【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功率放大器，尤其涉及一种多核成像射频功率放大器以及多核磁共振成像硬件系统。
技术介绍
1、磁共振代谢成像利用示踪剂或分子探针，通过检测它们及其代谢产物的浓度来反映机体或器官的分子代谢特征，可以用于研究认知功能障碍、肿瘤、神经退行性疾病等各种疾病的代谢异常情况，有利于医生进行诊断和监测治疗效果，在临床应用中具有广泛的潜力。例如磁共振氘(2h)代谢成像对于肿瘤和神经退行性疾病的机理研究和早期诊断有着极大的应用前景；磁共振氟19(19f)代谢成像广泛应用于细胞标记、分子影像学和血池功能成像等领域。
2、射频功率放大器作为磁共振射频系统的核心部件，要求其在成像核素所对应的频率点具有较高的输出功率和优异的线性度，以提供充足的信号功率和准确的信号传输，达到高质量的成像效果。对于磁共振多核代谢成像，为了满足不同核素的成像要求，射频功率放大器需要工作较宽的频带范围内，但是宽带射频功率放大器跨越几个倍频程，功率晶体管本身的寄生参数会导致阻抗离散性，无法兼容在宽频范围内获得良好的功率输出及效率输出，而且在宽频范围内，不同频率的相位差会导致相位翻转，意味着对于相位的线性化矫正不具有单调性，增加线性化矫正难度。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对现有技术的射频功率放大器在对应核素的工作频点难以保持高线性度以及高功率的技术问题，提出了一种多核成像射频功率放大器以及多核磁共振成像硬件系统。
2、第一方面，提供了一种多核成像射频功率放大器，所述多核成像射频功率放大器包括：
3、从所述射频开关的一端到所述宽带定向耦合器的反射监测端的第一输出异常保护控制电路；
4、从所述射频开关的一端到所述宽带定向耦合器的输出监测端的第二输出异常保护控制电路；
5、从所述输出监测端到所述压控衰减器的电压控制端的幅度控制电路，其中，幅度控制电路用于对宽带射频功率放大器的幅度进行非线性矫正；
6、从所述输出监测端到所述压控移相器的电压控制端的相位控制电路，其中，相位控制电路用于对宽带射频功率放大器的相位进行非线性矫正。
7、进一步地，所述第一输出异常保护控制电路包括第一鉴幅器、第一运放以及第一d触发器；
8、所述第一鉴幅器的输入端与所述反射监测端连接，所述第一鉴幅器的输出端与所述第一运放的一个输入端连接，所述第一运放的另一个输入端连接预设的反射保护参考电压，所述第一运放的输出端与所述第一d触发器的输入端连接，所述第一d触发器的输出端与所述射频开关的开关控制端连接；
9、所述第二输出异常保护控制电路包括第二鉴幅器、第二运放以及第二d触器；
10、所述第二鉴幅器的输入端与所述输出监测端连接，所述第二鉴幅器的输出端与所述第二运放的一个输入端连接，所述第二运放的另一个输入端连接预设的前向保护电压参考值，所述第二运放的输出端与所述第二d触发器的输入端连接，所述第二d触发器的输出端与所述射频开关的开关控制端连接。
11、进一步地，所述幅度控制电路包括第三运放，其中，所述第二鉴幅器的输出端与所述第三运放的一个输入端连接，所述第三运放的另一个输入端连接预设的第一电压参考值，所述第三运放的输出端与所述压控衰减器的电压控制端连接，其中，第一电压参考值是指射频输入信号通过鉴幅器转换后的参考电压；
12、所述相位控制电路包括第四功放以及鉴相器，其中，所述鉴相器的输入端与所述输出监测端连接，所述鉴相器的输出端与所述第四运放的一个输入端连接，所述第二运放的另一个输入端连接预设的第二电压参考值，所述第四运放的输出端与所述压控移相器的电压控制端连接，其中，所述第二电压参考值是射频输入信号通过鉴相器转换后的参考电压。
13、进一步地，所述多核成像射频功率放大器包括：射频信号输入端、第一功分器、第二功分器、第一选择开关、各个模拟负反馈网络、第二选择开关、宽带射频功率放大器、宽带定向耦合器以及射频信号输出端，其中，所述射频信号输入端与所述第一功分器的输入端连接，所述第一功分器的一个输出端与所述第一选择开关的输入端连接，所述第一选择开关的输出端与所述模拟负反馈网络的输入端连接，所述模拟负反馈网络的输出端与所述第二选择开关的输入端连接，所述第二选择开关的输出端与所述宽带射频功率放大器的输入端连接，所述宽带射频功率放大器的输出端与所述宽带定向耦合器的输入端连接，所述宽带定向耦合器的输出端与所述射频信号输出端连接，第一功分器的另一个输出端连接所述第二功分器的输入端；
14、从所述第二功分器的一个输出端，到所述第一选择开关的开关控制端以及所述第二选择开关的的开关控制端的开关选择电路，其中，所述开关选择电路用于同步控制第一选择开关和第二选择开关的导通状态，从而选择不同的导通状态对应的不同的模拟负反馈网络，每个所述模拟负反馈网络用于针对特定频率的信号进行线性化矫正；
15、从所述第二功分器的另一个输出端以及所述宽带定向耦合器的耦合端，到所述模拟负反馈网络的模拟负反馈调控电路。
16、进一步地，所述开关选择电路包括：频率识别电路以及开关控制电路，其中，所述第二功分器的一个输出端连接所述频率识别电路的输入端，所述频率识别电路的输出端连接所述开关控制电路的输入端，所述开关控制电路的输出端连接所述第一选择开关以及所述第二选择开关。
17、进一步地，所述开关选择电路包括：第一鉴幅鉴相器、第二鉴幅鉴相器、自适应控制器，其中，所述第二功分器的另一个输出端连接所述第一鉴幅鉴相器的输入端，所述第一鉴幅鉴相器的输出端连接所述自适应控制器，所述宽带定向耦合器的耦合端连接所述第二鉴幅鉴相器的输入端，所述第二鉴幅鉴相器的输出端连接所述自适应控制器的输入端，所述自适应控制器的输出端连接所述模拟负反馈网络。
18、进一步地，所述多核成像射频功率放大器包括：射频信号输入端、第一宽带定向耦合器、延时线、合成器、宽带射频功率放大器、第二宽带定向耦合器、功分器、第一选择开关、各个模拟预失真器以及射频信号输出端，其中，所述射频信号输入端与所述第一宽带定向耦合器的输入端连接，所述第一宽带定向耦合器的输出端与所述延时线的输入端连接，所述延时线的输出端与所述合成器的一个输入端连接，所述合成器的输出端与所述宽带射频功率放大器的输入端连接，所述宽带射频功率放大器的输出端与所述第二宽带定向耦合器的输入端连接，第二宽带定向耦合器的输出端与所述射频输出端连接，所述第一宽带定向耦合器的耦合端与所述功分本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多核成像射频功率放大器，其特征在于，所述多核成像射频功率放大器包括：射频信号输入端、射频开关、预补偿电路、压控衰减器、压控移相器、宽带射频功率放大器、宽带定向耦合器、射频信号输出端，其中，所述射频信号输入端与所述射频开关的输入端连接，所述射频开关的输出端与所述压控衰减器的射频输入端口连接，所述压控衰减器的输出端与所述压控移相器的射频输入端口连接，所述压控移相器的输出端与所述宽带射频功率放大器的输入端连接，所述宽带射频功率放大器的输出端与所述宽带定向耦合器的输入端连接，所述宽带定向耦合器的直通端与所述射频信号输出端连接；
2.根据权利要求1所述的多核成像射频功率放大器，其特征在于，所述第一输出异常保护控制电路包括第一鉴幅器、第一运放以及第一D触发器；
3.根据权利要求2所述的多核成像射频功率放大器，其特征在于，所述幅度控制电路包括第三运放，其中，所述第二鉴幅器的输出端与所述第三运放的一个输入端连接，所述第三运放的另一个输入端连接预设的第一电压参考值，所述第三运放的输出端与所述压控衰减器的电压控制端连接，其中，第一电压参考值是指射频输入信号通过鉴幅器转
4.一种多核成像射频功率放大器，其特征在于，所述多核成像射频功率放大器包括：射频信号输入端、第一功分器、第二功分器、第一选择开关、各个模拟负反馈网络、第二选择开关、宽带射频功率放大器、宽带定向耦合器以及射频信号输出端，其中，所述射频信号输入端与所述第一功分器的输入端连接，所述第一功分器的一个输出端与所述第一选择开关的输入端连接，所述第一选择开关的输出端与所述模拟负反馈网络的输入端连接，所述模拟负反馈网络的输出端与所述第二选择开关的输入端连接，所述第二选择开关的输出端与所述宽带射频功率放大器的输入端连接，所述宽带射频功率放大器的输出端与所述宽带定向耦合器的输入端连接，所述宽带定向耦合器的输出端与所述射频信号输出端连接，第一功分器的另一个输出端连接所述第二功分器的输入端；
5.根据权利要求4所述的多核成像射频功率放大器，其特征在于，所述开关选择电路包括：频率识别电路以及开关控制电路，其中，所述第二功分器的一个输出端连接所述频率识别电路的输入端，所述频率识别电路的输出端连接所述开关控制电路的输入端，所述开关控制电路的输出端连接所述第一选择开关以及所述第二选择开关。
6.根据权利要求4所述的多核成像射频功率放大器，其特征在于，所述开关选择电路包括：第一鉴幅鉴相器、第二鉴幅鉴相器、自适应控制器，其中，所述第二功分器的另一个输出端连接所述第一鉴幅鉴相器的输入端，所述第一鉴幅鉴相器的输出端连接所述自适应控制器，所述宽带定向耦合器的耦合端连接所述第二鉴幅鉴相器的输入端，所述第二鉴幅鉴相器的输出端连接所述自适应控制器的输入端，所述自适应控制器的输出端连接所述模拟负反馈网络。
7.一种多核成像射频功率放大器，其特征在于，所述多核成像射频功率放大器包括：射频信号输入端、第一宽带定向耦合器、延时线、合成器、宽带射频功率放大器、第二宽带定向耦合器、功分器、第一选择开关、各个模拟预失真器以及射频信号输出端，其中，所述射频信号输入端与所述第一宽带定向耦合器的输入端连接，所述第一宽带定向耦合器的输出端与所述延时线的输入端连接，所述延时线的输出端与所述合成器的一个输入端连接，所述合成器的输出端与所述宽带射频功率放大器的输入端连接，所述宽带射频功率放大器的输出端与所述第二宽带定向耦合器的输入端连接，第二宽带定向耦合器的输出端与所述射频输出端连接，所述第一宽带定向耦合器的耦合端与所述功分器的输入端连接，所述功分器的一个输出端连接第一选择开关的输入端；
8.根据权利要求7所述的多核成像射频功率放大器，其特征在于，所述模拟预失真调控电路包括各个模拟预失真器、第二选择开关以及第三选择开关；
9.根据权利要求8所述的多核成像射频功率放大器，其特征在于，所述非线性失真识别电路还包括鉴相器、比较器；
10.一种多核磁共振成像硬件系统，其特征在于，所述多核磁共振成像硬件系统包括至少一个如权利要求1至9任一项所述的多核成像射频功率放大器。
...【技术特征摘要】
1.一种多核成像射频功率放大器，其特征在于，所述多核成像射频功率放大器包括：射频信号输入端、射频开关、预补偿电路、压控衰减器、压控移相器、宽带射频功率放大器、宽带定向耦合器、射频信号输出端，其中，所述射频信号输入端与所述射频开关的输入端连接，所述射频开关的输出端与所述压控衰减器的射频输入端口连接，所述压控衰减器的输出端与所述压控移相器的射频输入端口连接，所述压控移相器的输出端与所述宽带射频功率放大器的输入端连接，所述宽带射频功率放大器的输出端与所述宽带定向耦合器的输入端连接，所述宽带定向耦合器的直通端与所述射频信号输出端连接；
2.根据权利要求1所述的多核成像射频功率放大器，其特征在于，所述第一输出异常保护控制电路包括第一鉴幅器、第一运放以及第一d触发器；
3.根据权利要求2所述的多核成像射频功率放大器，其特征在于，所述幅度控制电路包括第三运放，其中，所述第二鉴幅器的输出端与所述第三运放的一个输入端连接，所述第三运放的另一个输入端连接预设的第一电压参考值，所述第三运放的输出端与所述压控衰减器的电压控制端连接，其中，第一电压参考值是指射频输入信号通过鉴幅器转换后的参考电压；
4.一种多核成像射频功率放大器，其特征在于，所述多核成像射频功率放大器包括：射频信号输入端、第一功分器、第二功分器、第一选择开关、各个模拟负反馈网络、第二选择开关、宽带射频功率放大器、宽带定向耦合器以及射频信号输出端，其中，所述射频信号输入端与所述第一功分器的输入端连接，所述第一功分器的一个输出端与所述第一选择开关的输入端连接，所述第一选择开关的输出端与所述模拟负反馈网络的输入端连接，所述模拟负反馈网络的输出端与所述第二选择开关的输入端连接，所述第二选择开关的输出端与所述宽带射频功率放大器的输入端连接，所述宽带射频功率放大器的输出端与所述宽带定向耦合器的输入端连接，所述宽带定向耦合器的输出端与所述射频信号输出端连接，第一功分器的另一个输出端连接所述第二功分器的输入端；
5.根据权利要求4所述的多核成像射频功率放大器，...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨兴，王佳升，李烨，肜新伟，刘新，郑海荣，
申请(专利权)人：深圳高性能医疗器械国家研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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