CN208739462U - 用于射频场的印刷电路板传输线及射频传输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于射频场的印刷电路板传输线及射频传输系统，其包括：一个或多个传输层；第一屏蔽层，包括沿着所述传输层的长度方向断续分布的多个第一屏蔽件，且隔着所述传输层相对设置；第二屏蔽层，设置于所述传输层与所述第一屏蔽层之间，包括沿着所述传输层的长度方向连续分布的第二屏蔽件；电介质层，设置于所述第一屏蔽层与所述第二屏蔽层之间、或者所述第二屏蔽层与所述传输层之间、或者相邻的所述传输层之间；利用所述第一屏蔽层的所述第一屏蔽件、所述第二屏蔽层的第二屏蔽件以及设置于所述第一屏蔽层与第二屏蔽层之间的电介质层构成λ/4巴伦。

Description

用于射频场的印刷电路板传输线及射频传输系统

技术领域

本实用新型涉及一种印刷电路板传输线的布线结构，尤其涉及一种用于磁共振成像线圈的印刷电路板传输线及射频传输系统。

背景技术

在现有的磁共振成像设备中，通常利用同轴线缆来连接设置于病床的线圈接口(socket)与远端的射频收发和控制模块。线缆用于接收来自线圈的磁共振信号，并将远端的控制信号和电力传递给线圈。通常病床上的线圈接口不止一个，因此会有很多线缆用于病床的线圈接口到远端模块之间的信号和电力传输，从而导致布线成本较高。另外，由于接收链路上的线缆较长，在系统发射射频脉冲期间，线缆的屏蔽层可能会耦合到射频电流，耦合到的射频电流会辐射电磁场，这不仅会影响发射场的性能，而且辐射的电磁场会被病人吸收而导致发热。

此外，为了抑制在线缆的屏蔽层感应的射频电流，还需要另外设置平衡不平衡转换器(巴伦)，也称为射频扼流谐振器(RF trap)，因此利用线缆和射频扼流谐振器来构成传输线连接线圈接口和射频模块的传输线。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型目的在于提供一种代替现有的同轴线缆且不需要另外设置射频扼流谐振器的印刷电路板传输线。

本实用新型的一个实施方式提供一种用于射频场的印刷电路板传输线，其包括：一个或多个传输层；第一屏蔽层，包括沿着所述传输层的长度方向断续分布的多个第一屏蔽件，且隔着所述传输层相对设置；第二屏蔽层，设置于所述传输层与所述第一屏蔽层之间，包括沿着所述传输层的长度方向连续分布的第二屏蔽件；电介质层，设置于所述第一屏蔽层与所述第二屏蔽层之间、或者所述第二屏蔽层与所述传输层之间、或者相邻的所述传输层之间；利用所述第一屏蔽层的所述第一屏蔽件、所述第二屏蔽层的第二屏蔽件以及设置于所述第一屏蔽层与第二屏蔽层之间的电介质层构成λ/4巴伦。

在上述印刷电路板传输线中，优选隔着传输层相对设置的所述第一屏蔽层相互电连接，且隔着传输层相对设置的所述第二屏蔽层相互电连接。

在上述印刷电路板传输线中，优选所述第一屏蔽件的一端通过导孔与所述第二屏蔽层电连接，所述第一屏蔽件的另一端与所述第二屏蔽层保持为开路。

在上述印刷电路板传输线中，优选根据下式来计算所述第一屏蔽层的所述第一屏蔽件的长度和/或设置于所述第一屏蔽层与第二屏蔽层之间的电介质层的有效介电常数，

θ＝2πL/λ＝90，且

其中，θ是电长度，f是传输线中射频的频率，εr是第一屏蔽层与第二屏蔽层之间的电介质层的有效介电常数，c是光速，L是第一屏蔽件的长度。

本实用新型的另一实施方式提供一种及射频传输系统，其包括上述的印刷电路板传输线。

根据本实用新型的印刷电路板传输线能够代替现有的同轴线缆且不需要另外设置射频扼流谐振器。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，附图中：

图1是本实用新型的一实施例的印刷电路板传输线的结构示意图。

其中，附图标记如下：

10、多层印刷电路板传输线；

11、第一屏蔽件；

12、第二屏蔽件；

13、传输层；

14、电介质层；

15、16、17导孔

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本实用新型进一步详细说明。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，为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。

图1示出了本实用新型的一实施例的印刷电路板传输线10的结构示意图。在本实施例中，该印刷电路板传输线10用于磁共振成像系统的射频传输系统。如图1所示，代替现有的同轴线缆，本实施例的传输线为与磁共振成像设备中的局部线圈连接的多层印刷电路板传输线10。该印刷电路板传输线10包括：例如由铜构成的金属层L₁至层L_N、和设置于各层之间的由低损耗介质材料构成的电介质层14。其中，层L₁和L_N作为第一屏蔽层，层L₂和L_N-1作为第二屏蔽层，中间层L₃到L_N-2作为传输层。

如图1所示，第一屏蔽层L₁、L_N包括多个为长度L且沿信号传输方向(+z方向)以间距W断续排布的第一屏蔽件11。第二屏蔽层L₂、L_N-1包括第二屏蔽件12，该第二屏蔽件12沿信号传输方向(+z方向)连续地覆盖整个传输层13。在本实施例中，如图1所示，第一屏蔽件 11和第二屏蔽件12分别隔着传输层13相对设置。进而，为了避免平行的第一屏蔽层和第二屏蔽层之间产生电容效应，第一屏蔽层L₁和L_N的第一屏蔽件11之间通过多个导孔15电气连接，第二屏蔽层L₂和L_N-1的第二屏蔽件12之间通过多个导孔16电气连接。此外，第一屏蔽件11的一端通过导孔17与第二屏蔽件12电气连接，而另一端断开没有任何电气连接。在本实施例中，利用第一屏蔽层L₁和L_N的长度为L的第一屏蔽件11、第二屏蔽层L₂和L_N-1的第二屏蔽件12以及电介质14构成λ/4巴伦，从而能够截断高频电流。

具体来说，利用第一屏蔽层L₁和L_N的长度为L的第一屏蔽件11、第二屏蔽层L₂和L_N-1的第二屏蔽件12以及电介质14根据下式(1)来构成λ/4巴伦，

θ＝2πL/λ且

其中，θ为电长度，f是传输线中射频的频率，εr是第一屏蔽层与第二屏蔽层之间的电介质层的有效介电常数，c是光速。

由此，当欲构造λ/4巴伦时，使电长度由此根据式1可知，对于特定的射频频率，在已知有效介电常数εr的情况下能够求得需要的第一屏蔽件11的长度L，或者在已知第一屏蔽件11的长度L的情况下能够求得需要的有效介电常数εr。

此外，根据上式可知，通过提高电介质层14的介电常数，能够减小第一屏蔽件11的长度L。层L₁和L_N上连续两段长度为L的第一屏蔽件11之间的间距W设为能够确保第一屏蔽件11的开路端完全开路。

在本实施例中，设置于各层之间的电介质层的有效介电常数均为相同，但也可不同。

根据本实施例的多层印刷电路板传输线，不需要采用以往那样的同轴线缆，且不需要另外设置复杂的射频扼流谐振器，因而结构简单并能够降低成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于射频场的印刷电路板传输线，其特征在于，包括：

一个或多个传输层；

第一屏蔽层，包括沿着所述传输层的长度方向断续分布的多个第一屏蔽件，且隔着所述传输层相对设置；

第二屏蔽层，设置于所述传输层与所述第一屏蔽层之间，包括沿着所述传输层的长度方向连续分布的第二屏蔽件；

电介质层，设置于所述第一屏蔽层与所述第二屏蔽层之间、或者所述第二屏蔽层与所述传输层之间、或者相邻的所述传输层之间；

利用所述第一屏蔽层的所述第一屏蔽件、所述第二屏蔽层的第二屏蔽件以及设置于所述第一屏蔽层与第二屏蔽层之间的电介质层构成λ/4巴伦。

2.根据权利要求1所述的印刷电路板传输线，其特征在于，

隔着传输层相对设置的所述第一屏蔽层相互电连接，且隔着传输层相对设置的所述第二屏蔽层相互电连接。

3.根据权利要求1所述的印刷电路板传输线，其特征在于，

所述第一屏蔽件的一端通过导孔与所述第二屏蔽层电连接，所述第一屏蔽件的另一端与所述第二屏蔽层保持为开路。

4.根据权利要求1所述的印刷电路板传输线，其特征在于，

根据下式来计算所述第一屏蔽层的所述第一屏蔽件的长度和/或设置于所述第一屏蔽层与第二屏蔽层之间的电介质层的有效介电常数，

θ＝2πL/λ＝90，且

其中，θ是电长度，f是传输线中射频的频率，εr是第一屏蔽层与第二屏蔽层之间的电介质层的有效介电常数，c是光速，L是第一屏蔽件的长度。

5.一种射频传输系统，其特征在于，包括：

权利要求1～4中任一项所述的印刷电路板传输线。