DE102010021978A1

DE102010021978A1 - Hochfrequenzsendevorrichtung für Magnetresonanztomographen

Info

Publication number: DE102010021978A1
Application number: DE201010021978
Authority: DE
Inventors: Klaus Solbach
Original assignee: Universitaet Duisburg Essen
Current assignee: Universitaet Duisburg Essen
Priority date: 2010-05-10
Filing date: 2010-05-25
Publication date: 2011-11-10

Abstract

Eine Hochfrequenzsendevorrichtung für einen Magnetresonanztomographen, ein Magnetresonanztomograph und ein Hochfrequenzsendeverfahren werden vorgeschlagen, wobei ein Verstärkermodul über eine Anpasseinrichtung angepasst wird, wobei der Ausgang der Anpasseinrichtung mit dem Eingang durch eine Rückkoppelschleife synchronisierbar ist und über eine Wellenleitung mit einer Sendeeinrichtung verbunden ist, was zu einer verbesserten Leistungsanpassung, Unterdrückung von Verkopplungen und Stabilität führt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hochfrequenzsendevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, einen Magnetresonanztomographen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10 sowie ein Hochfrequenzsendeverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
Die Magnetresonanztomographie stellt seit vielen Jahren eines der zentralen bildgebenden Verfahren der Biophysik und Medizin dar. Sie basiert auf der Ausrichtung von Kernspins in einem Objekt, insbesondere einem menschlichen Körper, mittels eines starken, stationären Magnetfelds. Die Kernspins können aus ihrer Ausrichtung abgelenkt bzw. in ihrer Ausrichtung beeinflusst werden, indem ihnen Energie bei einer bestimmten, von einem äußeren Magnetfeld abhängigen Resonanzfrequenz, der sogenannten Larmor-Frequenz, zugeführt wird.
Die Anregung von Kernspins erfolgt durch Zuführung von Energie, insbesondere durch ein elektrisches, magnetisches oder elektromagnetisches, vorzugsweise hochfrequentes Signal 1, nachfolgend ”Hochfrequenzsignal” genannt. Das Hochfrequenzsignal kann auch ein magnetisches und/oder (Hochfrequenz-)Wechselfeld sein, das auch B1-Feld genannt wird, oder ein entsprechender Puls sein.
Zur Anregung von Kernspins wird das Hochfrequenzsignal über eine oder vorzugsweise mehrere Sendeeinrichtungen an das zu untersuchende Objekt ausgesendet. Der Einsatz mehrerer Sendeeinrichtungen in einem Magnetresonanztomographen ermöglicht eine genauere, kontrastreichere oder ausgewogenere Erzeugung eines entsprechenden Bilds.
Mit einer zunehmenden Anzahl von Sendeeinrichtungen geht ein verringerter Abstand zwischen diesen und eine zunehmende Verkopplung der Sendeeinrichtungen untereinander einher. Solche Verkopplungen sind nachteilig für die Bildqualität. Daher gilt es diese zu reduzieren und/oder zu kompensieren.
Die US 2007/0262775 A1 betrifft eine Hochfrequenzsendevorrichtung zur Ansteuerung einzelner Spulenelemente in einer Sendematrix durch einen die Spulenelemente entkoppelnden Schaltkreis. Es wird vorgeschlagen, einen Verstärkerausgang durch ein Anpassnetzwerk derart anzupassen, dass der Ausgang des Anpassnetzwerks eine hohe Impedanz aufweist. Das anzusteuernde Spulenelement wird durch eine Kapazität derart ergänzt, dass dieses bei der Larmor-Frequenz einen Serienschwingkreis bildet. Dieser Serienschwingkreis ist mit dem Ausgang des Anpassnetzwerks verbunden. Durch die hohe Ausgangsimpedanz des Anpassnetzwerks sollen von außen in das Spulenelement eingekoppelte Störungen bzw. Ströme unterdrückt werden.
Bei dem beschriebenen Ansatz arbeitet der Verstärkerausgang nicht auf eine niederohmige Last, was zu Nachteilen in Bezug auf die Kontrolle des Spulenstroms insbesondere bei Verstimmung der Spulen führt. Eine solche Verstimmung wird in einem Magnetresonanztomographen durch das zu untersuchende Objekt bei jeder Anwendung in unterschiedlicher Weise verursacht.
Die US 2007/0222449 A1 betrifft einen Ausgangsverstärker für Sendeelemente in Anlagen für die Magnetresonanzspektroskopie. Eine Rückkoppelschleife wird verwendet, um den Strom in den Sendeelementen aktiv zu regeln und durch diese Maßnahme Effekte durch die Verkopplung von Sendeelementen zu kompensieren.
Als Steuergröße wird der Stromfluss direkt am Sendeelement bestimmt. Bei Verzögerungen durch typische Leitungslängen und durch die Schaltung ist das vorgestellte Konzept jedoch in seiner Bandbreite sehr begrenzt und neigt zu Stabilitätsproblemen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochfrequenzsendevorrichtung, einen Magnetresonanztomographen mit einer solchen Hochfrequenzsendevorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Hochfrequenzsendevorrichtung anzugeben, mit denen die Leistungsabgabe verbessert sowie der Einfluss von Verkopplungen unter den Sendeelementen und die Neigung zu Stabilitätsproblemen verringert werden können.
Die obige Aufgabe wird durch eine Hochfrequenzsendevorrichtung gemäß Anspruch 1, durch einen Magnetresonanztomographen gemäß Anspruch 10 oder durch ein Hochfrequenzsendeverfahren gemäß Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Grundidee der vorliegenden Erfindung betrifft eine Hochfrequenzsendevorrichtung, wobei ein Verstärkerausgang über eine Anpasseinrichtung an eine Wellenleitung angepasst wird. Diese Wellenleitung stellt eine Verbindung zu einem Sendeelement her. Am Ausgang der Anpasseinrichtung wird ein angepasstes Hochfrequenzsignal abgegriffen und einer Regelschleife derart zugeführt, dass das angepasste Hochfrequenzsignal mit dem am Eingang anliegenden Hochfrequenzsignal in Bezug auf die Phase und/oder Amplitude synchronisiert ist.
Durch diesen Regelmechanismus wird aktiv eine sehr geringe Ausgangsimpedanz der Anpasseinrichtung erzeugt. Dieses geringe Impedanzniveau wird durch die Wellenleitung derart transformiert, dass die Ausgangsimpedanz dieser groß und dem einer Stromquelle ähnlich ist, was in das Sendelement eingekoppelte Störungen wirkungsvoll unterdrückt.
Durch das Anpassnetzwerk und die Wellenleitung ist es möglich, gleichzeitig die Leistungsübertragung zu optimieren. Der Abgriff des Abgriffssignals zur Regelung erfolgt bereits am oder in der Nähe des Ausgangs der Anpasseinrichtung, wodurch lange Wege und mögliche Stabilitätsprobleme wirksam vermeiden werden können.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Hochfrequenzsendevorrichtung mit einem Modulator zur Modulation eines Hochfrequenzsignals mit einem Modulationssignal. Hierdurch kann insbesondere die Phase beeinflusst oder geregelt werden. Ein Verstärker zur Verstärkung des modulierten Hochfrequenzsignals ist vorgesehen, insbesondere um eine ausreichende Leistung für die Sendeeinrichtung zur Verfügung zu stellen.
Zudem sind eine Anpasseinrichtung zur Anpassung eines Verstärkerausgangs an eine Wellenleitung zur Ansteuerung einer Sendeeinrichtung, eine Signalkoppeleinrichtung zum Abgriff des modulierten Hochfrequenzsignals als Abgriffsignal und, vorzugsweise, ein Demodulator zur Demodulation des Abgriffsignals zur Erzeugung des Modulationssignals vorgesehen. Vorschlagsgemäß ist der Ausgang der Anpasseinrichtung über eine Wellenleitung mit der Sendeeinrichtung verbunden und die Signalkoppeleinrichtung ist mit dem Ausgang der Anpasseinrichtung verbunden oder bildet diese.
Vorzugsweise wird durch die Signalkoppeleinrichtung, den Demodulator und den Modulator ein Regelkreis derart gebildet, dass die Phasenlage des angepassten Hochfrequenzsignals, also des am Ausgang der Anpasseinrichtung, am Eingang der Signalkoppeleinrichtung und/oder am Eingang der Welleinleitung anliegenden Hochfrequenzsignals, auf die Phase und/oder Amplitude, vorzugsweise sowohl auf die Phase als auch auf die Amplitude des Hochfrequenzsignals am Eingang der Hochfrequenzsendevorrichtung synchronisiert wird.
Vorzugsweise ist also das Abgriffsignal mit dem Hochfrequenzsignal synchronisierbar und/oder eine Beeinflussung der Sendevorrichtung von außen, insbesondere durch Einkoppeln in die Sendeeinrichtung unterdrückbar oder ausregelbar. Insbesondere kann hierdurch am Ausgang der Anpasseinrichtung ein niederohmiges Verhalten oder ein Verhalten, das dem einer Spannungsquelle ähnelt, erzeugt werden.
Vorzugsweise sind der Modulator und/oder der Demodulator zur gleichzeitigen Verarbeitung von Inphase- und Quadraturphasesignalen ausgebildet. Hierzu kann bzw. können der Modulator und/oder der Demodulator insbesondere zwei Multiplikatoren und/oder Phasenschieber und/oder Verstärker mit einstellbarer Verstärkung aufweisen. Auf diese Weise kann besonders einfach und effektiv mit nur wenigen Komponenten ein Regelkreis aufgebaut werden.
Der Verstärker weist vorzugsweise mindestens eine Verstärkerstufe auf. Die, insbesondere letzte oder den Ausgang des Verstärkers bildende, Verstärkerstufe weist vorzugsweise MOSFETs auf oder ist mit solchen gebildet. Es können alternativ oder zusätzlich auch Bipolartransistoren oder sonstige Bauelemente wie MESFETs, HEMTs o. dgl. eingesetzt werden. Aus diesen kann eine symmetrische und/oder push-pull-Konfiguration erzeugt werden. Eine derartige Ausgestaltung der Endstufe des Verstärkers ist vorteilhaft für eine effiziente Leistungsabgabe.
Die Anpasseinrichtung weist vorzugsweise eine erste Induktivität, eine Anpassleitung und/oder eine zweite Induktivität auf. Die erste Induktivität kann mit einem Ausgang des Verstärkers verbunden sein und zumindest im Wesentlichen bei einer über die Sendeeinrichtung zu sendenden Frequenz oder Larmor-Frequenz mit den durch den Verstärkerausgang hervorgerufenen Kapazitäten resonieren oder in ihrer Dimensionierung hierzu ausgelegt sein.
Die Anpassleitung ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie eine Ausgangsimpedanz aufweist, die zumindest im Wesentlichen der Wellenimpedanz der Wellenleitung entspricht. Hierdurch kann mit einem geringen Aufwand die Leistungsübertragung verbessert werden.
Eine zweite Induktivität kann derart ausgeführt sein, dass sie bei einer über die Sendeeinrichtung zu sendenden Frequenz oder Larmor-Frequenz mit einer durch die Wellenleitung in Verbindung mit der Sendeeinrichtung hervorgerufenen kapazitiven Eingangsimpedanz resoniert. Eine induktive Wirkung der Sendeeinrichtung kann also über die Wellenleitung transformiert zu einem kapazitiven Eingangsverhalten dieser führen und die zweite Induktivität kann vorzugsweise derart ausgelegt oder dimensioniert werden, dass die zweite Induktivität mit dem kapazitiven Verhalten des Wellenleitungs-Eingangs einen Schwingkreis mit einer Resonanzfrequenz etwa bei der oben genannten Frequenz bildet. Auch durch diese Maßnahme kann die Leistungsübertragung vom Verstärker zur Sendeeinrichtung verbessert werden.
Die zweite Induktivität kann der Anpasseinrichtung zugeordnet sein und insbesondere mit dieser eine Baugruppe bilden. Sie kann jedoch auch separat ausgeführt und sowohl der Anpasseinrichtung als auch der Wellenleitung zugeordnet sein.
Im Folgenden werden Angaben zu Längen von Anpass- und Wellenleitungen entsprechend einer Phasendrehung in Grad angegeben. Dies ist so zu verstehen, dass eine Leitung bei einer Länge, beispielsweise von 360°, eine Phasendrehung um diesen Betrag verursacht. Eine Länge von 180° entspricht hierbei einer halben Wellenlänge und 360° entspricht einer Wellenlänge. Eine Leitung mit einer Länge, die einer Phasendrehung von 90° entspricht, ist folglich eine λ/4-Leitung, besonders bevorzugt in Bezug auf eine zu sendende Frequenz.
Vorzugsweise ergibt sich die Wellenlänge und infolgedessen auch die Phasendrehung und die (elektrische) Länge von Leitungen aus der Frequenz des Hochfrequenzsignals, der über die Sendeeinrichtung 11 zu sendenden und/oder der Larmor-Frequenz.
Die Welleleitung und/oder die Anpassleitung kann bzw. können beispielsweise als Mikrostreifenleitung, Koaxialleitung, symmetrische oder asymmetrische Wellenleitung, Schlitzleitung oder dergleichen ausgeführt sein oder solche bilden.
In Untersuchungen hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Wellenleitung eine Länge aufweist, die einer Phasendrehung von zumindest im Wesentlichen 90° oder einem ungradzahlig Vielfachen hiervon entspricht. Dies ermöglicht insbesondere die Erzeugung einer hohen Ausgangsimpedanz der Wellenleitung und eine hiermit einhergehende Unterdrückung von Einflüssen durch Kopplung von Strömungen in die Sendeeinrichtung.
Weiter hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Anpassleitung eine Länge aufweist, die einer Phasendrehung von mindestens 45°, vorzugsweise mindestens 50°, insbesondere mindestens 60° und/oder höchstens 135°, vorzugsweise höchstens 100° und insbesondere höchstens 80° entspricht. Auch kann zu diesen Vorzugsbereichen 180° oder ein Vielfaches hiervon addiert werden, wobei entsprechende Vorteile erreicht werden können. Zu den Vorteilen gehört eine besonders gute Anpassung des Verstärkerausgangs an die folgenden Stufen bzw. Einrichtungen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Signalkoppeleinrichtung induktiv oder transformatorisch zum Abgriff des modulierten Hochfrequenzsignals ausgestaltet. Vorzugsweise ist eine Abgriffinduktivität zum Abgriff des Abgriffsignals mit der zweiten Induktivität der Anpasseinrichtung gekoppelt.
Durch eine transformatorische bzw. induktive Kopplung kann dem Signalpfad in besonders kompakter und einfacher Weise der benötigte, in der Regel verhältnismäßig geringe Teil des an dieser Stelle anliegenden, angepassten Hochfrequenzsignals entnommen werden.
Die Signalkoppeleinrichtung ist vorzugsweise zur Spannungsauskopplung ausgebildet. Insbesondere ist die Signalkoppeleinrichtung derart ausgebildet, dass diese ein Abgriffssignal erzeugt, das zumindest im Wesentlichen dem modulierten Hochfrequenzsignal entspricht, zu diesem proportional ist oder Amplituden- und/oder Phaseninformationen des modulierten Hochfrequenzsignals aufweist.
Die Signalkoppeleinrichtung weist vorzugsweise die oben beschriebene transformatorische bzw. induktive Kopplung auf. Alternativ oder zusätzlich kann jedoch auch vorgesehen sein, dass eine kapazitive Kopplung, eine Kopplung durch einen kapazitiven Spannungsteiler, eine resistive Kopplung oder eine Kopplung durch einen kapazitiv kompensierten resistiven Spannungsteiler, vorgesehen ist.
Der Demodulator kann mit einem verzögerten Hochfrequenzsignal betrieben werden. Vorzugsweise ist der Demodulator zur Verarbeitung eines in einer Subtraktionseinrichtung aus dem Abgriffsignal und dem verzögerten Hochfrequenzsignal gebildeten Differenzsignals ausgebildet. Die Verarbeitung der Differenz aus Abgriff- und verzögertem Hochfrequenzsignal durch den Demodulator begünstig eine genaue Regelung.
Die Hochfrequenzsendevorrichtung kann eine Verzögerungseinrichtung zur Verzögerung des Hochfrequenzsignals zu dem verzögerten Hochfrequenzsignal aufweisen. Vorzugsweise lässt sich hierdurch eine Verzögerung realisieren, die zumindest im Wesentlichen einer Verzögerung des Hochfrequenzsignals durch die Hochfrequenzsendevorrichtung zwischen ihrem Eingang und der Signalkoppeleinrichtung entspricht. Hierdurch kann die Stabilität des Regelkreises, der Phasenregelung oder der Synchronisation verbessert werden.
Insbesondere kann die Verzögerung zumindest im Wesentlichen der durch den Modulator, den Verstärker und die Anpasseinrichtung in Summe hervorgerufenen Verzögerung entsprechen. Auch kann die oben beschriebene Verzögerung um 360° oder ein Vielfaches hiervon vergrößert werden, wobei die gleichen oder ähnlichen Vorteile erreichbar sind. Zu den Vorteilen gehört ein kostengünstiger Aufbau geringer Komplexität bei gleichzeitig verringerter Gefahr von Instabilitäten.
Ein weiterer, auch unabhängig realisierbarer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Magnetresonanztomographen mit einer Hochfrequenzsendevorrichtung im zuvor beschriebenen Sinne.
Ein weiterer, auch unabhängig realisierbarer Aspekt betrifft ein Hochfrequenzsendeverfahren, insbesondere zum Betreiben einer solchen Hochfrequenzsendevorrichtung.
In dem Verfahren wird ein Hochfrequenzsignal zuerst moduliert, danach verstärkt, angepasst und über eine Wellenleitung zu einer Sendeeinrichtung geleitet. Vorschlagsgemäß wird das angepasste Hochfrequenzsignal zwischen einer Anpasseinrichtung und der Wellenleitung als Abgriffsignal abgegriffen und demoduliert. Das demodulierte Abgriffsignal wird im Folgenden zur Modulation des Hochfrequenzsignals verwendet.
Vorzugsweise wird das angepasste Signal mit dem Hochfrequenzsignal synchronisiert. Auch ist es vorzugsweise möglich, eine Beeinflussung der Hochfrequenzsendevorrichtung von Außen, insbesondere durch Einkopplungen in die Sendeeinrichtung zu unterdrücken oder auszuregeln.
Insbesondere kann durch den zuvor beschriebenen Regelkreis die Amplitude des durch die Signalkoppeleinrichtung abgegriffenen Signals bzw. die Amplitude des angepassten Signals mit der des am Eingang der Hochfrequenzsendevorrichtung anliegenden Hochfrequenzsignals synchronisiert werden. Dies ist vorteilhaft für die Unterdrückung oder Ausregelung von Einkopplungen in die Sendeinrichtung.
Eine Synchronisation von Amplituden im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst nicht nur die Regelung auf gleiche Amplituden sondern auch eine Regelung auf ein zumindest im Wesentlichen definiertes Verhältnis oder Vielfaches zwischen den zu synchronisierenden Amplituden. Insbesondere kann die Amplitude oder Spannungsamplitude des angepassten Signals auch um ein Vielfaches größer sein als das am Eingang der Hochfrequenzsendevorrichtung anliegenden Signals.
Vorzugsweise wird das angepasste Hochfrequenzsignal durch die Wellenleitung um zumindest im Wesentlichen 90° in seiner Phase verschoben und vorzugsweise kann der Stromfluss besser kontrolliert werden.
Weiter kann die Modulation eine I/Q-Modulation und/oder die Demodulation eine I/Q-Demodulation sein. In vorteilhafter Weise kann hierdurch eine Regelschleife auf besonders einfache Weise realisiert werden, mit der eine Beeinflussung des Stroms durch die Sendeeinrichtung durch Kopplung, insbesondere aufgrund der räumlichen Nähe zu anderen Sendeeinrichtungen, verringert oder vermieden werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird das Hochfrequenzsignal verzögert und das Abgriffsignal mit diesem verzögerten Hochfrequenzsignal demoduliert. Hierdurch können Instabilitäten vermieden und kann ein kompakter Aufbau erreicht werden.
Das verzögerte Hochfrequenzsignal kann zusätzlich oder alternativ auch von dem Abgriffsignal, insbesondere vor seiner Demodulation subtrahiert werden.
Vorzugsweise wird das Hochfrequenzsignal um ein solches Maß verzögert, das zumindest im Wesentlichen einer durch die Verfahrensschritte Modulieren, Verstärken und Anpassen hervorgerufenen Verzögerung entspricht.
Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Es zeigt:
1 ein Blockschaltbild einer vorschlagsgemäßen Hochfrequenzsendevorrichtung gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels;
2 ein Blockschaltbild einer Verstärkermoduls;
3 einen Ausschnitt einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorschlagsgemäßen Hochfrequenzsendevorrichtung; und
4 einen schematischen Schnitt durch einen vorschlagsgemäßen Magnetresonanztomographen.
In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Teile dieselben Bezugszeichen verwendet, wobei entsprechende oder vergleichbare Vorteile erreicht werden, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen weggelassen ist.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer vorschlagsgemäßen Hochfrequenzsendevorrichtung 1, fortan auch nur Sendevorrichtung 1 genannt. Diese weist vorzugsweise ein Verstärkermodul 4, eine Anpasseinrichtung 8, eine Wellenleitung 10, eine Sendeeinrichtung 11 und/oder eine Signalkoppeleinrichtung 12 auf. Bevorzugt bilden diese, insbesondere zumindest das Verstärkermodul 4, die Anpasseinrichtung 8 und die Signalkoppeleinrichtung 12, eine Baugruppe.
Ein Hochfrequenzsignal 3, fortan auch nur Signal 3 genannt, wird auf den Eingang eines Verstärkermoduls 4 gegeben und durch dieses verstärkt.
Eine Anpasseinrichtung 8 ist mit dem Ausgang des Verstärkermoduls 4 verbunden. Die Anpasseinrichtung 8 hat insbesondere die Aufgabe, die Leistungsabgabe des Verstärkermoduls 4 zu verbessern oder zu optimieren.
Ein durch die Anpasseinrichtung 8 angepasstes Hochfrequenzsignal 13, fortan auch angepasstes Signal 13 genannt, wird über eine Wellenleitung 10 zu einer Sendeeinrichtung 11 geleitet und vorzugsweise durch diese gesendet.
Eine Signalkoppeleinrichtung 12 ist zum (teilweisen) Abgriff des angepassten Signals 13 als Abgriffsignal 14 ausgebildet. Das Abgriffsignal 14 wird dem Verstärkermodul 4 zugeführt, vorzugsweise als Regelgröße oder zur Bildung eines Regelkreises. Das Verstärkermodul 4 weist vorzugsweise Mittel zur Beeinflussung des Signals 3 auf.
Vorzugsweise ist es möglich, das angepasste Signal 13, insbesondere die Phasenlage und/oder Amplitude des angepassten Signals 13, mit dem Signal 3, insbesondere der Phasenlage und/oder Amplitude des Signals 3, zu synchronisieren. Insbesondere ist hierzu eine Verzögerung τ, die durch das Verstärkermodul 4 und die Anpasseinrichtung 8 hervorgerufen werden kann, durch den beschriebenen Regelmechanismus kompensierbar.
Im Folgenden wird die bevorzugte Funktionsweise näher erläutert.
Der Ausgang des Verstärkermoduls 4 ist mit der Anpasseinrichtung 8 verbunden, um die Leistungsabgabe des Verstärkermoduls 4 zu optimieren.
Der Ausgang des Verstärkermoduls 4 kann parasitäre Kapazitäten aufweisen, die zu einem Leistungsverlust führen. Die Anpasseinrichtung 8 kann eine erste Induktivität 19 aufweisen, die vorzugsweise mit dem Ausgang des Verstärkermoduls 4 in Verbindung steht, insbesondere elektrisch direkt mit diesem verbunden ist. Diese erste Induktivität 19 kann verwendet werden, um mit den am Ausgang des Verstärkermoduls 4 angreifenden, insbesondere den zuvor beschriebenen, parasitären Kapazitäten einen Parallelschwingkreis zu erzeugen. Der Parallelschwingkreis hat eine Resonanzfrequenz vorzugsweise bei der Frequenz des Signals 3, die insbesondere der über die Sendeeinrichtung 11 zu sendenden Frequenz oder Larmor-Frequenz entspricht. Hierdurch können Verluste durch Ableiten von Signalanteilen verringert bzw. die Leistungsabgabe des Verstärkermoduls 4 optimiert werden.
Weiter kann die Anpasseinrichtung 8 eine Anpassleitung 20 aufweisen, die vorzugsweise eingangsseitig mit dem Ausgang des Verstärkermoduls 4, vorzugsweise elektrisch oder direkt, verbunden ist. Die Anpassleitung 20 kann dazu verwendet werden, eine Ausgangsimpedanz Z₁ des Verstärkermoduls 4, insbesondere durch Leitungstransformation, derart zu ändern, dass die Leistungsübertragung verbessert oder optimiert wird. Vorzugsweise wird hierzu die elektrisch wirksame Länge der Anpassleitung 20, die insbesondere von der Geometrie, der Leitungsimpedanz und/oder der Leitungslänge abhängen kann, angepasst.
Bevorzugst wird die Anpasseinrichtung 8, insbesondere die Anpassleitung 20, derart ausgeführt, dass zwischen dem Verstärkermodul 4 und der Anpasseinrichtung 8 zumindest im Wesentlichen eine Leistungsanpassung für den Fall vorliegt, wenn die Sendeeinrichtung 11 maximal belastet ist. ”Maximal belasted” bedeutet hier insbesondere, dass sich ein Objekt 27 in der Nähe der Sendeeinrichtung 11 befindet, so dass Leistung in das Objekt abgegeben wird und sich hierdurch der größte typisch zu erwartende Realteil der Impedanz Z₅ in die Sendeeinrichtung 11 ergibt.
Die Anpassleitung 20 kann eine Länge aufweisen, die einer Phasendrehung von mehr als 45°, vorzugsweise von mehr als 50°, insbesondere von mehr als 60° und/oder weniger als 135°, vorzugsweise weniger als 100°, insbesondere weniger als 80° entspricht.
Wie bereits eingangs erläutert, sind hier Längenangaben entsprechend einer Phasendrehung in Grad angegeben. Eine Länge, die einer Phasendrehung von 90° entspricht, korrespondiert also insbesondere zu einer λ/4-Leitung.
Die Anpasseinrichtung 8 kann eine zweite Induktivität 21 aufweisen, die vorzugsweise am Ende der Anpasseinrichtung 8 oder der Anpassleitung 20 angeordnet ist oder mit einem, vorzugsweise dem Ausgang des Verstärkermoduls 4 abgewandten Ende der Anpassleitung 20 verbunden ist. Diese zweite Induktivität kann die Aufgabe erfüllen, ein kapazitives Verhalten der Eingangsimpedanz Z₃ der Wellenleitung 10 zu kompensieren, was später näher erläutert wird.
Die zweite Induktivität 21 kann auch separat ausgeführt werden und/oder der Wellenleitung 10 zugeordnet sein. Weiter ist es möglich, dass die Wellenleitung 10 und die Anpassleitung 20 einstückig ausgeführt werden, insbesondere wobei die zweite Induktivität 21 und/oder die Signalkoppeleinrichtung 12 einen Abgriff an dieser darstellen oder für diese aufweisen.
Die Anpasseinrichtung 8 wurde lediglich beispielhaft anhand einer bevorzugten Ausführungsform mit drei Elementen erläutert. Es ist jedoch auch möglich, dass die Anpasseinrichtung 8 auf sonstige Weise, insbesondere unter Verwendung von Pi- oder T-Elementen, weiteren Wellenleitungen, Kapazitäten oder Induktivitäten konstruiert wird. Auch kann die dargestellte oder sonstige Anpasseinrichtung 8 sowohl asymmetrisch als auch symmetrisch ausgeführt werden, was später anhand eines weiteren Ausführungsbeispiels aus 3 noch erläutert wird.
Die Signalkoppeleinrichtung 12 wird verwendet, um das angepasste Signal 13 als Abgriffsignal 14 abzugreifen. Hierzu kann beispielsweise ein Spannungsabgriff, wie eine induktive oder transformatorische Kopplung, kapazitive Kopplung, insbesondere über einen kapazitiven Spannungsteiler, resistive Kopplung, insbesondere durch einen, vorzugsweise kapazitiv kompensierten, resistiven Spannungsteiler, durch eine aus Tastköpfen für Oszilloskope aus dem Stand der Technik bekannte Schaltung o. dgl. verwendet werden. Es sind aber auch sonstige Formen des Abgriffs, vorzugsweise Spannungsgrifs, möglich. Besonders bevorzugt sind induktiv und/oder transformatorisch gekoppelte Abgriffe, was später noch anhand eines weiteren Ausführungsbeispiels konkreter beschrieben wird.
Das Abgriffsignal 4 wird vorzugsweise dem Verstärkermodul 4 zugeführt und zur Regelung, insbesondere Phasenregelung oder Phasensynchronisation, verwendet. Zur Synchronisation des angepassten Signals 13 mit dem Signal 3 wird besonders bevorzugt ein Verstärkermodul 4 verwendet, wie es in 2 detaillierter dargestellt ist.
Das Signal 3 wird vorzugsweise durch einen Modulator 2 in ein moduliertes Hochfrequenzsignal 7 gewandelt. Der Modulator 2 kann beispielsweise ein Mischer, Multiplikator, Phasenschieber oder dergleichen bilden oder aufweisen. Weiter ist der Modulator 2 besonders bevorzugt als I/Q-Modulator ausgebildet, kann also Inphase(I)- und Quadraturphase(Q)-Signale gemeinsam verarbeiten. Hierfür kann der Modulator 2 auch mehrere Mischer, Multiplikatoren, Phasenschieber oder dergleichen aufweisen.
Der Modulator 2 ist vorzugsweise zur Erzeugung einer veränderbaren, insbesondere steuer- oder regelbaren, Phasenverschiebung ausgebildet. Hierzu kann der Modulator 2 insbesondere durch ein Modulationssignal 5 steuerbar oder regelbar sein. Auch kann vorgesehen sein, dass der Modulator 2 eine Filtereinrichtung aufweist, um unerwünschte Signalanteile in dem modulierten Hochfrequenzsignal 7 zu vermeiden.
Das modulierte Hochfrequenzsignal 7 wird vorzugsweise in einem Verstärker 6 verstärkt. Der Verstärker 6 kann eine oder mehrere Verstärkerstufen 17 aufweisen. Vorzugsweise ist eine dem Verstärkerausgang 9 zugeordnete oder mit diesem verbundene Verstärkerstufe 17 mit einer Gegentakt- bzw. Push-Pull-Konfiguration bzw. für einen Gegentaktbetrieb ausgebildet oder mit einer Gleichtakt- bzw. Push-Push-Konfiguration bzw. für einen Gleichtaktbetrieb ausgebildet, insbesondere unter Verwendung von MOSFETs 18. Bevorzugt ist eine Gegentaktendstufe als Verstärkerstufe 17.
Insbesondere der Modulator 2 und/oder der Verstärker 6 kann bzw. können jeweils zusätzlich ein Anpassnetzwerk, einen Vorverstärker und/oder einen Ausgangstreiber aufweisen. Entsprechendes gilt für eine Subtraktionseinrichtung 25 und/oder einen Demodulator 15, auf deren Funktion im Folgenden eingegangen wird.
In dem Verstärkermodul 4 kann vorzugsweise ein verzögertes Hochfrequenzsignal 23 dazu verwendet werden, um aus dem Abgriffsignal 14 unter Verwendung der (optionalen) Subtraktionseinrichtung 25 ein Differenzsignal 24 zu bilden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Subtraktionseinrichtung 25 entfällt, wobei das Differenzsignal 24 dem Abgriffsignal 14 entsprechen kann.
Das verzögerte Hochfrequenzsignal 23 wird vorzugsweise durch eine Verzögerungseinrichtung 26 aus dem Signal 3 erzeugt, die eine Verzögerungsleitung aufweisen kann. Alternativ ist es aber auch möglich, dass das verzögerte Hochfrequenzsignal 23 separat oder unter Verwendung eines anderen Signals erzeugt wird.
Das verzögerte Signal 23 wird gemeinsam mit dem Differenzsignal 24 vorzugsweise in dem Demodulator 15 verarbeitet. Insbesondere können diese Signale durch den Demodulator 15 miteinander gemischt oder multipliziert werden. Der Demodulator 15 kann insbesondere einen Mischer, Detektor oder eine sonstige Einrichtung aufweisen oder bilden, die vorzugsweise zur Detektion oder Bestimmung einer Phasenlage verwendet werden kann. Vorzugsweise ist es also mit dem Demodulator 15 möglich, mindestens eine Eigenschaft, insbesondere die Phasenlage, des Abgriffsignals 14 zu bestimmen und/oder ein zu dieser korrespondierendes Signal oder Modulationssignal 5 zu erzeugen. Das Modulationssignal 5 kann insbesondere dazu verwendet werden, eine durch den Modulator 2 erzeugte oder hervorgerufene Phasenverschiebung zu beeinflussen, insbesondere zu steuern oder zu regeln. Das Modulationssignal 5 kann ein Basisbandsignal sein oder ein solches aufweisen.
Optional kann zusätzlich vorgesehen sein, das durch den Demodulator 15 erzeugte Signal zu filtern, insbesondere durch ein Tiefpassfilter. Auf diese Weise kann durch den Demodulator 15 ein gefiltertes Modulationssignal 5 erzeugt werden.
Der Demodulator 15 ist – wie der Modulator 2 – vorzugsweise zur Verarbeitung von I/Q-Signalen ausgebildet. ”I” bedeutet hierbei vorzugsweise ”Inphase” und ”Q” bedeutet vorzugsweise ”Quadraturphase”. Des Weiteren ist das Modulationssignal 5 vorzugsweise ein I/Q-Signal, weist einen Inphase- und Quadraturphase-Anteil auf und/oder kann unterschiedliche Informationen für einen Inphase- und für einen Quadraturphase-Anteil aufweisen.
Vorzugsweise wird der Modulator 2 mit dem Modulationssignal 5 betrieben. Insbesondere kann das Modulationssignal 5 dazu verwendet werden, mit dem Signal 3 multipliziert zu werden, das Signal 3 in seiner Phase zu verschieben oder dergleichen. Beispielsweise kann in dem Modulator 2 das Signal 3 ebenfalls in I- und Q-Anteile aufgespalten werden und diese Anteile können mit dem Modulationssignal 5 multipliziert oder durch dieses gesteuert verschoben werden.
Auch der Demodulator 15, die Subtraktionseinrichtung 25 und/oder die Verzögerungseinrichtung 26 können zur Erzeugung von I/Q-Signalen ausgestaltet sein.
Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass das Modulationssignal 5 von dem Signal 3 subtrahiert wird. Das aus dieser Subtraktion gebildete Signal kann mit dem Modulator 2 moduliert werden.
Weiter kann alternativ oder zusätzlich die Modulation unter Verwendung eines separaten Lokaloszillatorsignals und/oder die Demodulation unter Verwendung des, insbesondere verzögerten, separaten Lokaloszillatorsignals durchgeführt werden.
Die vorgesehene Regelung und insbesondere der beschriebene Aufbau des Regelmechanismus ist vorzugsweise zur Synchronisation des angepassten Signals 13 und insbesondere der Phasenlage des angepassten Signals 13 mit dem Signal 3 ausgestaltet. In vorteilhafter Weise ist es durch diese Regelung möglich, den Strom durch die Sendeeinrichtung 11 vorzugeben und mögliche, in die Sendeeinrichtung 11 von außen oder durch andere, insbesondere benachbarte Sendeeinrichtung eingekoppelte Störungen zu unterdrücken. Dies wird im Folgenden näher erläutert.
Das angepasste Signal 13 wird über die Wellenleitung 10 zu der Sendeeinrichtung 11 geleitet. Die Wellenleitung 10 hat vorzugsweise zumindest im Wesentlichen eine Länge (im zuvor erläuterten Sinne), die 90° oder einem ungeraden Vielfachen von 90° entspricht. Sie ist also vorzugsweise eine λ/4-Leitung.
Die Ausgangsimpedanz Z₂ der Anpasseinrichtung 8 ist vorzugsweise relativ gering, insbesondere aufgrund der Anpasseinrichtung 8 in Kombination mit dem beschriebenen (Phasen-)Regelmechanismus. Die Eigenschaften des Ausgangs 16 der Anpasseinrichtung 8 ähneln also denen einer Spannungsquelle.
Die Wellenleitung 10 bewirkt vorzugsweise eine Leitungs- oder Impedanztransformation. Dies führt insbesondere dazu, dass ihre Ausgangsimpedanz Z₄ relativ hoch ist und eher einer Stromquelle ähnelt. Diese Eigenschaft führt zu einer effektiven Unterdrückung von in die Sendeeinrichtung 11 eingekoppelten Störungen.
Die Sendeeinrichtung 11 kann zur (teilweisen) Kompensation der induktiven Wirkung ihrer Eingangsimpedanz Z₅ eine Serienkapazität (nicht dargestellt) aufweisen. Insbesondere kann eine Serienkapazität mit einer Sendespule oder dergleichen einen Schwingkreis bilden. Die beschriebene Serienkapazität ist jedoch optional.
Die induktive Eingangsimpedanz Z₅ der Sendeeinrichtung 11 kann durch die Wellenleitung 10 zu einer kapazitiv wirkenden Eingangsimpedanz Z₃ der Wellenleitung 10 führen. Zur weiteren Verbesserung bzw. Optimierung der Leistungsübertragung kann die Anpasseinrichtung 8, insbesondere die zweite Induktivität 21 der Anpasseinrichtung 8, derart dimensioniert bzw. ausgebildet sein, dass sie mit der kapazitiv wirkenden Eingangsimpedanz Z₃ der Welleinleitung 10 einen Parallelschwingkreis bildet, insbesondere mit einer Resonanzfrequenz bei der über die Sendeeinrichtung 11 zu sendenden Frequenz, Larmor-Frequenz oder der Frequenz des Signals 3.
In vorteilhafter Weise ist es also keine Voraussetzung, dass der induktive Anteil der Eingangsimpedanz Z₅ der Sendevorrichtung 11 durch eine Serienkapazität oder ein zusätzliches Anpassnetzwerk kompensiert wird. Im Gegenteil ermöglicht die vorschlagsgemäße Sendevorrichtung 1 eine verbesserte Leistungsübertragung und eine verbesserte Unterdrückung von in die Sendeeinrichtung 11 eingekoppelten Störungen, auch wenn die Sendeeinrichtung 11 von Außen beeinflusst wird.
So kann ein Objekt 27 im Wirkungsbereich der Sendeeinrichtung 11 diese verstimmen. Bei einem Einsatz der vorschlagsgemäßen Sendevorrichtung 1 in einem Magnetresonanztomographen 28 ist eine Verstimmung der Sendeeinrichtung 11 folglich abhängig von den Eigenschaften des zu untersuchenden Objekts 27. Eine Verstimmung der Sendeeinrichtung 11 folgt daher in der Regel bereits aus der primären Anwendung.
Die vorschlagsgemäße Sendevorrichtung 1 ist dadurch, dass sie eine exakte Abstimmung bzw. Anpassung der Sendeeinrichtung 11 nicht voraussetzt, besonders gut für diesen Einsatz geeignet. Die vorschlagsgemäße Sendevorrichtung 1 kann jedoch auch in sonstigen Bereichen und insbesondere auf dem Gebiet von Antennen mit mehreren Antennenelementen, auf dem Gebiet der Magnetresonanzspektroskopie oder dergleichen eingesetzt werden.
3 zeigt einen Ausschnitt einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der Sendevorrichtung 1. Eine Verstärkerstufe 17, die vorzugsweise die Endstufe eines Verstärkers 6 bildet, kann mit MOSFETs 18 aufgebaut sein. Die MOSFETs 18 werden vorzugsweise durch das modulierte Hochfrequenzsignal 7, vorzugsweise gegenphasig, angesteuert. Das modulierte Hochfrequenzsignal 7 kann hierbei bereits vorverstärkt sein.
Die Kapazitäten am Verstärkerausgang 9, die insbesondere durch die MOSFETs 18 hervorgerufen werden können, können durch die erste Induktivität 19, die hier insbesondere symmetrisch zwischen den im Gegentakt betriebenen Verstärkerausgängen 9 angreift, kompensiert werden.
Der auch im Weiteren vorzugsweise symmetrische Aufbau weist zwei Anpassleitungen 20 auf. Die zweite Induktivität 21 kann zur Kompensation einer Eingangskapazität in die vorzugsweise symmetrische oder differenziell ausgeführte Wellenleitung 10 verwendet werden.
Weiterhin ist eine Abgriffinduktivität 22 vorgesehen. Diese Abgriffinduktivität 22 ermöglicht durch induktive Kopplung, transformatorische Kopplung oder dergleichen einen Abgriff des oder eines Teils des angepassten Signals 13, und zwar auf besonders einfache, effektive und platzsparende Weise. Hierzu kann es vorgesehen sein, die Abgriffinduktivität 22 in räumlicher Nähe zu der zweiten Induktivität 21 zu platzieren. Die Abgriffinduktivität 22 bildet gemeinsam mit der zweiten Induktivität 21 die Signalkoppeleinrichtung 12. Somit hat die zweite Induktivität 21 insbesondere eine Doppelfunktion und kann sowohl der Anpasseinrichtung 8 als auch der Signalkoppeleinrichtung 12 zugeordnet sein.
Der in 3 dargestellte, symmetrische Aufbau ist durch seine geringe Störanfälligkeit und die verminderten Anforderungen an die einzelnen Komponenten des Verstärkers 6, insbesondere an die MOSFETs 18, besonders vorteilhaft. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die Signalkoppeleinrichtung 12 aus der Abgriffinduktivität 22 und der zweiten Induktivität 21 auch in massebezogenen Systemen einzusetzen. Insbesondere können einer der MOSFETs 18, die an ihn angeschlossene Anpassleitung 20 und die an diese Anpassleitung 20 angeschlossene (Teil-)Wellenleitung 10 entfallen und die zuvor durch die nun entfallenen Leitungen verbunden gewesenen Knoten bzw. Anschlüsse der ersten Induktivität 19, der zweiten Induktivität 21 und der Sendeeinrichtung 11 können mit Masse verbunden werden.
4 zeigt einen Schnitt durch einen vorschlagsgemäßen Magnetresonanztomographen 28 mit mindestens einer vorschlagsgemäßen Sendevorrichtung 1.
Der Magnetresonanztomograph 28 kann beispielsweise acht Sendeeinrichtungen 11 aufweisen. Diese sind, wie mit Pfeilen in 4 angedeutet, untereinander verkoppelt, auch wenn dies nicht beabsichtigt ist. Weiterhin kann das zu untersuchende Objekt 27 abhängig von seiner Lage und seinen Eigenschaften zu einer Verstimmung der Sendeeinrichtungen 11 führen. ”Verstimmung” bedeutet in diesem Zusammenhang insbesondere, dass der Realteil der Eingangsimpedanz Z₅ in die Sendeeinrichtung 11 bei Annäherung vergrößert werden kann, insbesondere wenn Energie wie beabsichtigt in das Objekt 27 eingekoppelt wird.
Der Einsatz der vorschlagsgemäßen Sendevorrichtung 1 oder ein bevorzugter Einsatz mehrerer vorschlagsgemäßer Sendevorrichtungen 1 in einem Magnetresonanztomographen 28 führt in vorteilhafter Weise gleichzeitig zur Unterdrückung von Effekten durch die Verkopplung der Sendeeinrichtungen 11, zu einer guten Anpassung und damit einer guten Leistungsabgabe und/oder zu geringen Verlusten in der/den Sendevorrichtungen 1. Gleichzeitig sind die Sendevorrichtung(en) 1 robust gegenüber einer Verstimmung oder sonstigen Beeinflussung der Sendeeinrichtung 11 durch das Objekt 27.
Bezugszeichenliste

1: (Hochfrequenz)-Sendevorrichtung
2: Modulator
3: (Hochfrequenz-)Signal
4: Verstärkermodul
5: Modulationssignal
6: Verstärker
7: moduliertes Hochfrequenzsignal
8: Anpasseinrichtung
9: Verstärkerausgang
10: Wellenleitung
11: Sendeeinrichtung
12: Signalkoppeleinrichtung
13: angepasstes Signal
14: Abgriffsignal
15: Demodulator
16: Ausgang der Anpasseinrichtung
17: Verstärkerstufe
18: MOSFET
19: erste Induktivität
20: Anpassleitung
21: zweite Induktivität
22: Abgriffinduktivität
23: verzögertes Hochfrequenzsignal
24: Differenzsignal
25: Subtraktionseinrichtung
26: Verzögerungseinrichtung
27: Objekt
28: Magnetresonanztomograph
Z₁: Ausgangsimpedanz des Verstärkermoduls
Z₂: Ausgangsimpedanz der Anpasseinrichtung
Z₃: Eingangsimpedanz der Wellenleitung
Z₄: Ausgangsimpedanz der Wellenleitung
Z₅: Eingangsimpedanz der Sendeeinrichtung
τ: Verzögerung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2007/0262775 A1 [0006]
US 2007/0222449 A1 [0008]

Claims

Hochfrequenzsendevorrichtung (1), insbesondere für einen Magnetresonanztomographen (28), mit einem Modulator (2) zur Modulation eines Hochfrequenzsignals (3) mit einem Modulationssignal (5), einem Verstärker (6) zur Verstärkung des modulierten Hochfrequenzsignals (7), einer Anpasseinrichtung (8) zur Anpassung eines Verstärkerausgangs (9) an eine Wellenleitung (10) zur Ansteuerung einer Sendeeinrichtung (11), einer Signalkoppeleinrichtung (12) zum Abgriff eines angepassten Hochfrequenzsignals (3) als Abgriffsignal (14), und einem Demodulator (15) zur Demodulation des Abgriffsignals (14) zur Erzeugung des Modulationssignals (5), dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang der Anpasseinrichtung (8) über eine Wellenleitung (10) mit der Sendeeinrichtung (11) verbunden ist und dass die Signalkoppeleinrichtung (12) mit dem Ausgang der Anpasseinrichtung (8) verbunden ist oder diesen bildet.
Hochfrequenzsendevorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgriffsignal (14) mit dem Hochfrequenzsignal (3) synchronisierbar ist und/oder eine Beeinflussung der Sendeeinrichtung (11) von Außen, insbesondere durch Einkopplung in die Sendeeinrichtung (11), unterdrückbar oder ausregelbar ist.
Hochfrequenzsendevorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulator (2) und/oder der Demodulator zur gleichzeitigen Verarbeitung von Inphase- und Quadraturphasesignalen (15) ausgeführt ist bzw. sind, insbesondere wozu der Modulator (2) und/oder der Demodulator (15) zwei Multiplikatoren oder Phasenschieber aufweist bzw. aufweisen.
Hochfrequenzsendevorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärker (6) mindestens eine Verstärkerstufe (17) aufweist, die, vorzugsweise, MOSFETs (18) aufweist, insbesondere in einer symmetrischen und/oder push-pull-Konfiguration.
Hochfrequenzsendevorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpasseinrichtung (8) aufweist: a) eine erste Induktivität (19), die mit einem Ausgang (9) des Verstärkers (6) verbunden ist, vorzugsweise wobei diese zumindest im Wesentlichen bei einer über die Sendeeinrichtung (11) zu sendenden Frequenz mit den durch den Verstärkerausgang (9) hervorgerufenen Kapazitäten resoniert, b) eine Anpassleitung (20), die mit dem Ausgang (9) des Verstärkers (6) verbunden ist, vorzugsweise wobei diese derart ausgestaltet ist, dass die an einem oder in ein dem Verstärkerausgang (9) abgewandten Ende eine Impedanz aufweisen, die zumindest im Wesentlichen der Wellenimpedanz der Wellenleitung (10) entspricht, und/oder c) eine zweite Induktivität (21), die mit einem zweiten Ende der Anpassleitung (20) verbunden ist und, vorzugsweise, derart ausgeführt ist, dass sie bei einer über die Sendeeinrichtung (11) zu sendenden Frequenz mit einer durch die Wellenleitung (10) in Verbindung mit der Sendeeinrichtung (11) hervorgerufenen kapazitiven Eingangsimpedanz resoniert.
Hochfrequenzsendevorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenleitung (10) eine Länge aufweist, die einer Phasendrehung von zumindest im Wesentlichen 90° oder einem ungeradzahlig Vielfachen hiervon entspricht, und/oder dass die Anpassleitung (20) eine Länge aufweist, die die einer Phasendrehung von mindestens 45°, vorzugsweise mindestens 50°, insbesondere mindestens 60°, und/oder höchstens 135°, vorzugsweise höchstens 100° und insbesondere höchstens 80° entspricht.
Hochfrequenzsendevorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalkoppeleinrichtung (12) induktiv oder transformatorisch zum Abgriff des modulierten Hochfrequenzsignals (7) ausgestaltet ist, vorzugsweise wobei eine Abgriffinduktivität (22) zum Abgriff des Abgriffsignals (14) mit einer/der zweiten Induktivität (21) der Anpasseinrichtung (8) gekoppelt ist.
Hochfrequenzsendevorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Demodulator (15) mit einem verzögerten Hochfrequenzsignal (23) betrieben wird und, vorzugsweise, zur Verarbeitung eines in einer Subtraktionseinrichtung (25) aus dem Abgriffsignal (14) und dem verzögerten Hochfrequenzsignal (23) gebildeten Differenzsignals (24) ausgebildet ist.
Hochfrequenzsendevorrichtung gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochfrequenzsendevorrichtung (1) eine Verzögerungseinrichtung (26) zur Verzögerung des Hochfrequenzsignals (3) zu einem/dem verzögerten Hochfrequenzsignal (23) aufweist, vorzugsweise zu einer Verzögerung, die zumindest im Wesentlichen einer Verzögerung des Hochfrequenzsignals (3) durch die Hochfrequenzsendevorrichtung (1) zwischen ihrem Eingang und der Signalkoppeleinrichtung (12), insbesondere einer gemeinsam durch den Modulator (2), den Verstärker (6) und die Anpasseinrichtung (8) hervorgerufenen Verzögerung, oder dieser zuzüglich 360° oder zuzüglich einem Vielfachen von 360° entspricht.
Magnetresonanztomograph (28) mit einer Hochfrequenzsendevorrichtung (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche.
Hochfrequenzsendeverfahren, vorzugsweise zum Betreiben einer Hochfrequenzsendeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei ein Hochfrequenzsignal (3) zuerst moduliert, danach verstärkt, zu einem angepassten Hochfrequenzsignal (13) angepasst und über eine Wellenleitung (10) zu einer Sendeeinrichtung (11) geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das angepasste Hochfrequenzsignal (13) zwischen einer Anpasseinrichtung (8) und der Wellenleitung (10) als Abgriffsignal (14) abgegriffen und demoduliert wird und dass das demodulierte Abgriffsignal (14) als Modulationssignal (5) zur Modulation des Hochfrequenzsignals (3) verwendet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das angepasste Hochfrequenzsignal (13) mit dem Hochfrequenzsignal (3) synchronisiert wird und/oder eine Beeinflussung der Hochfrequenzsendevorrichtung (1) von Außen, insbesondere durch Einkopplungen in die Sendeeinrichtung (11), unterdrückt oder ausgeregelt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das angepasste Hochfrequenzsignal (13) durch die Wellenleitung (10) um zumindest im Wesentlichen 90° in seiner Phase verschoben wird und/oder dass die Modulation eine I/Q-Modulation und/oder dass die Demodulation eine I/Q-Demodulation ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochfrequenzsignal (3) verzögert und das Abgriffsignal (14) mit diesem demoduliert und/oder von dem Abgriffsignal (14) subtrahiert wird, insbesondere wobei das Hochfrequenzsignal (3) zumindest im Wesentlichen einer durch die Verfahrensschritte Modulieren, Verstärken und Anpassen hervorgerufenen Verzögerung entsprechend verzögert wird.