CN110346398B - 一种磁共振探头矢量调谐检测装置和方法 - Google Patents

一种磁共振探头矢量调谐检测装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种磁共振探头矢量调谐检测装置和方法，所述装置包括计算机软件、发射机、接收机、前置放大器和探头，计算机软件通过以太网LAN通信连接到主控板、发射机和接收机，主控板通过CAN总线连接到频率源、前置放大器和探头。前置放大器的输出连接到探头和接收机，接收机发送接收同步信号给前置放大器。本发明提出的一种磁共振探头矢量调谐检测装置和方法，利用磁共振仪器现有的射频收发系统，在不增加外部设备的情况下实现对磁共振探头的矢量检测功能，在此基础上可实现探头快速准确地调谐，成本低，精度高。

Description

一种磁共振探头矢量调谐检测装置和方法
技术领域
本发明涉及核磁共振仪器，特别是涉及一种磁共振探头矢量调谐检测装置和方法。
背景技术
核磁共振仪器是应用核磁共振原理研制生产的，它通过向被测物体发射高功率射频脉冲信号激发被测物体原子核的共振现象。其中探头是射频脉冲的发射和被测原子核共振信号的接收部件，其性能直接影响到射频激发的效率和磁共振信号的灵敏度。为了高效率的将射频脉冲发射出去，以激发原子核的共振现象，探头的射频线圈的谐振频率应与发射的射频脉冲频率相同。只有探头工作在谐振状态下，样品区域才能受到最大功率的射频照射。同时，核磁共振仪器的发射通道所有部件(包括探头、前置放大器、功放、发射机)之间的端口连接，均只有处于共轭匹配的情况下才能达到最佳功率匹配，探头才能获得最大功率。因而探头的谐振频率、匹配状态的好坏，直接决定了探头的性能，必须在实验前对探头的调谐状态进行检测，并进一步视需要对探头的调谐状态进行调整。
传统的探头矢量调谐检测装置一般采用反射信号幅度检波的方法。该方法在高频时存在一个显著的问题：因射频链路中定向耦合器性能不够理想，存在方向性误差以及端口匹配误差、发射信号的功率平坦度不够、发射信号的频谱纯度不足、同轴电缆损耗等都会引起反射信号的幅度曲线失真，进而无法识别探头的谐振频率以及当前匹配状况。
发明内容
为了克服现有技术的上述不足，本发明提出了一种磁共振探头矢量调谐检测装置和方法，解决现有探头矢量调谐检测无法判断探头谐振频率以及当前匹配状况的技术问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种磁共振探头矢量调谐检测装置，包括计算机软件，所述计算机软件通过以太网LAN通信连接到主控板、发射机和接收机，所述主控板通过CAN总线连接到频率源、前置放大器和探头，所述发射机输出的射频发射信号依次通过射频功放、前置放大器输出到探头，所述接收机发送接收门控信号给前置放大器，当接收门控信号有效时，所述前置放大器输出反射信号给接收机。
进一步的，所述频率源、前置放大器和探头通过CAN总线连接，相互之间通过CAN总线进行控制。
进一步的，所述前置放大器的内部设有定向耦合器一、定向耦合器二、单刀双掷射频开关、单刀三掷射频开关和低噪放。
进一步的，所述射频功放经定向耦合器二分别与单刀双掷射频开关的第一掷、单刀三掷射频开关的第一掷相连，所述单刀双掷射频开关的刀经定向耦合器一分别连接到探头、单刀三掷射频开关的第三掷，所述单刀双掷射频开关的第二掷经低噪放连接到单刀三掷射频开关的第二掷，所述单刀三掷射频开关的刀连接接收机。
进一步的，所述定向耦合器一、定向耦合器二均为高功率、宽带定向耦合器。
一种磁共振探头矢量调谐检测装置的检测方法，具体包括以下步骤：
S1：计算机软件通过以太网LAN发送调谐参数和命令给主控板，主控板解析调谐参数和命令，并通过CAN总线发送给前置放大器，告知前置放大器所需要调谐的通道、中心频率、点数以及带宽，前置放大器根据通道命令切换对应的前放通道的开关至指定的工作模式：
a.发射基准信号测量模式：单刀三掷射频开关选通定向耦合器二输入，单刀双掷射频开关选通低噪放连接，使射频功放输入前置放大器的信号处于无负载状态，输入的信号将被全反射，全反射的信号被定向耦合器二检测并送入接收机进行检测，在这种条件下，可以保证测得发射信号的全反射信号与探头的端口调谐状态无关；
b.探头调谐状态测量模式：单刀三掷射频开关选通定向耦合器一的输入，单刀双掷射频开关选通定向耦合器二的输入，使射频功放输入的信号被正常传送到探头；
c.校准模式：单刀三掷射频开关选通定向耦合器一的输入，单刀双掷射频开关选通定向耦合器二的输入，探头被更换为校准件，使射频功放输入的信号被正常传送到校准件；
S2：当前置放大器检测到接收门控信号有效后，立即通过CAN总线控制频率源根据设定的频率范围、频率间隔和点数按相等的时间间隔逐点改变输出信号的频率，频率源输出的信号通过发射机、射频功放、前置放大器输出到探头；
S3：测量探头调谐状态时，频率在不断改变的发射信号输出到探头的射频线圈，当发射信号频率与探头的射频线圈的谐振频率相同时发射信号被完全发射，当发射信号频率偏移探头射频线圈的谐振频率时，一部分输入信号被反射，偏离越远，反射越大；
S4：接收门控信号有效时，前置放大器切换定向耦合器一或定向耦合器二检测的反射信号输出到接收机；
S5：接收门控信号有效时，接收机通过高速ADC持续地将反射信号转换为正交的数字信号，该数字信号由接收机通过以太网LAN传送到计算机软件；
S6：频率源输出指定的频率范围内所有的频率点，接收机完成对所有频率点的发射信号和反射信号的接收，完成一个周期的扫描。
进一步的，由于频率源输出的每一个频率点均持续一定的时间，在频率稳定的时间段内，接收机所接收到的数据的幅度和相位相同；
当频率源输出的频率改变后，由于探头的反射率改变，接收机所接收到的数据的幅度和相位随发射频率的改变而改变；
在频率源输出的频率改变的过程中，接收机所接收到的数据的幅度和相位为无效数据。
进一步的，前置放大器处于测量发射基准信号状态时，当频率源和接收机扫描完成第一个周期后，计算机软件获得指定频率范围内所有频率点的发射信号的全反射信号；
前置放大器处于探头调谐测量状态时，计算机软件获得指定探头在指定频率范围内所有频率点的反射信号的数据，数据呈现为分段的、段之间阶跃变化、段内平坦、分段数量与指定频率点数相同的特性。
进一步的，测量的发射和反射信号用标准件进行校准，其具体的校准步骤包括：
S11：计算机软件指定校准的频率范围，将频率范围参数发送到前置放大器，并设定核磁共振仪器的发射功率和接收增益；
S12：前置放大器将内部开关置于发射基准测量模式；
S13：计算机软件执行一个完整周期的扫描，并记录扫描获取的发射基准信号数据；
S14：计算机软件对所获得的发射基准信号测量数据进行提取，舍弃分段阶跃附近的数据，在每一个平坦的数据段内取一个数据点，将所有提取数据记为
Figure BDA0002176651740000031
并记录每个数据点所在分段的频率值；
S15：前置放大器将内部开关置于调谐检测模式；
S16：将探头分别更换为负载标准件Load、短路标准件short和开路标准件Open；
S17：针对每一种标准件，计算机软件一个完整周期的扫描，并记录扫描获取的探头反射信号数据；
S18：计算机软件对每一种标准件所获得的探头反射信号测量数据进行提取，舍弃分段阶跃附近的数据，在每一个平坦的数据段内取一个数据点，将所有提取数据为
Figure BDA0002176651740000032
并记录每个数据点所在分段的频率值；
S19：计算机软件分别计算负载标准件Load、短路标准件short和开路标准件Open对应的校准数据。
进一步的，计算机软件根据采集并校准后的数据计算指定频率范围内的幅度曲线和矢量Smith曲线图，其具体步骤包括：
S21：计算机软件指定测量的频率范围，频率范围应小于校准的频率范围，将频率范围参数发送到前置放大器，并设定核磁共振仪器的发射功率和接收增益；
S22：前置放大器将内部开关置于发射基准测量模式；
S23：计算机软件执行一个完整周期的扫描，并记录扫描获取的发射基准信号数据；
S24：计算机软件对所获得的发射基准信号测量数据进行提取，舍弃分段阶跃附近的数据，在每一个平坦的数据段内取一个数据点，将所有提取数据记为
Figure BDA0002176651740000041
并记录每个数据点所在分段的频率值；
S25：前置放大器将内部开关置于调谐检测模式；
S26：计算机软件反复执行完整周期的扫描，并记录测量的调谐反射信号；
S27：计算机软件对所获得的探头反射信号测量数据进行提取，舍弃分段阶跃附近的数据，在每一个平坦的数据段内取一个数据点，将所有提取数据为
Figure BDA0002176651740000042
并记录每个数据点所在分段的频率值；
S28：计算机软件根据校准数据、发射基准数据、探头反射数据计算探头的调谐数据；
S29：计算机软件根据调谐数据和频率范围绘制幅度曲线和矢量Smith曲线图。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明提出的一种磁共振探头矢量调谐检测装置和方法，利用磁共振谱仪原有的收发系统测量探头的矢量反射系数，从而得知探头的谐振及匹配状态，在不增加外部设备的情况下，实现对磁共振探头的矢量检测功能，并在此基础上可实现探头快速准确地调谐，成本低，精度高。
附图说明
图1为本发明实施例所述的一种磁共振探头矢量调谐检测装置的结构示意图；
图2为本发明实施例所述的调谐时序图；
图3为本发明实施例所述的调谐信号的发射和接收链路传递函数；
图4为本发明实施例所述的前置放大器内定向耦合器与射频开关的电路连接图。
图中：
1、计算机软件；2、主控板；3、发射机；4、接收机；5、频率源；6、射频功放；7、前置放大器；8、探头；10、CAN总线；11、以太网LAN；12、接收门控信号；13、接收反射信号；71、定向耦合器一；72、定向耦合器二；73、单刀双掷射频开关；74、单刀三掷射频开关；75、低噪放。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种磁共振探头矢量调谐检测装置，包括计算机软件1，所述计算机软件1通过以太网LAN11通信连接到主控板2、发射机3和接收机4，所述主控板2通过CAN总线10连接到频率源5、前置放大器7和探头8，所述发射机3输出的射频发射信号依次通过射频功放6、前置放大器7输出到探头8，所述接收机4发送接收门控信号12给前置放大器7，当接收门控信号12有效时，所述前置放大器7输出反射信号13给接收机4。
所述频率源5、前置放大器7和探头8通过CAN总线连接，相互之间可以通过CAN总线10进行控制。
如图4所示，所述前置放大器7的内部设有定向耦合器一71、定向耦合器二72、单刀双掷射频开关73、单刀三掷射频开关74和低噪放75。
所述射频功放6经定向耦合器二72分别与单刀双掷射频开关73的第一掷、单刀三掷射频开关74的第一掷相连，所述单刀双掷射频开关73的刀经定向耦合器一71分别连接到探头8、单刀三掷射频开关74的第三掷，所述单刀双掷射频开关73的第二掷经低噪放75连接到单刀三掷射频开关74的第二掷，所述单刀三掷射频开关74的刀连接接收机4。
所述定向耦合器一71、定向耦合器二72均为高功率、宽带定向耦合器，可以检测核磁仪器所有调谐频率范围的信号。
如图1、2、4所示，核磁磁共振探头矢量调谐信号检测的过程，具体包括：
S1：计算机软件1通过以太网LAN11发送调谐参数和命令给主控板2，主控板2解析调谐参数和命令，并通过CAN总线10发送给前置放大器7，告知前置放大器7所需要调谐的通道、中心频率、点数以及带宽，前置放大器7根据通道命令切换对应的前放通道的开关至指定的工作模式；
a.测量发射基准信号时，为了测量发射信号的全反射信号，单刀三掷射频开关74选通定向耦合器二72输入，单刀双掷射频开关73选通低噪放75连接，使射频功放6输入前置放大器7的信号处于无负载状态，输入的信号将被全反射，全反射的信号被定向耦合器二72检测并送入接收机4进行检测，在这种条件下，可以保证测得发射信号的全反射信号与探头的端口调谐状态无关。
b.测量探头调谐状态时，单刀三掷射频开关74选通定向耦合器一71的输入，单刀双掷射频开关73选通定向耦合器二72的输入，使射频功放6输入的信号被正常传送到探头8。
c.在进行校准时，单刀三掷射频开关74选通定向耦合器一71的输入，单刀双掷射频开关73选通定向耦合器二72的输入，探头8被更换为校准件，使射频功放6输入的信号被正常传送到校准件。
S2：当前置放大器7检测到接收门控信号12有效后，立即通过CAN总线10控制频率源5根据设定的频率范围、频率间隔和点数按相等的时间间隔逐点改变输出信号的频率，频率源输出的信号通过发射机3、射频功放6、前置放大器7输出到探头8；
S3：测量探头调谐状态时，频率在不断改变的发射信号输出到探头8的射频线圈，当发射信号频率与探头的射频线圈的谐振频率相同时发射信号被完全发射，当发射信号频率偏移探头射频线圈的谐振频率时，一部分信号被反射，偏离越远，反射越大。
S4：接收门控信号12有效时，前置放大器7内定向耦合器一71或定向耦合器二72检测的反射信号输出到接收机4；
S5：接收门控信号12有效时，接收机4通过高速ADC持续地将反射信号经转换为正交的数字信号，该数字信号由接收机4通过以太网LAN11传送到计算机软件1；
调谐发射信号由发射机输出，探头反射的信号被接收机接收，信号传输的链路和传递函数如图3所示。将系统中的频率源、射频功放、前置放大器等均用线性传递函数表示，探头反射系数Γs可表示为：
Figure BDA0002176651740000061
式中：
ΓS——探头反射系数；
A1——定向耦合器二检测的发射基准信号强度；
B1——定向耦合器一检测的探头反射信号强度；
K——发射射频信号的幅度规一化常数；
C2——接收反射信号的幅度；
Figure BDA0002176651740000062
——发射射频信号的相位；
Figure BDA0002176651740000063
——定向耦合器二的检测相位偏移；
Figure BDA0002176651740000064
——接收反射信号的相位；
Figure BDA0002176651740000065
——探头的反射信号相位偏移；
Figure BDA0002176651740000066
——发射射频信号的转换相位。
从上式中可以看出，由于调谐时频率源、发射机、射频功放、前置放大器、接收机等器件的功率、增益、相位偏移等参数是确定的，探头反射系数的幅度是确定值，幅度值可以通过第一次扫描时测量发射基准信号确定，探头反射系数的相位只与发射射频信号的转换相位、反射信号相位的差值相关。
S8：频率源5输出指定的频率范围内所有的频率点，接收机4完成对所有频率点的发射信号和反射信号的接收，完成一个周期的扫描。
由于频率源5输出的每一个频率点均持续一定的时间，在频率稳定的时间段内，接收机4所接收到的数据的幅度和相位相同；
当频率源5输出的频率改变后，由于探头8的反射率改变，接收机4所接收到的数据的相位随发射频率的改变而改变；
在频率源5输出的频率改变的过程中，接收机4所接收到的数据的幅度和相位为无效数据。
前置放大器7处于测量发射基准信号状态时，当频率源5和接收机4扫描完成第一个周期后，计算机软件1获得指定频率范围内所有频率点的发射信号的全反射信号；
前置放大器7处于测量探头调谐状态时，计算机软件1获得指定探头在指定频率范围内所有频率点的反射信号的数据，数据呈现为分段的、段之间阶跃变化、段内平坦、分段数量与指定频率点数相同的特性。
对探头的调谐状态进行测量前对系统进行校准的测量方法：
S11：计算机软件1指定校准的频率范围，将频率范围参数发送到前置放大器7，并设定核磁共振仪器的发射功率和接收增益；
S12：前置放大器7将内部开关置于发射基准测量模式；
S13：计算机软件1执行一个完整周期的扫描，并记录扫描获取的发射基准信号数据；
S14：计算机软件1对所获得的发射基准信号测量数据进行提取，舍弃分段阶跃附近的数据，在每一个平坦的数据段内取一个数据点，将所有提取数据记为
Figure BDA0002176651740000071
并记录每个数据点所在分段的频率值；
S15：前置放大器将内部开关置于调谐检测模式；
S16：将探头8分别更换为负载标准件Load、短路标准件short和开路标准件Open；
S17：针对每一种标准件，计算机软件1一个完整周期的扫描，并记录扫描获取的探头反射信号数据；
S18：计算机软件1对每一种标准件所获得的探头反射信号测量数据进行提取，舍弃分段阶跃附近的数据，在每一个平坦的数据段内取一个数据点，将所有提取数据为
Figure BDA0002176651740000072
并记录每个数据点所在分段的频率值；
S19：计算机软件1计算负载标准件Load、短路标准件short和开路标准件Open的校准数据：
对每一种校准件，用其反射测量数据除以发射基准信号数据，并记为对应校准件的校准数据S11m：
Figure BDA0002176651740000081
所测量的校准数据可表示为各个误差的表达式：
Figure BDA0002176651740000082
式中：
Ed——方向性误差；
Es——源匹配误差；
Er——反射跟踪误差；
S11m——S11测量值。
当标准件为开路标准件Open时，S11＝1，记测量并计算的校准数据S11m为A：
Figure BDA0002176651740000083
当标准件为短路标准件short时，S11＝-1，记测量并计算的校准数据S11m为B：
Figure BDA0002176651740000084
当标准件为负载标准件Load时，S11＝0，记测量并计算的校准数据S11m为C：
C＝S11m＝Ed
在具备校准数据后，测量探头调谐数据：
S21：计算机软件1指定测量的频率范围，频率范围应小于校准的频率范围，将频率范围参数发送到前置放大器7，并设定核磁共振仪器的发射功率和接收增益；
S22：前置放大器7将内部开关置于发射基准测量模式；
S23：计算机软件1执行一个完整周期的扫描，并记录扫描获取的发射基准信号数据；
S24：计算机软件1对所获得的发射基准信号测量数据进行提取，舍弃分段阶跃附近的数据，在每一个平坦的数据段内取一个数据点，将所有提取数据记为
Figure BDA0002176651740000085
并记录每个数据点所在分段的频率值；
S25：前置放大器将内部开关置于调谐检测模式；
S26：计算机软件1反复执行完整周期的扫描，并记录测量的调谐反射信号；
S27：计算机软件1对所获得的探头反射信号测量数据进行提取，舍弃分段阶跃附近的数据，在每一个平坦的数据段内取一个数据点，将所有提取数据为
Figure BDA0002176651740000091
并记录每个数据点所在分段的频率值；
S28：计算机软件1根据校准数据、发射基准数据、探头反射数据计算探头的调谐数据：
S281：用反射测量数据除以发射基准信号数据，并记为测量数据S11m：
Figure BDA0002176651740000092
S282：带入校准数据，对测量数据进行校准计算，得到校准后的测量结果S11：
Figure BDA0002176651740000093
/>
S29：计算机软件1根据测量的调谐数据S11和频率范围绘制调谐曲线。
综上，本申请的核磁共振仪器矢量调谐检测装置利用磁共振仪器现有的射频收发系统，在不增加外部设备的情况下实现对磁共振探头的矢量检测功能，在此基础上可实现探头快速准确地调谐，成本低，精度高。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种采用磁共振探头矢量调谐检测装置进行磁共振探头矢量调谐检测方法，所述磁共振探头矢量调谐检测装置包括计算机软件(1)，所述计算机软件(1)通过以太网LAN(11)通信连接到主控板(2)、发射机(3)和接收机(4)，所述主控板(2)通过CAN总线(10)连接到频率源(5)、前置放大器(7)和探头(8)，所述发射机(3)输出的射频发射信号依次通过射频功放(6)、前置放大器(7)输出到探头(8)，所述接收机(4)发送接收门控信号(12)给前置放大器(7)，当接收门控信号(12)有效时，所述前置放大器(7)输出反射信号(13)给接收机(4)，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1：计算机软件(1)通过以太网LAN(11)发送调谐参数和命令给主控板(2)，主控板(2)解析调谐参数和命令，并通过CAN总线(10)发送给前置放大器(7)，告知前置放大器(7)所需要调谐的通道、中心频率、点数以及带宽，前置放大器(7)根据通道命令切换对应的前放通道的开关至指定的工作模式：
a.发射基准信号测量模式：单刀三掷射频开关(74)选通定向耦合器二(72)输入，单刀双掷射频开关(73)选通低噪放(75)连接，使射频功放(6)输入前置放大器(7)的信号处于无负载状态，输入的信号将被全反射，全反射的信号被定向耦合器二(72)检测并送入接收机(4)进行检测，在这种条件下，保证测得发射信号的全反射信号与探头的端口调谐状态无关；
b.探头调谐状态测量模式：单刀三掷射频开关(74)选通定向耦合器一(71)的输入，单刀双掷射频开关(73)选通定向耦合器二(72)的输入，使射频功放(6)输入的信号被正常传送到探头(8)；
c.校准模式：单刀三掷射频开关(74)选通定向耦合器一(71)的输入，单刀双掷射频开关(73)选通定向耦合器二(72)的输入，探头(8)被更换为校准件，使射频功放(6)输入的信号被正常传送到校准件；
S2：当前置放大器(7)检测到接收门控信号(12)有效后，立即通过CAN总线(10)控制频率源(5)根据设定的频率范围、频率间隔和点数按相等的时间间隔逐点改变输出信号的频率，频率源输出的信号通过发射机(3)、射频功放(6)、前置放大器(7)输出到探头(8)；
S3：测量探头调谐状态时，频率在不断改变的发射信号输出到探头(8)的射频线圈，当发射信号频率与探头(8)的射频线圈的谐振频率相同时发射信号被完全发射，当发射信号频率偏移探头射频线圈的谐振频率时，一部分输入信号被反射，偏离越远，反射越大；
S4：接收门控信号(12)有效时，前置放大器(7)切换定向耦合器一(71)或定向耦合器二(72)检测的反射信号输出到接收机(4)；
S5：接收门控信号(12)有效时，接收机(4)通过高速ADC持续地将反射信号转换为正交的数字信号，该数字信号由接收机(4)通过以太网LAN(11)传送到计算机软件(1)；
S6：频率源(5)输出指定的频率范围内所有的频率点，接收机(4)完成对所有频率点的发射信号和反射信号的接收，完成一个周期的扫描；
其中，测量的发射和反射信号用标准件进行校准，其具体的校准步骤包括：
S11：计算机软件(1)指定校准的频率范围，将频率范围参数发送到前置放大器(7)，并设定核磁共振仪器的发射功率和接收增益；
S12：前置放大器(7)将内部开关置于发射基准测量模式；
S13：计算机软件(1)执行一个完整周期的扫描，并记录扫描获取的发射基准信号数据；
S14：计算机软件(1)对所获得的发射基准信号测量数据进行提取，舍弃分段阶跃附近的数据，在每一个平坦的数据段内取一个数据点，将所有提取数据记为
Figure FDA0004166845540000021
并记录每个数据点所在分段的频率值；
S15：前置放大器将内部开关置于调谐检测模式；
S16：将探头(8)分别更换为负载标准件Load、短路标准件short和开路标准件Open；
S17：针对每一种标准件，计算机软件(1)一个完整周期的扫描，并记录扫描获取的探头反射信号数据；
S18：计算机软件(1)对每一种标准件所获得的探头反射信号测量数据进行提取，舍弃分段阶跃附近的数据，在每一个平坦的数据段内取一个数据点，将所有提取数据为
Figure FDA0004166845540000022
并记录每个数据点所在分段的频率值；
S19：计算机软件(1)分别计算负载标准件Load、短路标准件short和开路标准件Open对应的校准数据。
2.根据权利要求1所述的一种磁共振探头矢量调谐检测方法，其特征在于，由于频率源(5)输出的每一个频率点均持续一定的时间，在频率稳定的时间段内，接收机(4)所接收到的数据的幅度和相位相同；
当频率源(5)输出的频率改变后，由于探头(8)的反射率改变，接收机(4)所接收到的数据的幅度和相位随发射频率的改变而改变；
在频率源(5)输出的频率改变的过程中，接收机(4)所接收到的数据的幅度和相位为无效数据。
3.根据权利要求1所述的一种磁共振探头矢量调谐检测方法，其特征在于，前置放大器处于测量发射基准信号状态时，当频率源(5)和接收机(4)扫描完成第一个周期后，计算机软件(1)获得指定频率范围内所有频率点的发射信号的全反射信号；
前置放大器处于探头调谐测量状态时，计算机软件(1)获得指定探头在指定频率范围内所有频率点的反射信号的数据，数据呈现为分段的、段之间阶跃变化、段内平坦、分段数量与指定频率点数相同的特性。
4.根据权利要求1所述的一种磁共振探头矢量调谐检测方法，其特征在于，计算机软件(1)根据采集并校准后的数据计算指定频率范围内的幅度曲线和矢量Smith曲线图，其具体步骤包括：
S21：计算机软件(1)指定测量的频率范围，频率范围应小于校准的频率范围，将频率范围参数发送到前置放大器(7)，并设定核磁共振仪器的发射功率和接收增益；
S22：前置放大器(7)将内部开关置于发射基准测量模式；
S23：计算机软件(1)执行一个完整周期的扫描，并记录扫描获取的发射基准信号数据；
S24：计算机软件(1)对所获得的发射基准信号测量数据进行提取，舍弃分段阶跃附近的数据，在每一个平坦的数据段内取一个数据点，将所有提取数据记为
Figure FDA0004166845540000031
并记录每个数据点所在分段的频率值；
S25：前置放大器(7)将内部开关置于调谐检测模式；
S26：计算机软件(1)反复执行完整周期的扫描，并记录测量的调谐反射信号；
S27：计算机软件(1)对所获得的探头反射信号测量数据进行提取，舍弃分段阶跃附近的数据，在每一个平坦的数据段内取一个数据点，将所有提取数据为
Figure FDA0004166845540000032
并记录每个数据点所在分段的频率值；
S28：计算机软件(1)根据校准数据、发射基准数据、探头反射数据计算探头的调谐数据；
S29：计算机软件(1)根据调谐数据和频率范围绘制幅度曲线和矢量Smith曲线图。
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