射频功率放大器及其组装方法技术

一种有效防止RF干扰的射频放大器组件(200)。所述射频放大器包括：导电壳体(301)，其限定所述射频放大器组件的封闭内部；导电冷却板(415)，其被设置在所述导电壳体内部并且具有第一侧面和相对的第二侧面，所述导电冷却板被配置为将所述封闭内部划分为第一封闭区域(501)和第二封闭区域(503)；以及被配备有射频信号处理电路的射频信号处理电路板(223)，所述射频信号处理电路板被定位在所述第一封闭区域中并且被设置在所述导电冷却板的所述第一侧面上；以及电源模块和控制器模块，其被定位在所述第二封闭区域中并且被设置在所述导电冷却板的所述相对的第二侧面上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】射频功率放大器及其组装方法
本专利技术涉及射频(RF)功率放大器的领域，并且更具体地涉及用于磁共振成像的RF功率放大器组件。
技术介绍
RF功率放大器通常用于将低功率RF信号转换为重大功率的更大信号。在磁共振成像(MRI)系统的背景下，RF功率放大器被连接到RF发射线圈，这些RF发射线圈将RF脉冲辐射到待成像的身体区域中。MRI系统通常用于检查和处置患者。通过使用这样的系统，待检查的身体组织的核自旋通过静态的主磁场B0被对准，并且被在射频带中振荡的横向磁场B1激励。B1场是通过将电流驱动通过专用的RF发射线圈而产生的。在几乎所有的临床MR成像应用中，B1场都是以1-5ms的短突发(被称为RF脉冲)来发射的。包括频率合成器、脉冲调制器和RF功率放大器的RF发射链负责生成产生B1场所需要的电流。RF功率放大器将小的输入RF脉冲的功率水平从毫瓦范围提升到足够高以驱动RF发射线圈的水平。现代MRI系统中的RF功率放大器通常产生在0.5KW-35KW(例如，0.5KW-2KW(腿和手臂)、4KW-8KW(头部)、以及高达35KW(整个身体))的宽动态范围内的峰值功率，这使得具有差的电磁干扰兼容性(EMC)性能的RF功率放大器成为RF和杂散发射的巨大来源。受RF和杂散发射影响的敏感电子部件(诸如接收线圈)将使得图像质量降级。此外，受RF和杂散发射影响的通信线缆和连接器将导致这些电子部件之间的通信降级。关于RF功率放大器的差的EMC性能的最严重问题是对人体施加的安全风险。为了解决来自RF功率放大器的RF和杂散发射，US6473314B1公开了一种低成本RF干扰滤波器，其包括多层印刷电路板组件以防止RF沿着馈通件传播，该馈通件将RF功率放大器内的隔离的PC板彼此连接。US2014/0232469A1公开了一种RF功率放大器组件，其具有被布置在散热器内的一些电子部件和电源轨。在这种布置中，散热器还充当用于针对RF功率放大器的RF和杂散发射的EMI屏蔽。然而，现有的RF功率放大器的EMC性能对于MRI应用来说仍然不是令人满意的。
技术实现思路
从前述内容，容易认识到，需要在MRI应用中提供令人满意的EMC性能的RF功率放大器。因此，本专利技术的目的是在独立权利要求中提供一种射频放大器组件、一种组装射频放大器的方法以及一种包括射频放大器组件的磁共振成像系统。在从属权利要求中给出了实施例。本专利技术的实施例提供了一种有效防止RF干扰的射频放大器组件。所述射频放大器包括：导电壳体，其限定所述射频放大器组件的封闭内部；导电冷却板，其被设置在所述导电壳体内部并且具有第一侧面和相对的第二侧面，所述导电冷却板被配置为将所述封闭内部划分为第一封闭区域和第二封闭区域；被配备有射频信号处理电路的射频信号处理电路板，所述射频信号处理电路板被定位在所述第一封闭区域中并且被设置在所述导电冷却板的所述第一侧面上；以及电源模块和控制器模块，其被定位在所述第二封闭区域中并且被设置在所述导电冷却板的所述相对的第二侧面上。除了消散由射频功率放大器生成的热量之外，导电冷却板还充当用于将射频功率放大器的内部划分为彼此隔离的多个屏蔽区域的屏蔽屏障。此外，在一个实施例中，导电冷却板可以与被配置为被接地的导电壳体物理接触和/或电接触，从而进一步充当接地板。第一封闭区域专用于射频信号处理电路板，而第二封闭区域专用于电源模块和控制器模块。在这样的布置中，在不同模块之间的隔离的布局和接地以及这样的布置的缩短的线缆路线导致RF功率放大器组件的令人满意的EMC性能，而实质上不会引入任何新的部件或成本。根据本专利技术的一个实施例，所述射频放大器组件还包括被固定在所述射频信号处理电路板与所述导电壳体之间的接地路径。有利地，该接地路径提供了缩短的接地连接，其显著地消除了共模电流，并且允许共模电流直接流到附近地面，而不是在整个RF功率放大器组件300周围流动。根据本专利技术的另一实施例，所述接地路径还包括金属板和RF输出连接器，所述金属板电连接到所述射频信号处理电路板的输出端口附近的接地区域。所述RF输出连接器包括：被插入穿过所述金属板的导电环形法兰、以及从所述导电环形法兰向外延伸并且被固定到所述导电壳体的紧固构件。有利地，该接地路径提供了尽可能短的接地连接，并且被构造为具有通孔导电环形法兰的RF输出连接器确保了该接地路径的有效配合。根据本专利技术的又一实施例，所述射频放大器组件还包括被设置在所述导电冷却板上并且包围所述射频信号处理电路板的屏蔽罩。所述屏蔽罩、所述导电冷却板和所述射频信号处理电路板被一体地形成为可拆卸地设置在所述导电壳体内部的射频屏蔽机柜。有利地，屏蔽罩和导电壳体为射频信号处理板提供了两层屏蔽，这可以进一步增强射频放大器组件的EMC性能。根据本专利技术的又一实施例，所述射频放大器组件还包括至少一个屏蔽条，其被设置在所述射频信号处理电路板上并且被配置为将所述屏蔽机柜的内部划分为多个屏蔽区域。有利地，进一步屏蔽了电磁辐射在这些屏蔽区域之间透射，并且进一步增强了EMC性能。根据本专利技术的又一实施例，所述屏蔽区域包括专用于包围线缆和连接器的第一屏蔽区域。因此，通过提供专用的屏蔽区域来保护作为EMC问题的主要原因的线缆和连接器。根据本专利技术的又一实施例，所述屏蔽区域包括：包围所述射频信号处理电路的驱动器的第二屏蔽区域、以及包围所述射频信号处理电路的末级和定向耦合器的第三屏蔽区域。根据本专利技术的又一实施例，所述导电壳体被配置为被接地。结果，被接地的导电壳体充当所述射频放大器组件的机架接地。本专利技术的实施例还提供了一种用于组装射频放大器的方法。所述方法包括以下步骤：将导电冷却板设置在导电壳体内部，以将由所述导电壳体限定的封闭内部划分为第一封闭区域和第二封闭区域(503)；将被配备有射频信号处理电路的射频信号处理电路板设置在所述导电冷却板的第一侧面上并且在所述第一封闭区域中；以及将电源模块和控制器模块设置在所述导电冷却板的相对的第二侧面上并且在所述第二封闭区域中。根据本专利技术的一个实施例，所述方法还包括：将屏蔽罩设置在所述导电冷却板上，以包围所述射频信号处理电路板。所述屏蔽罩、所述导电冷却板和所述射频信号处理电路板被一体地形成为可拆卸地安装在所述导电壳体内部的射频屏蔽机柜。根据本专利技术的另一实施例，所述方法还包括：将多个屏蔽条设置在所述射频信号处理电路板上，以将所述屏蔽机柜的内部划分为多个屏蔽区域。根据本专利技术的又一实施例，所述多个屏蔽区域包括专用于包围线缆和连接器的第一屏蔽区域。根据本专利技术的又一实施例，所述方法还包括：将接地路径固定在所述射频信号处理电路与所述导电壳体之间，所述接地路径被配置为缩短用于所述射频放大器的接地连接。根据本专利技术的又一实施例，所述方法还包括将所述导电壳体接地。本专利技术的实施例还提供了一种包括射频放大器组件的磁共振成像系统。附图说明下文将结合实施例并且参考附图来更加详细地描述和解释本专利技术，其中：将关于特定实施例并且参考某些附图来描述本专利技术，但是本专利技术不限于此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射频放大器组件(300)，包括：/n导电壳体(301)，其限定所述射频放大器组件(300)的封闭内部；/n导电冷却板(415)，其被设置在所述导电壳体(301)内部并且具有第一侧面(417)和相对的第二侧面(419)，所述导电冷却板(415)被配置为将所述封闭内部划分为第一封闭区域(501)和第二封闭区域(503)；/n被配备有射频信号处理电路的射频信号处理电路板(223)，所述射频信号处理电路板(223)被定位在所述第一封闭区域(501)中并且被设置在所述导电冷却板(415)的所述第一侧面(417)上；以及/n电源模块(201)和控制器模块(203)，其被定位在所述第二封闭区域(503)中并且被设置在所述导电冷却板(415)的所述相对的第二侧面(419)上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181213 EP 18212228.3;20181109 CN PCT/CN2018/11481.一种射频放大器组件(300)，包括：
导电壳体(301)，其限定所述射频放大器组件(300)的封闭内部；
导电冷却板(415)，其被设置在所述导电壳体(301)内部并且具有第一侧面(417)和相对的第二侧面(419)，所述导电冷却板(415)被配置为将所述封闭内部划分为第一封闭区域(501)和第二封闭区域(503)；
被配备有射频信号处理电路的射频信号处理电路板(223)，所述射频信号处理电路板(223)被定位在所述第一封闭区域(501)中并且被设置在所述导电冷却板(415)的所述第一侧面(417)上；以及
电源模块(201)和控制器模块(203)，其被定位在所述第二封闭区域(503)中并且被设置在所述导电冷却板(415)的所述相对的第二侧面(419)上。


2.根据权利要求1所述的射频放大器组件，还包括：
接地路径(700)，其被固定在所述射频信号处理电路板(223)与所述导电壳体(301)之间，以提供缩短的接地连接。


3.根据权利要求2所述的射频放大器组件，其中，所述接地路径(700)还包括金属板(635)和RF输出连接器(303)，所述金属板电连接到所述射频信号处理电路板(223)的输出端口(221)附近的接地区域(803)，其中，所述RF输出连接器(303)包括：被插入穿过所述金属板(635)的导电环形法兰(701)、以及从所述导电环形法兰(701)向外延伸并且被固定到所述导电壳体(301)的紧固构件(705)。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的射频放大器组件，还包括：
屏蔽罩(421)，其被设置在所述导电冷却板(415)上并且包围所述射频信号处理电路板(223)，其中，所述屏蔽罩(421)、所述导电冷却板(415)和所述射频信号处理电路板(223)被一体地形成为可拆卸地设置在所述导电壳体(301)内部的射频屏蔽机柜(600)。


5.根据权利要求4所述的射频放大器组件，还包括：
至少一个屏蔽条(625；627；629)，其被设置在所述射频信号处理电路板(223)上并且被配置为将所述屏蔽机柜(600)的内部划分为多个屏蔽区域(617；619；621；623)。


6.根据权利要求5所述的射频放大器组件，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾克秋，周聪，丁元旭，张俊阳，马俊，
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