ2對連接第一天線36和圖3的第二開關(guān)配置中的第二 RF接收機34的傳輸線Τ4的作用。[0035]如果阻抗匹配電路不是短線，那么設(shè)計就需要選擇適當(dāng)?shù)姆至⒉考?例如LC阻抗匹配電路中的電感L和電容C)以提供適當(dāng)?shù)难a償抗阻。此外，應(yīng)該注意的是，各種沿著其對應(yīng)的傳輸線的阻抗匹配電路ST1、ST2、ST3、ST4的位置是靈活的，盡管所選的位置可以影響適于補償“開路”傳輸線的短線的長度(或更一般地，適當(dāng)?shù)难a償阻抗值)。作為例示性范例，圖2和3示出了短線ST4位于傳輸線T2、T4的相交部分與第二 RF接收機34之間；不過，短線可以改為位于開關(guān)SW2和傳輸線T2、T4的相交部分之間。
[0036]盡管描述了利用史密斯圓圖的RF設(shè)計，也想到過，此外或替代地采用RF設(shè)計軟件進行RF分析以設(shè)計抗阻匹配電路的短線長度(或更一般的是補償阻抗)。一種適合的RF設(shè)計軟件程序是 QuickSmith (可以在 http: //www.nathaniyer.com/gsdw.htm 獲得，最后一次訪問是2011年I月6日)。
[0037]將例示性天線36、38設(shè)置在RF電路板30上。例如天線36、38可以實施為銅跡線，或作為固定到RF電路板30上的部件等?；蛘撸炀€可以位于“板外”，即不設(shè)置在RF電路板30上，并可以經(jīng)由適當(dāng)?shù)木€路或電纜與相應(yīng)開關(guān)SW1、SW2電連接。在這后一種情況下，在確定阻抗匹配時應(yīng)該考慮任何板外線路或電纜對RF接收機所見的阻抗的貢獻。
[0038]參考圖4，可以將所公開的分集無線電接收機系統(tǒng)概括成任何數(shù)量的RF接收機和任何數(shù)量的可用天線，該系統(tǒng)采用與各種開關(guān)配置中的“開路”傳輸線的阻抗匹配相切換的天線。在圖4的示例中，將分集無線電接收機系統(tǒng)示意性地表示(不失一般性)為具有N個RF接收機(其中N是大于一的整數(shù))和M個可用天線(其中M是大于一的整數(shù))。圖2和3的范例對應(yīng)于N=M=2。注意，N不必等于M，盡管通常M≥N是優(yōu)選的(否則至少一個RF接收機不會與每個開關(guān)配置中的任何天線連接)。通常，任何天線都可以與任何RF接收機連接，導(dǎo)致NXM種可能的天線/接收機連接。對于每種這樣的天線/接收機連接，可以有一個或多個相交的“開路”傳輸線改變由RF接收機所見的有效阻抗，因此需要切換進阻抗匹配電路。所以可以有多達NXM個阻抗匹配電路，如圖4中示意性所示。這確實是圖2和3中的示例的情況，其中，提供了 NXM=2X2 = 4個阻抗匹配短線ST1、ST2、ST3、ST4。示意性地示出了圖4中的切換電路SW，其包括傳輸線和每個開關(guān)配置的開關(guān)(圖4中未示出細(xì)節(jié))，開關(guān)配置連接N個RF接收機的每個RF接收機與(I)M可用天線所選的一個天線，并且(2)向RF接收機提供所選的一個天線的阻抗匹配的阻抗匹配電路。
[0039]盡管可以采用NXM個阻抗匹配電路，在任何給定的特定實施例中，阻抗匹配電路的數(shù)量可以少于NXM個。如果，例如實際上不使用所有可能天線/RF接收機組合，那么就可以采用更低數(shù)量的阻抗匹配電路。
[0040]圖4的示意圖并不代表分集無線電接收機系統(tǒng)的實際布設(shè)。為了完成設(shè)計，產(chǎn)生RF電路板30上的N個RF接收機的布設(shè)，產(chǎn)生傳輸線以及有選擇地將M個天線連接到N個RF接收機的開關(guān)的布設(shè)，選擇NXM個(或更少)阻抗匹配電路的位置，并利用史密斯圓圖設(shè)計和/或適當(dāng)?shù)腞F設(shè)計軟件確定阻抗匹配電路的阻抗。如果阻抗匹配短線被用作阻抗匹配電路，那么確定阻抗匹配電路的阻抗就對應(yīng)于確定提供阻抗匹配的短線的長度。設(shè)計過程可以是迭代的，例如已確定的短線長度可能太長以至于不適合RF電路板30上指定的短線位置，在此情況下，通過選擇新的短線位置(其也可能需要重新路由RF電路板30上的一個或更多個傳輸線)修改布設(shè)，并針對修改的布設(shè)確定短線長度。
[0041]本申請已經(jīng)描述了一個或多個優(yōu)選實施例。他人在閱讀和理解以上詳細(xì)描述之后可能想到修改和變更。應(yīng)當(dāng)將本申請解釋為包括所有這樣的修改和變型，只要它們在所附權(quán)利要求或其等價物的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種設(shè)備，包括: 分集無線電接收機系統(tǒng)(20)，包括: 射頻(RF)電路板(30)， 設(shè)置于所述RF電路板上的多個RF接收機(32，34)，以及 設(shè)置于所述RF電路板上的切換電路，所述切換電路包括傳輸線(Tl，T2，T3，T4)和開關(guān)(Sffl，SW2 )，所述開關(guān)將每個RF接收機與(I)多個天線(36，38 )中的選定一個天線以及(2 )阻抗匹配電路(ST1，ST2，ST3，ST4)連接，所述阻抗匹配電路提供所述選定一個天線與所述RF接收機的阻抗匹配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述切換電路的所述阻抗匹配電路包括阻抗匹配傳輸線短線(ST1，ST2，ST3，ST4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述切換電路的所述阻抗匹配電路包括具有短接的負(fù)載的阻抗匹配傳輸線短線(ST1，ST2，ST3，ST4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任一項所述的設(shè)備，其中所述分集無線電接收機系統(tǒng)(20)還包括所述多個天線(36，38)，所述多個天線設(shè)置于所述RF電路板(30)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任一項所述的設(shè)備，其中所述切換電路被配置成實現(xiàn)多種可選擇的開關(guān)配置，每種開關(guān)配置將所述多個RF接收機(32，34)中的每個RF接收機與所述多個天線(36, 38)中的選定天線連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中: 所述多個RF接收機(32，34)包括第一 RF接收機(32)和第二 RF接收機(34)； 所述多個天線(36，38)包括第一天線(36)和第二天線(38);并且 所述多個可選擇的開關(guān)配置包括: 第一開關(guān)配置，其中:(i)所述第一 RF接收機(32)與所述第一天線(36)和第一阻抗匹配電路(STl)連接，所述第一阻抗匹配電路(STl)提供所述第一天線與所述第一 RF接收機的阻抗匹配；并且(ii)所述第二 RF接收機(34)與所述第二天線(38)和第二阻抗匹配電路(ST2)連接，所述第二阻抗匹配電路(ST2)提供所述第二天線與所述第二 RF接收機的阻抗匹配，以及 第二開關(guān)配置，其中:(i)所述第一 RF接收機(32)與所述第二天線(38)和第三阻抗匹配電路(ST3)連接，所述第三阻抗匹配電路(ST3)提供所述第二天線與所述第一 RF接收機的阻抗匹配；并且(ii)所述第二 RF接收機(34)與所述第一天線(36)和第四阻抗匹配電路(ST4)連接，所述第四阻抗匹配電路(ST4)提供所述第一天線與所述第二 RF接收機的阻抗匹配。
7.根據(jù)權(quán)利要求5-6中的任一項所述的設(shè)備，其中所述分集無線電接收機系統(tǒng)(20)還包括: 信號選擇器(40)，從所述多個RF接收機(32，34)接收信號并輸出選自所接收信號的信號(42)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中所述分集無線電接收機系統(tǒng)(20)還包括: 開關(guān)配置選擇控制器(44)，使所述切換電路從當(dāng)前選定的開關(guān)配置切換到不同的開關(guān)配置。
9.一種設(shè)備,包括:分集無線電接收機系統(tǒng)(20)，包括: 射頻(RF)電路板(30)， 設(shè)置于所述RF電路板上的多個RF接收機(32，34)， 設(shè)置于所述RF電路板上的切換電路，所述切換電路包括傳輸線(Tl，T2，T3，T4)和開關(guān)(SWl，SW2 )，所述開關(guān)將每個RF接收機與(I)多個天線(36，38 )中的選定一個天線以及(2)阻抗匹配電路(ST1，ST2，ST3，ST4)連接，所述阻抗匹配電路提供所述選定一個天線與所述RF接收機的阻抗匹配，所述切換電路被配置成實現(xiàn)多種可選擇的開關(guān)配置，每種開關(guān)配置將所述多個RF接收機中的每個RF接收機與所述多個天線中的選定天線連接，以及 信號選擇器(40)，從所述多個RF接收機接收信號并輸出選自所接收信號的一個信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述切換電路的所述阻抗匹配電路包括阻抗匹配傳輸線短線(ST1，ST2，ST3，ST4)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9-10中的任一項所述的設(shè)備，其中所述分集無線電接收機系統(tǒng)(20)還包括所述多個天線(36，38)，所述多個天線設(shè)置于所述RF電路板上。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-11中的任一項所述的設(shè)備，其中所述多個RF接收機(32，34)包括N個RF接收機，其中N是大于I的整數(shù)，所述多個天線(36，38)包括M個天線，其中M是大于或等于N的整數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9-11中的任一項所述的設(shè)備，其中: 所述多個RF接收機(32，34) 包括第一 RF接收機(32)和第二 RF接收機(34)， 所述多個天線(36，38)包括第一天線(36)和第二天線(38);并且 所述多個可選擇的開關(guān)配置包括: 第一開關(guān)配置，其中所述切換電路將所述第一 RF接收機(32)與所述第一天線(36)和第一阻抗匹配電路(STl)連接，所述第一阻抗匹配電路(STl)提供所述第一天線與所述第一 RF接收機的阻抗匹配，并且所述切換電路將所述第二 RF接收機(34)與所述第二天線(38)和第二阻抗匹配電路(ST2)連接，所述第二阻抗匹配電路(ST2)提供所述第二天線與所述第二 RF接收機的阻抗匹配，以及 第二開關(guān)配置，其中所述切換電路將所述第一 RF接收機(32)與所述第二天線(38)和第三阻抗匹配電路(ST3)連接，所述第三阻抗匹配電路(ST3)提供所述第二天線與所述第一RF接收機的阻抗匹配，并且所述切換電路將所述第二 RF接收機(34)與所述第一天線(36)和第四阻抗匹配電路(ST4)連接，所述第四阻抗匹配電路(ST4)提供所述第一天線與所述第二 RF接收機的阻抗匹配。
14.一種設(shè)備，包括: 分集無線電接收機系統(tǒng)(20)，包括:設(shè)置于RF電路板(30)上的多個射頻(RF)接收機(32，34)，以及切換電路，所述切換電路包括傳輸線(TI，T2，T3，T4)和開關(guān)(SWl，SW2 )，所述傳輸線將所述RF接收機與天線連接，所述開關(guān)用于切換天線/RF接收機連接以實現(xiàn)接收機空間分集，所述切換電路還包括阻抗匹配電路(STl，ST2，ST3，ST4)，協(xié)同天線/RF接收機連接的所述切換而切換阻抗匹配電路，以維持天線/RF接收機連接的阻抗匹配。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中所述切換電路包括用于所實現(xiàn)的接收機空間分集的每個天線/RF接收機連接的阻抗匹配電路(ST1，ST2，ST3，ST4)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中所述分集無線電接收機系統(tǒng)(20)包括N個RF接收機(32，34)和M個天線(36，38)，所述切換電路實現(xiàn)包括NXM種天線/RF接收機連接的接收機空間分集，所述切換電路包括NXM個阻抗匹配電路(ST1，ST2，ST3，ST4)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中N=M=2，并且所述切換電路包括4個阻抗匹配電路(ST1，ST2, ST3,ST4)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1-17中的任一項所述的設(shè)備，還包括: 無線MR接收線圈(16)，其被配置成接收MR信號并且發(fā)射對應(yīng)于所接收MR信號的RF信號， 其中所述分集無線電接收機系統(tǒng)(20)被配置成接收由所述無線MR接收線圈發(fā)射的RF信號。
19.根據(jù)權(quán)利要求1-17中的任一項所述的設(shè)備，還包括: 磁共振(MR)掃描機(10);以及 無線MR接收線圈(16)，其被布置成接收由MR掃描機在受檢者體內(nèi)激勵的MR信號并且發(fā)射對應(yīng)于所接收MR信號的RF信號； 其中所述分集無線電接收機系統(tǒng)(20)被配置成接收由所述無線MR接收線圈發(fā)射的RF信號。
20.根據(jù)權(quán)利要求1-17中的任一項所述的設(shè)備，還包括: RF屏蔽的房間(28);以及 設(shè)置于所述RF屏蔽房間中的磁共振(MR)掃描機(10);并且 其中所述分集無線電接收機系統(tǒng)(20)設(shè)置于所述RF屏蔽房間中并且被配置成接收由設(shè)置于所述RF屏蔽房間中的無線電子裝置(16 )發(fā)射的RF信號。
【文檔編號】H04B1/18GK103493381SQ201280005317
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年1月14日
【發(fā)明者】O·R·哈里斯三世 申請人:皇家飛利浦有限公司