天线放大器以及磁共振天线制造技术

本发明专利技术涉及一种天线放大器、特别是用于磁共振天线的放大器，其具有一个按照仅仅用于传输推挽信号的部件（１１，１３，１６）的形式集成在信号路径中的表面波阻塞装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种天线放大器、特别是一种用于磁共振天线的放大器。
技术介绍
在磁共振技术中为了记录检查对象的图像信息而大多使用局部表面线圈、即所谓的“环形天线”或者说是由该线圈构成的阵列。这种表面天线或者天线由实际天线部分或接收部分组成，其接收信号被送至一个相对靠近接收部分设置的天线放大器。在该天线放大器中放大可能包含噪声的信号，并通过同轴导线引导至MR设备的外部，用于进一步处理。在同轴导线范围中出现的壳电流以及由此形成的表面波(Mantelwelle)造成了问题。因为其产生建立了“透明”同轴导线和环境之间的E场和B场。该表面波电流尽管其大小很小，却影响到实际的有用信号并可能将其变得不能使用。由于通过频率改变的相位，形成了按区域或强或弱的正反馈和负反馈，这些反馈按照不可预期的方式改变本来完全平滑的宽带频率响应。在适当的相位下由天线和前置放大器组成的装置甚至可能振荡。为了抑制表面波电流的影响，公知的是将一个表面波阻塞装置一体化在天线放大器之前、即在从天线部分至放大器的馈入线路中。不过，由于最后的插入衰减，这使得噪声数恶化，也就是噪声成分被提高，这对于有用信号的分辨率来说是不利的。另一种公知的解决方案是，将一个或多个表面波阻塞装置插入由天线放大器输出的、引向外部的同轴电缆中。不过，如果如在圆形系统中所希望的那样要将两个放大器输出端的接地电极直接相连的话，则会引起表面波问题。此外，在利用1.5T或更高的基本磁场强度运行磁共振设备的高频条件下，已经通过从天线放大器引出到第一表面波阻塞装置的电缆段出现了表面波问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种用于抑制对有用信号起到不利影响的表面波问题的可能性。为了解决上述技术问题，按照本专利技术设置了一种天线放大器、特别是用于磁共振天线的放大器，其特征在于，一个按照仅仅用于传输推挽信号的部件的形式集成在信号路径中的表面波阻塞装置。本专利技术一方面规定，将表面波阻塞装置直接一体化在天线放大器中、即直接一体化在信号放大的部位上，并且优选地一体化在一个已经至少部分地进行了信号放大的位置。由此，避免了连接在前面的表面波阻塞装置就噪声成分而言的不利影响，同样也消除了特别是在高运行频率条件下由连接在天线放大器后面的表面波阻塞装置造成的问题。此外，为了抑制表面波本专利技术利用了表面波自身的性质。表面波电流本质上是同相信号，也就是说，其沿着导线传播，其中环境起到了地电平的作用。例如，如果在同轴的信号电缆中，流向局部没有接地的模块(例如带有环形天线的前置放大器)的内导线中的正向流和在同轴信号电缆的屏蔽层中的反向电流的大小不同，则形成表面波电流。然后，该差值电流出现在屏蔽层上，就像在敞开的、未屏蔽的导线上流动一样。该电流平衡例如这样形成应该完全流过屏蔽层的反向电流的一部分，作为位移电流流过环境和模块的地面之间的电容。因为该问题本质上绝大部分是电容性的，因此在频率越高时越严重。与所述作为同相信号的表面波信号相反，实际的有用信号是推挽信号，也就是说，两个导线的电流是反相的。本专利技术基于这样的认知可以如下消除表面电流的影响，即，在天线放大器中的信号路径中引入一个仅仅传输推挽信号(即有用信号)而阻塞由表面电流引起的同相信号的部件。按照本专利技术的第一实施方式，该起到选择信号作用的部件可以由两个相互分开并相对设置的、磁耦合的绕组组成。该部件构成了一个电解耦的传送器。在该专利技术的实施方式中重要的是，保持允许同相信号通过的可能的寄生效应尽可能地小。出于该原因，适当的是使两个绕组相互之间的电容尽可能地小，优选地＜1pF。绕组本身可以具有不同的匝数，其中，优选次级绕组具有较少的匝数。或者，也可以考虑绕组具有相同的匝数，其中，优选地分别具有一匝。适当的是，将由该部件组成的表面波阻塞装置按照双电路带通滤波器的形式进行实施，其中，在这种情况下，为每个绕组配置一个用于构成各自振荡电路的电容，并且具有两个用于为放大信号的放大元件提供电流的高频扼流圈，这些扼流圈的电感值这样选择，使得振荡电路在待接收的运行频率下构成共振带通滤波器。或者，为了使用两个相对设置的单独绕组，也可以将所述部件由缠绕的双线扼流圈组成，即由一个卷成线圈的双线导线组成。为了优化信号传输，缠绕的扼流圈的电长度应该基本上对应于λ/2或其整数倍。此外，适当的是，所述扼流圈在运行频率下共振地运行，即，在运行频率下建立同相共振，其中该运行频率是磁共振设备固定设置的高频。为了能够在不匹配、特别是过低的共振下进行平衡，适当的是，所述线圈具有一个可以旋入的磁心，特别是用于调节线圈电感和由此调节共振的铜磁心。由此，可以减小同相线圈的电感值，而不显著地改变针对λ/2条件的导线的电长度。在过高的共振下也可以考虑使用铁氧体磁心，不过在这种情况下用于磁场外部的放大器。作为对通过可以移动的磁心来调节共振的替代，也可以考虑通过在扼流圈的每个导线的端点之间分别设置一个电容来影响涉及运行频率的共振，其中两个电容相同。在过低的同相共振的情况下，除了使用磁心之外也可以通过对应的低匝数对其进行平衡，由此对应地提高了同相电感。但是这样也会缩短应该对应于优选λ/2条件的电长度。为了对其进行补偿，按照本专利技术的一种扩展，在每个导线的两个相同端点之间分别设置两个相同大小的电容，以便补偿由于较低匝数而缩短的电导线长度。本专利技术的天线放大器具有两个起到信号放大作用的放大元件、特别是晶体管。优选的是共基放大器，其中同样结构的部件要么连接在该两个放大元件之间，要么可以考虑接在输出端的第二放大元件之后。除了天线放大器之外，本专利技术还涉及一种包括所述类型的天线放大器的磁共振(MR)天线。附图说明本专利技术的其它优点、特征和细节借助于下面描述的实施方式并结合附图给出。图中图1表示使用按照本专利技术的天线放大器的本专利技术的MR天线的原理图， 图2表示按照本专利技术的天线放大器的部分视图，该放大器具有包括根据双电路带通滤波器原理的表面波阻塞装置的输出电路图，图3表示与图2中类似的天线放大器的另一种实施方式，图4表示对于按照图2的天线放大器的另一种实施方式，其具有一个集成在两个放大器元件之间的表面波阻塞装置，图5表示天线放大器的另一种按照本专利技术的实施方式，其具有用于抑制表面波的在两个放大器元件之间的双线扼流圈，以及图6表示与图4的表面波阻塞装置类似的按照双线扼流圈形式的可以平衡的表面波阻塞装置。具体实施例方式图1按照原理图的形式示出了按照本专利技术的磁共振天线1、也被称为“环形天线”，其包括实际的、构成表面线圈的天线部分2以及后接的天线放大器3，该放大器用于放大所接收的、通过同轴信号线4向外送出到控制和处理装置5的信号。在通常的运行情况下，MR天线1位于在此仅仅示意出的磁共振设备6的内部。为了抑制在同轴信号电缆4上形成的表面波电流，按照本专利技术在天线放大器3上集成了一个表面波阻塞装置。图2示出了第一实施方式。作为片段示出了带有集电极输出电路的天线放大器3，该集电极输出电路被构造成表面波阻塞装置。示出的有按照双极性晶体管形式的放大器元件7以及负载电阻RL(例如在1kΩ的范围内)，该负载电阻通过由两个振荡电路9a、9b构成的双电路带通滤波器8被变换成50Ω，使得放大器输出与50Ω系统匹配。每个振荡电路由一个绕组10a和10b组成，这两个绕组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线放大器、特别是用于磁共振天线的放大器，其特征在于，一个按照仅仅用于传输推挽信号的部件（１１，１３，１６）的形式集成在信号路径中的表面波阻塞装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫奥佩尔特，马库斯维斯特，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]