CN113189425A - 一种射频功率放大器可靠性测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种射频功率放大器可靠性测试系统及方法，其系统包括：射频功率放大器，所述射频功率放大器连接有电网；射频信号发生器，与所述射频功率放大器连接，用于向所述射频功率放大器输入射频小信号，所述射频功率放大器通过所述射频小信号和电网能量输出射频大功率信号；模拟负载，与所述射频功率放大器连接，用于接收所述射频大功率信号；智能终端，与所述射频功率放大器连接，用于向所述射频功率放大器发送控制指令，以及检测所述射频功率放大器的射频增益。该方案能够测试射频功率放大器射频增益和输出稳定性，从而保证大型医学影像设备能够正常运行。

Description

一种射频功率放大器可靠性测试系统及方法

技术领域

本发明涉及射频功率放大器技术领域，尤指一种射频功率放大器可靠性测试系统及方法。

背景技术

大型医学影像设备，如磁共振成像(MRI)、CT、PETCT等，是利用生物体磁性核在磁场中的共振特性进行成像的影像技术，它具有无电离辐射、无损伤、高分辨率、高对比度、多参数成像以及任意方向截面成像等特点，在医疗成像领域得到了广泛应用。射频功率放大器(RFPA)是大型医学影像设备的重要组成部分，用于输出足够大的射频输出功率。

由于大型医学影像设备结构复杂，涉及众多学科，其可靠性问题十分复杂，现有的从事相关可靠性研究的机构较少，且相关企业的整体规模也不大，可靠性研究乏力，而医学影像设备的可靠性又十分重要。因此，需要一种能够测试射频功率放大器射频增益和输出稳定性的测试系统，以保证大型医学影像设备的正常运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种射频功率放大器可靠性测试系统及方法，该方案能够测试射频功率放大器射频增益和输出稳定性，从而保证大型医学影像设备能够正常运行。

本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种射频功率放大器可靠性测试系统,包括：

射频功率放大器，所述射频功率放大器连接有电网；

射频信号发生器，与所述射频功率放大器连接，用于向所述射频功率放大器输入射频小信号，所述射频功率放大器通过所述射频小信号和电网能量输出射频大功率信号；

模拟负载，与所述射频功率放大器连接，用于接收所述射频大功率信号；

智能终端，与所述射频功率放大器连接，用于向所述射频功率放大器发送控制指令，以及检测所述射频功率放大器的射频增益。

通过将射频功率放大器与电网、射频信号发生器连接，使得在智能终端的控制下，射频功率放大器能够通过射频小信号和电网能量向模拟负载输出射频大功率信号，再通过智能终端检测所述射频功率放大器的实际输出，便能获得射频功率放大器的射频增益和输出稳定性，从而保证大型医学影像设备能够正常运行。

具体的，射频功率放大器(RFPA)在磁共振系统中用于驱动射频发射线圈，产生特定中心频率、带宽、幅度和相位的电流，在成像空间内产生圆极化或椭圆极化的射频发射场，从而激励共振频率范围内的氢核产生NMR(核磁共振)信号。

进一步地，所述射频功率放大器上设置有射频输出接口，所述模拟负载通过射频开关与所述射频输出接口连接。

进一步地，还包括：函数发生器，与所述射频功率放大器连接，用于向所述射频功率放大器输入预设波形；

所述射频开关和所述射频输出接口之间还设置有耦合器，

所述函数发生器通过频谱仪与所述耦合器连接。

具体的，通过设置函数信号发生器，能够向射频功率放大器输入预设波形；通过设置耦合器，能够实现功率的分配；通过设置频谱仪，能够进行信号参数的测量。

进一步地，所述智能终端通过数据采集卡与所述射频开关连接。

通过设置数据采集卡，能够便于智能终端实时采集射频功率放大器的实际输出，以便计算射频功率放大器的射频增益。

进一步地，所述模拟负载包括大功率匹配负载和大功率失配负载，所述大功率匹配负载和所述大功率失配负载均与所述射频开关连接。

进一步地，所述射频功率放大器上设置有电源接口和控制接口，

所述电网通过所述电源接口与所述射频功率放大器连接，

所述智能终端通过数据线与所述控制接口连接，用于配置所述射频功率放大器的参数；

所述智能终端还与所述射频信号发生器、所述函数发生器和所述频谱仪连接，用于配置所述射频信号发生器、所述函数发生器和所述频谱仪的参数。

进一步地，还包括：水冷机，所述水冷机通过进水管和出水管与所述射频功率放大器连接。

通过设置水冷机，且水冷机通过进水管和出水管与射频功率放大器连接，使得在测试时，能够通过水冷机对射频功率放大器进行冷却。

另外，本发明还提供一种射频功率放大器可靠性测试方法，包括步骤：

通过射频信号发生器向射频功率放大器输入射频小信号；

控制所述射频功率放大器根据所述射频小信号和电网能量输出射频大功率信号；

检测所述射频功率放大器的射频增益。

通过将射频功率放大器与电网、射频信号发生器连接，使得在智能终端的控制下，射频功率放大器能够通过射频小信号和电网能量向模拟负载输出射频大功率信号，再通过智能终端检测所述射频功率放大器的实际输出，便能获得射频功率放大器的射频增益和输出稳定性，从而保证大型医学影像设备能够正常运行。

进一步地，所述的通过射频信号发生器向射频功率放大器输入射频小信号之前，还包括步骤：

打开电网开关和水冷机开关；

通过函数发生器向所述射频功率放大器输入预设波形；

通过射频开关连接模拟负载和所述射频功率放大器；

在所述射频开关和所述射频输出接口之间设置耦合器，且将所述函数发生器通过频谱仪与所述耦合器连接；

配置所述射频信号发生器、所述函数发生器和所述频谱仪的参数。

具体的，通过设置函数信号发生器，能够向射频功率放大器输入预设波形；通过设置耦合器，能够实现功率的分配；通过设置频谱仪，能够进行信号参数的测量。通过智能终端配置射频信号发生器、函数发生器和频谱仪的参数，能够便于控制输出的射频大功率信号。

进一步地，所述检测所述射频功率放大器的射频增益之后，还包括步骤：

保存检测数据；

更改所述射频信号发生器、所述函数发生器和所述频谱仪的参数的配置参数，重复进行测试，或在程序报错时，重复进行测试。

根据本发明提供的一种射频功率放大器可靠性测试系统及方法，通过将射频功率放大器与电网、射频信号发生器连接，使得在智能终端的控制下，射频功率放大器能够通过射频小信号和电网能量向模拟负载输出射频大功率信号，再通过智能终端检测所述射频功率放大器的实际输出，便能获得射频功率放大器的射频增益和输出稳定性，从而保证大型医学影像设备能够正常运行。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本方案的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明实施例的整体结构示意图；

图2是本发明实施例的参数配置界面示意图；

图3是本发明实施例的流程示意图。

图中标号：1-射频功率放大器；11-射频输出接口；12-电源接口；13-控制接口；2-射频信号发生器；3-智能终端；4-射频开关；5-大功率匹配负载；6-大功率失配负载；7-函数发生器；8-耦合器；9-频谱仪；10-数据采集卡；14-水冷机。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

实施例1

本发明的一个实施例，如图1所示，本发明提供一种射频功率放大器可靠性测试系统,包括射频功率放大器1、射频信号发生器2、模拟负载和智能终端3。

射频功率放大器1连接有电网，具体的，射频功率放大器1(RFPA)在磁共振系统中用于驱动射频发射线圈，产生特定中心频率、带宽、幅度和相位的电流，在成像空间内产生圆极化或椭圆极化的射频发射场，从而激励共振频率范围内的氢核产生NMR(核磁共振)信号。

射频信号发生器2与射频功率放大器1连接，用于向射频功率放大器1输入射频小信号，射频功率放大器1通过射频小信号和电网能量输出射频大功率信号。

模拟负载与射频功率放大器1连接，用于接收射频大功率信号；智能终端3，如PC端与射频功率放大器1连接，用于向射频功率放大器1发送控制指令，以及检测射频功率放大器1的射频增益。

通过将射频功率放大器1与电网、射频信号发生器2连接，使得在智能终端3的控制下，射频功率放大器1能够通过射频小信号和电网能量向模拟负载输出射频大功率信号，再通过智能终端3检测射频功率放大器1的实际输出，便能获得射频功率放大器1的射频增益和输出稳定性，从而保证大型医学影像设备能够正常运行。

实施例2

本发明的一个实施例，如图1所示，在实施例1的基础上，射频功率放大器1上设置有射频输出接口11，模拟负载通过射频开关4与射频输出接口11连接。

优选的，在本实施例中，模拟负载包括大功率匹配负载5和大功率失配负载6，大功率匹配负载5和大功率失配负载6均与射频开关4连接。

优选的，本发明提供得射频功率放大器可靠性测试系统还包括函数发生器7，函数发生器7与射频功率放大器1连接，用于向射频功率放大器1输入预设波形。

射频开关4和射频输出接口11之间还设置有耦合器8，函数发生器7通过频谱仪9与耦合器8连接。

具体的，通过设置函数信号发生器7，能够向射频功率放大器1输入预设波形；通过设置耦合器8，能够实现功率的分配；通过设置频谱仪9，能够进行信号参数的测量。

优选的，智能终端3通过数据采集卡10与射频开关4连接。

通过设置数据采集卡10，能够便于智能终端3实时采集射频功率放大器1的实际输出，以便计算射频功率放大器1的射频增益。

实施例3

本发明的一个实施例，如图1所示，在实施例2的基础上，射频功率放大器1上设置有电源接口12和控制接口13。

电网通过电源接口12与射频功率放大器1连接，智能终端3通过数据线与控制接口13连接，用于配置射频功率放大器1的参数。

智能终端3还与射频信号发生器2、函数发生器7和频谱仪9连接，用于配置射频信号发生器2、函数发生器7和频谱仪9的参数。具体的，如图2所示，智能终端的上设置有参数配置界面，通过参数配置界面进行射频功率放大器1、射频信号发生器2、函数发生器7、频谱仪9的参数配置。

优选的，本发明提供得射频功率放大器可靠性测试系统还包括水冷机14，水冷机14通过进水管和出水管与射频功率放大器1连接。

通过设置水冷机14，且水冷机14通过进水管和出水管与射频功率放大器1连接，使得在测试时，能够通过水冷机14对射频功率放大器1进行冷却。

实施例4

本发明的一个实施例，如图3所示，本发明还提供一种射频功率放大器可靠性测试方法，包括步骤：

S1、通过射频信号发生器向射频功率放大器输入射频小信号。

射频功率放大器1连接有电网，具体的，射频功率放大器1(RFPA)在磁共振系统中用于驱动射频发射线圈，产生特定中心频率、带宽、幅度和相位的电流，在成像空间内产生圆极化或椭圆极化的射频发射场，从而激励共振频率范围内的氢核产生NMR(核磁共振)信号。

S2、控制射频功率放大器根据射频小信号和电网能量输出射频大功率信号。

S3、检测射频功率放大器的射频增益。

通过将射频功率放大器与电网、射频信号发生器连接，使得在智能终端的控制下，射频功率放大器能够通过射频小信号和电网能量向模拟负载输出射频大功率信号，再通过智能终端检测射频功率放大器的实际输出，便能获得射频功率放大器的射频增益和输出稳定性，从而保证大型医学影像设备能够正常运行。

实施例5

本发明的一个实施例，在实施例4的基础上，通过射频信号发生器向射频功率放大器输入射频小信号之前，还包括步骤：

S01、打开电网开关和水冷机开关。

具体的，水冷机11通过进水管和出水管与射频功率放大器1连接，通过设置水冷机11，能够在测试时，对射频功率放大器1进行冷却。

S02、通过函数发生器向射频功率放大器输入预设波形。

S03、通过射频开关连接模拟负载和射频功率放大器。

S04、在射频开关和射频输出接口之间设置耦合器，且将函数发生器通过频谱仪与耦合器连接。

S05、配置射频信号发生器、函数发生器和频谱仪的参数。

具体的，通过设置函数信号发生器，能够向射频功率放大器输入预设波形；通过设置耦合器，能够实现功率的分配；通过设置频谱仪，能够进行信号参数的测量。通过智能终端配置射频信号发生器、函数发生器和频谱仪的参数，能够便于控制输出的射频大功率信号。

优选的，检测射频功率放大器的射频增益之后，还包括步骤：

S4、保存检测数据。

S5、更改射频信号发生器、函数发生器和频谱仪的参数的配置参数，重复进行测试，或在程序报错时，重复进行测试。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种射频功率放大器可靠性测试系统，其特征在于，包括：

射频功率放大器，所述射频功率放大器连接有电网；

射频信号发生器，与所述射频功率放大器连接，用于向所述射频功率放大器输入射频小信号，所述射频功率放大器通过所述射频小信号和电网能量输出射频大功率信号；

模拟负载，与所述射频功率放大器连接，用于接收所述射频大功率信号；

智能终端，与所述射频功率放大器连接，用于向所述射频功率放大器发送控制指令，以及检测所述射频功率放大器的射频增益。

2.根据权利要求1所述的一种射频功率放大器可靠性测试系统，其特征在于：所述射频功率放大器上设置有射频输出接口，所述模拟负载通过射频开关与所述射频输出接口连接。

3.根据权利要求2所述的一种射频功率放大器可靠性测试系统，其特征在于，还包括：函数发生器，与所述射频功率放大器连接，用于向所述射频功率放大器输入预设波形；

所述射频开关和所述射频输出接口之间还设置有耦合器，

所述函数发生器通过频谱仪与所述耦合器连接。

4.根据权利要求3所述的一种射频功率放大器可靠性测试系统，其特征在于：所述智能终端通过数据采集卡与所述射频开关连接。

5.根据权利要求2所述的一种射频功率放大器可靠性测试系统，其特征在于：所述模拟负载包括大功率匹配负载和大功率失配负载，所述大功率匹配负载和所述大功率失配负载均与所述射频开关连接。

6.根据权利要求3所述的一种射频功率放大器可靠性测试系统，其特征在于：所述射频功率放大器上设置有电源接口和控制接口，

所述电网通过所述电源接口与所述射频功率放大器连接，

所述智能终端通过数据线与所述控制接口连接，用于配置所述射频功率放大器的参数；

所述智能终端还与所述射频信号发生器、所述函数发生器和所述频谱仪连接，用于配置所述射频信号发生器、所述函数发生器和所述频谱仪的参数。

7.根据权利要求1-6任一所述的一种射频功率放大器可靠性测试系统，其特征在于，还包括：水冷机，所述水冷机通过进水管和出水管与所述射频功率放大器连接。

8.一种射频功率放大器可靠性测试方法，其特征在于，包括步骤：

通过射频信号发生器向射频功率放大器输入射频小信号；

控制所述射频功率放大器根据所述射频小信号和电网能量输出射频大功率信号；

检测所述射频功率放大器的射频增益。

9.根据权利要求8所述的一种射频功率放大器可靠性测试方法，其特征在于，所述的通过射频信号发生器向射频功率放大器输入射频小信号之前，还包括步骤：

打开电网开关和水冷机开关；

通过函数发生器向所述射频功率放大器输入预设波形；

通过射频开关连接模拟负载和所述射频功率放大器；

在所述射频开关和所述射频输出接口之间设置耦合器，且将所述函数发生器通过频谱仪与所述耦合器连接；

配置所述射频信号发生器、所述函数发生器和所述频谱仪的参数。

10.根据权利要求9所述的一种射频功率放大器可靠性测试方法，其特征在于，所述检测所述射频功率放大器的射频增益之后，还包括步骤：

保存检测数据；

更改所述射频信号发生器、所述函数发生器和所述频谱仪的参数的配置参数，重复进行测试，或在程序报错时，重复进行测试。

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