用于放大射频信号的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于放大射频信号的装置和方法以及一种包括所述装置的MRI系统。本发明专利技术的一个方面提出了一种用于放大射频(RF)信号的装置，其包括：磁不敏感输入平衡-不平衡转换器(10)，其用于将不平衡格式的所述RF信号转换成平衡信号；至少两组MOSFET，每组包括至少一个MOSFET(30、40)，所述至少两组MOSFET分别用于以推拉方式放大所述平衡信号；磁不敏感输出平衡-不平衡转换器(60)，其用于将经放大的平衡信号转换成不平衡格式；磁不敏感输入匹配网络(20、20’)，其用于将所述至少两组MOSFET的输入阻抗与所述磁不敏感输入平衡-不平衡转换器(10)的输出阻抗进行匹配；磁不敏感输出匹配网络(50、50’)，其用于将所述至少两组MOSFET的输出阻抗与所述磁不敏感输出平衡-不平衡转换器(60)的输入阻抗进行匹配；磁不敏感保护电路(70、70’)，其用于保护直流(DC)电源不受经放大的平衡信号的影响，所述直流(DC)电源提供DC以用于驱动所述至少两组MOSFET。所提出的装置不仅具有高功率输出而且是磁不敏感的，使得其能够在诸如MRI扫描器室的强磁场的环境中操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供了一种以及一种包括所述装置的MRI系统。本专利技术的一个方面提出了一种用于放大射频(RF)信号的装置，其包括：磁不敏感输入平衡-不平衡转换器(10)，其用于将不平衡格式的所述RF信号转换成平衡信号；至少两组MOSFET，每组包括至少一个MOSFET(30、40)，所述至少两组MOSFET分别用于以推拉方式放大所述平衡信号；磁不敏感输出平衡-不平衡转换器(60)，其用于将经放大的平衡信号转换成不平衡格式；磁不敏感输入匹配网络(20、20’)，其用于将所述至少两组MOSFET的输入阻抗与所述磁不敏感输入平衡-不平衡转换器(10)的输出阻抗进行匹配；磁不敏感输出匹配网络(50、50’)，其用于将所述至少两组MOSFET的输出阻抗与所述磁不敏感输出平衡-不平衡转换器(60)的输入阻抗进行匹配；磁不敏感保护电路(70、70’)，其用于保护直流(DC)电源不受经放大的平衡信号的影响，所述直流(DC)电源提供DC以用于驱动所述至少两组MOSFET。所提出的装置不仅具有高功率输出而且是磁不敏感的，使得其能够在诸如MRI扫描器室的强磁场的环境中操作。【专利说明】
本公开总体上涉及磁共振成像（MRI)系统，并且更具体地涉及用于放大射频（RF) 信号的技术。
技术介绍
MRI，作为一种医学成像技术，利用核磁共振（NMR)的性质以对身体内部的原子的 原子核成像。在MRI系统中，生成强磁场以将身体中的特定原子的原子核的磁化对齐，并且 可以引入射频场以系统地更改该磁化的对齐。这令原子核产生能由扫描器检测到的旋转磁 场，并且关于该旋转磁场的这种信息被记录以构造身体的被扫描区域的图像。 如图1所示，在MRI系统中，生成强磁场的主磁体被设置在扫描器室（S卩，磁体 室）11中。在MRI系统中使用的大多数电子设备14,包括用于生成射频场的RF放大器，应 被放置在单独的室（即，技术室）12中，从而保护这些电子设备不受强磁环境的影响。磁体 室11应由RF笼13屏蔽以进一步地保护这些电子设备14不受强磁场的影响。由在技术室 12中的RF放大器生成的RF信号通常通过在磁体室11的墙壁中的孔15经由长线缆被传送 到主磁体，该长线缆可能造成巨大损耗，导致MRI的成本高。 因此，现有技术需要在MRI系统中有效地提供RF信号的技术。
技术实现思路
本文描述了用于在MRI系统中有效地提供RF信号的技术。在一个方面中，提供 了一种用于放大射频（RF)信号的装置，其包括：磁不敏感输入平衡-不平衡转换器（10)， 其用于将不平衡格式的所述RF信号转换成平衡信号；至少两组M0SFET，每组包括至少一 个M0SFET (30、40)，所述至少两组M0SFET分别用于以推拉方式放大平衡信号；磁不敏感输 出平衡-不平衡转换器出〇)，其用于将经放大的平衡信号转换成不平衡格式；磁不敏感输 入匹配网络（20、20'），其用于将所述至少两组M0SFET的输入阻抗与所述磁不敏感输入平 衡-不平衡转换器（10)的输出阻抗进行匹配；磁不敏感输出匹配网络（50、50'），其用于将 所述至少两组M0SFET的输出阻抗与所述磁不敏感输出平衡-不平衡转换器（60)的输入阻 抗进行匹配；以及磁不敏感保护电路（70、70'），其用于保护直流（DC)电源不受经放大的平 衡信号的影响，所述直流（DC)电源提供DC以用于驱动所述至少两组M0SFET。 在一个设计中，磁不敏感输入平衡-不平衡转换器（10)和磁不敏感输出平衡-不 平衡转换器出〇)两者都不使用任何磁敏感材料，例如铁氧体；磁不敏感输入匹配网络（20、 20'）和磁不敏感输出匹配网络（50、50'）两者都不使用磁敏感部件，例如电感器、铁氧体变 压器以及RF扼流线圈。由于在MRI系统中没有包含磁敏感部件的事实，所以，所述装置可 以在诸如扫描器室的强磁场环境中操作。 在另一方面中，提供了一种包括根据本专利技术的以上方面所述的装置的磁共振成像 (MRI)系统。 在另一方面中，提供了一种放大射频（RF)信号的方法，其包括：由磁不敏感输入 平衡-不平衡转换器（10)将不平衡格式的所述RF信号转换成平衡信号；由磁不敏感输入 匹配网络（20、20'）将至少两组MOSFET的输入阻抗与所述磁不敏感输入平衡-不平衡转换 器（10)的输出阻抗进行匹配；由所述至少两组MOSFET以推拉方式放大所述平衡信号，所述 至少两组MOSFET的每组包括至少一个M0SFET(30、40);由磁不敏感输出匹配网络（50、50，） 将所述至少两组MOSFET的输出阻抗与磁不敏感输出平衡-不平衡转换器（60)的输入阻抗 进行匹配；由所述磁不敏感输出平衡-不平衡转换器￠0)将经放大的平衡信号转换成不平 衡格式；其中，可以由磁不敏感保护电路（70、70'）从直流（DC)电源阻挡经放大的平衡信 号，所述直流（DC)电源提供DC以用于驱动所述至少两组MOSFET。 下文将进一步详细地描述本公开的各方面和特征。并且，参考结合附图进行的描 述，本专利技术的其他目的和优点将变得更加显而易见并将容易理解。 【专利附图】【附图说明】 将结合实施例并参考附图，在下文中更详细地描述和解释本公开，其中： 图1是医院中MRI系统的布局图； 图2示出了 RF放大器的结构； 图3是放大射频信号的方法的流程图； 图4示出了 RF放大器的另一结构；并且 图5示出了 RF放大器的另一结构。 在各图中的相同附图标记指示类似或对应的特征和/或功能。 【具体实施方式】 将相对于具体实施例并参考特定附图描述本专利技术，但本专利技术不限于此，而仅由权 利要求限制。描述的附图仅是示意性的而非限制性的。在附图中，元件中的一些的尺寸可 能被夸大并出于说明性目的不是按比例绘制的。 图2示出了用于放大射频信号的装置的结构，例如RF放大器100的结构。RF放大 器100包括磁不敏感输入平衡-不平衡转换器10、磁不敏感输入匹配网络、两组MOSFET、磁 不敏感输出匹配网络、磁不敏感输出平衡-不平衡转换器60以及磁不敏感保护电路。 磁不敏感输入平衡-不平衡转换器10被提供以用于将不平衡格式的RF信号转换 成平衡信号，并且磁不敏感输出平衡-不平衡转换器60被提供以用于将平衡信号转换成不 平衡格式。磁不敏感输入平衡-不平衡转换器10和磁不敏感输出平衡-不平衡转换器60 两者都不使用任何磁敏感材料，例如铁氧体。代替包括磁敏感材料的同轴传输线变压器，磁 不敏感输入平衡-不平衡转换器10和磁不敏感输出平衡-不平衡转换器60中的每个可以 是平面磁不敏感平衡-不平衡转换器。在一个范例设计中，其具有平面结构，该平面结构具 有由印刷电路板（PCB)技术形成的空心传输线。 在一个设计中，平面结构包括分别形成在PCB基底的顶层上和底层上的两个线 圈。在顶层上的线圈具有两个平行条带作为平衡端口，其中，所述两个平行条带被相对于线 圈的主体对称地设置并由狭缝分开。在顶层上的线圈的中心有一个孔口，并且在顶层上的 线圈足够大以覆盖在底层上的线圈。可以操作顶层的线圈和底层的线圈以在特定工作频率 处共振。 在另一设计中，代替在顶层上的线圈的中心的孔口，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于放大射频(RF)信号的装置，包括：磁不敏感输入平衡‑不平衡转换器(10)，其用于将不平衡格式的所述RF信号转换成平衡信号；至少两组MOSFET，每组包括至少一个MOSFET(30、40)，所述至少两组MOSFET分别用于以推拉方式放大所述平衡信号；磁不敏感输出平衡‑不平衡转换器(60)，其用于将经放大的平衡信号转换成不平衡格式；磁不敏感输入匹配网络(20、20’)，其用于将所述至少两组MOSFET的输入阻抗与所述磁不敏感输入平衡‑不平衡转换器(10)的输出阻抗进行匹配；磁不敏感输出匹配网络(50、50’)，其用于将所述至少两组MOSFET的输出阻抗与所述磁不敏感输出平衡‑不平衡转换器(60)的输入阻抗进行匹配；以及磁不敏感保护电路(70、70’)，其用于保护直流(DC)电源不受经放大的平衡信号的影响，所述直流(DC)电源提供DC以用于驱动所述至少两组MOSFET。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾克秋，Y·刘，T·王，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL