【摘 要】
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磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)技术自1973年成功显示图像以来得到了迅速发展,已成为最有价值和应用最广泛的诊断成像方式之一。核磁共振系统对于接收线圈的信噪比具有较高的要求,高温超导技术对于高灵敏度的接收核磁共振模拟通路的研制具有重大意义。本文以利用高温超导薄膜材料研制了在1.5T磁场中、63.5MHz的频段研制了一款高温超导核磁共振接收模拟通路,其结构主
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磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)技术自1973年成功显示图像以来得到了迅速发展,已成为最有价值和应用最广泛的诊断成像方式之一。核磁共振系统对于接收线圈的信噪比具有较高的要求,高温超导技术对于高灵敏度的接收核磁共振模拟通路的研制具有重大意义。本文以利用高温超导薄膜材料研制了在1.5T磁场中、63.5MHz的频段研制了一款高温超导核磁共振接收模拟通路,其结构主要采用高温超导射频线圈,高温超导滤波器,低噪声放大器级联结构,具有高Q值,高灵敏度,具备抗干扰,杂波抑制性强的特性。主要研究内容如下:一高温超导射频线圈设计。该设计采用了新型双层马蹄形结构,这种线圈具有体积小,抗干扰性强等特点,本文在射频线圈中加入了交指结构,增加了频率的可调性,探究了交指结构对其谐振频率的影响。基于新型马蹄形射频线圈模型,设计了六棱柱线圈阵列,提供了更强、更均匀、范围更大的磁场范围。根据仿真的简易人体组织电模型,分析了正常器官相对于病变器官的磁场分布和SAR,证明了新型马蹄形射频线圈在核磁共振系统中成像是具有可行性的。二高温超导滤波器的设计。该设计从设计指标出发款工作在60~70MHz,增益为21.22d B,噪声系数小于1.7d B的低噪声放大器。四加工制备了超导材料的射频线圈,测试了不同距离下超导线圈的QL值并设计了铜线圈进行了对照。联合测试了超导射频线圈、超导带通滤波器和低噪声放大器,经过测试与仿真结果基本吻合。本文所设计的高温超导接收模拟通路有助于提高核磁共振系统的信噪比,使核磁共振系统所需的直流磁场强度降低,减小,运用相关理论和公式完成了对滤波器中谐振器尺寸、模型、和间距的确定,探讨了直接馈电和耦合馈电对滤波器性能的影响。仿真设计了一个中心频率在63.5MHz,3d B带宽为6.06MHz小型化带通滤波器,实际加工的滤波器性能指标基本与设计目标相符。三低噪声放大器设计。分析了低噪放的三个关键参数稳定性、增益和噪声特性,根据高温超导核磁共振接收模拟通路的指标,进行了晶体管的选型,在仿真软件中搭建了原理图,仿真优化,生成版图、调试装配。得到了一了体积,还可以减小探测时间,减少伪影现象。
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