DE19533819A1 - Vorrichtung und Verfahren für eine Kommunikation mit hoher Datenrate in einem Computer-Tomographie-System - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren für eine Kommunikation mit hoher Datenrate in einem Computer-Tomographie-SystemInfo
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Description
Das Gebiet der vorliegenden Erfindung betrifft im allge
meinen die Computer-Tomographie (CT) und insbesondere eine
Vorrichtung für eine Kommunikation mit hoher Datenrate in
einem CT-System.
CT-Systeme weisen üblicherweise einen Drehrahmen oder ein
Gestell auf, um mehrere Röntgenbilder oder Ansichten bei
verschiedenen Drehwinkeln zu erhalten. Jeder Abbildungssatz
wird im Fachgebiet als "Scheibe" bezeichnet. Ein Patient
oder ein lebloses Objekt werden im allgemeinen in einer
zentralen Öffnung des Drehrahmens auf einem Tisch positi
oniert, welcher axial beweglich ist, und somit ermöglicht,
daß entsprechende Scheiben an mehreren axialen Positionen
er halten werden können. Jede der erhaltenen Scheiben wird
dann in einem Computer nach einem vorgegebenen Algorithmus
verarbeitet, um verbesserte Abbildungen zum Zwecke der Dia
gnose oder Inspektion zu erzeugen.
Der rotierende Rahmen enthält eine Röntgenquelle, eine De
tektoranordnung (Array) und die notwendige Elektronik, um
Abbildungsdaten für jede Ansicht zu erzeugen. Ein Satz sta
tionärer Elektronikeinrichtungen wird für die Verarbeitung
von Abbildungsrohdaten in die verbesserte Form eingesetzt.
Somit ist es erforderlich, eine Übertragung der Abbildungs
daten zwischen dem Drehrahmen und einem stationären Rahmen
des CT-Systems vorzusehen.
Die Datenrate der Kommunikation zwischen dem stationären
Rahmen und dem Drehrahmen ist ein bedeutender Faktor, da es
wünschenswert ist, die gewünschten Ansichten so schnell wie
möglich zu erhalten, um die Unannehmlichkeiten für den Pa
tienten zu reduzieren und/oder den Nutzungsgrad der Anlage
zu maximieren. In aktuellen CT-Systemen umfaßt eine einzige
Ansicht typischerweise etwa 800 Detektorkanäle mit einer
16-Bit-Darstellung für jedes einzelne Detektorkanalaus
gangs-signal (d. h., 12,8 kBit pro Ansicht) und wird typi
scherweise 1000-mal pro Sekunde wiederholt, was einen Net
todatenraten-Bedarf von etwa 13 Megabit pro Sekunde
(Mbit/s) nur für die Abbildungsdaten alleine ergibt.
Zukünftige CT-Systeme, die gleichzeitig mehrere Abbil
dungsscheiben aufbauen können, indem sie vier-, acht- oder
sechzehnmal so viele Detektorkanäle einsetzen, erhöhen den
Nettodatenraten-Bedarf nur für die Abbildungsdaten alleine
auf über 150 Mbit/s.
Um eine Kommunikationsverbindung mit der erforderlichen Da
tenrate bereitzustellen, setzten einige frühere CT-Systeme
ein mit dem Drehgestell verbundenes Nabelkabel ein. Ein
oder mehrere flexible, geschirmte Koaxialkabel werden in
dem Nabelkabel für die Hochgeschwindigkeitskommunikation
verwendet, und weitere Leiter werden für Energie und dis
krete Steuersignale verwendet. Das Nabelkabel kann typi
scherweise eine Drehung von plus oder minus 360° ausführen,
so daß das Gestell beispielsweise auf eine Gesamtdrehung
von 720° beschränkt ist. Im Betrieb wird das Gestell auf
eine gewünschte Drehgeschwindigkeit beschleunigt und die
gewünschten Ansichten aufgenommen, bevor die 720°-Begren
zung erreicht ist. In der Nähe der 720°-Begrenzung wird das
Gestell bis zu einem Haltepunkt abgebremst und dann in der
Rückwärtsrichtung beschleunigt, um mehr Ansichten zu erfas
sen. Das Gestell bewegt sich somit zyklisch innerhalb der
720°-Begrenzung vor und zurück.
Solche "zyklischen" CT-Systeme weisen zwei Hauptnachteile
auf. Ein Nachteil besteht darin, daß das Abbremsen und Be
schleunigen des Gestells ziemlich zeitaufwendig ist. Das
Gestell mit der gesamten Ausrüstung an Ort und Stelle ist
sowohl groß als auch massiv, so daß auch mit großen Motoren
die zu Beschleunigen des Gestells verbrauchte Zeit erheb
lich sein kann. Der zweite Nachteil ist gewissermaßen ein
Folge des ersten dahingehend, daß die Notwendigkeit, eine
solch große Masse wiederholt zu beschleunigen, hohe mecha
nische Beanspruchung und Verschleiß erzeugt.
Im Fachgebiet ist ein weiteres CT-System bekannt, in wel
chem Bürsten und Schleifringe für eine elektrische Verbin
dung des Drehrahmens mit dem stationären Rahmen eingesetzt
werden. In diesen Systemen kann sich der Drehrahmen oder
das Gestell kontinuierlich frei drehen, was die Notwendig
keit für die vor stehende Vorwärts- und Rückwärtsbewegung
des Gestells erübrigt und dadurch eine größere Flexibilität
für die Erfassung der gewünschten Ansichten bereitstellt.
Jedoch litten frühere CT-Systeme, die Bürsten und Schleif
ringe zur Übertragung einsetzten, generell unter deutlichen
Einschränkungen in den erreichbaren Datenraten. Dieses be
ruht auf der erheblichen Zeit, die dafür erforderlich ist,
daß sich die Signale um die kreisförmigen Schleifringe aus
breiten. Bei den gewünschten Datenraten ist die elektrische
Pfadlänge um die Ringe herum ein merklicher Anteil einer
Bitperiode, so daß um die Ringe in entgegensetzten Richtun
gen sich ausbreitende elektromagnetische Wellen an einem
Empfangspunkt zu wesentlich verschiedenen Zeitpunkten in
einer Bitperiode ankommen können, was einen gestörten Em
pfang bewirkt.
Das A.K. Collins erteilte US-Patent Nr. 5,208,581 offenbart
einen weiteren Typ eines Gestells, in welchem Bürsten und
Schleifringe zur Kommunikation eingesetzt werden. Obwohl
die Konstruktion von Collins eine Kommunikation mit relativ
hoher Geschwindigkeit ermöglicht, bleibt die Tatsache be
stehen, daß die Verwendung von Kontaktbürsten und Ringen
inhärent bestimmte Nachteile mit sich bringt. Beispiels
weise bewirkt der mechanische Kontakt zwischen den Bürsten
und Ringen einen Verschleiß, welcher es erfordert, daß
solche Bürsten und Ringe periodisch ersetzt werden müssen,
um eine zuverlässige Kommunikation aufrechtzuerhalten.
Ferner unterstützt die Konstruktion von Collins nicht die
höheren Datenraten, die für Mehrscheiben-CT-Systeme erfor
derlich sind.
Andere CT-Systeme setzen eine optische Datenkopplung für
die Übertragung zwischen dem stationären und den drehbaren
Rahmen ein. Obwohl eine optische Datenkopplungskonstruktion
typische Nachteile von Schleifringen und Bürsten vermeidet,
erfordert ein solche optische Konstruktion Optiken, welche
unter engen Spezifikationen hergestellt werden müssen und
welche im Betrieb eine erhebliche räumliche Ausrichtung er
fordern, um eine zuverlässige optische Kopplung entlang des
relativ langen Umfangs des Drehrahmens zu erreichen. Dieses
führt zu hohen Kosten, und somit ist es wünschenswert, in
einem CT-System eine verbesserte Kommunikationsverbindung
bereitzustellen, welche bei niedrigen Kosten eine zuverläs
sige Übertragung mit hohen Datenraten zwischen dem statio
nären und dem drehbaren Rahmen des CT-System bereitstellt.
Im allgemeinen erfüllt die vorliegende Erfindung die vor
stehenden Anforderungen, indem sie in einem Computer-Tomo
graphie-System mit einem stationären Rahmen und einem im
allgemeinen ringförmigen Drehrahmen eine Vorrichtung
schafft, die eine Übertragungsleitung aufweist, die an dem
Drehrahmen befestigt und im wesentlichen um dem Drehrahmen
herum angeordnet ist. Die Übertragungsleitung weist einzel
ne Segmente auf, wovon jedes ein entsprechendes erstes und
ein entsprechendes zweites Ende besitzt und eine entspre
chende elektrische Länge besitzt, die so gewählt ist, daß
ein gleichzeitig an jedes entsprechende erste Ende angeleg
tes moduliertes Signal eine vorgegebene Zeitverzögerung bei
der Ankunft an jedem entsprechenden zweiten Ende besitzt.
Die einzelnen Segmente sind so angeordnet, daß die ent
sprechenden ersten Enden jedes von zwei aufeinanderfolgen
den Segmenten im wesentlichen nebeneinanderliegen und die
entsprechenden zweiten Enden jedes von zwei aufeinander
folgenden Segmenten im wesentlichen nebeneinanderliegen, um
eine Zeitverzögerungsdiskontinuität in dem durch diese wan
dernden modulierten Signal zu vermeiden. Die Vorrichtung
weist ferner einen Koppler auf, der an dem stationärem Rah
men befestigt und ausreichend nahe an der Übertragungslei
tung für den Aufbau einer Funkkopplung zwischen diesen an
geordnet ist, um so das an die entsprechenden einzelnen
Segmente angelegte modulierte Signal zu empfangen.
Ein Verfahren zum Bereitstellen einer Kommunikation mit re
lativ hoher Datenrate zwischen dem stationären Rahmen und
dem Drehrahmen umfaßt die folgenden Schritte: Befestigen
einer Übertragungsleitung, die um dem Drehrahmen herum
angeordnete einzelne Segmente aufweist und wobei jedes ein
zelne Segment ein entsprechendes erstes und ein entspre
chendes zweites Ende besitzt; Wählen der elektrischen Länge
jedes der einzelnen Elemente so, daß ein gleichzeitig an
jedes entsprechende erste Ende angelegtes moduliertes Si
gnal eine vorgegebene Zeitverzögerung bei der Ankunft an
jedem entsprechenden zweiten Ende besitzt; Anordnen der
einzelnen Segmente so, daß die entsprechenden ersten Enden
jedes von zwei aufeinanderfolgenden Segmenten im wesentli
chen nebeneinanderliegen und die entsprechenden zweiten En
den jedes von zwei aufeinanderfolgenden Segmenten im we
sentlichen nebeneinanderliegen, um eine Zeitverzögerungs
diskontinuität in dem durch diese wandernden modulierten
Signal zu vermeiden; Befestigen eines Kopplers an dem sta
tionärem Rahmen; und Positionieren des Kopplers ausreichend
nahe an der Übertragungsleitung für den Aufbau einer Funk
kopplung zwischen diesen, um so das an die entsprechenden
einzelnen Segmente angelegte modulierte Signal zu empfan
gen.
Die für neu erachteten Merkmale der Erfindung werden nach
stehend im einzelnen in den beigefügten Ansprüchen be
schrieben. Die Erfindung selbst, ist jedoch sowohl bezüg
lich ihres Aufbau und ihrer Betriebsweise zusammen mit wei
teren Aufgaben und Vorteilen davon am besten unter Bezug
nahme auf die nachstehende Beschreibung in Verbindung mit
den beigefügten Zeichnungen verständlich, in welchen glei
che Bezugszeichen gleiche Teile durchgängig durch die
Zeichnungen bezeichnen, von denen darstellen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines CT-System, wel
ches die vorliegende Erfindung einsetzt;
Fig. 2 eine exemplarische schematische Darstellung einer
Vorrichtung, die eine Übertragungsleitung und einen Koppler
gemäß der vorliegende Erfindung einsetzt;
Fig. 3A und 3B entsprechende Querschnittsansichten eines
Mikrostreifens und einer Streifenleitung, welche für die
Übertragungsleitung und/oder den Koppler in entsprechenden
exemplarischen Ausführungsformen für die Vorrichtung von
Fig. 2 genutzt werden können;
Fig. 4A, 4B und 4C entsprechende Querschnittsansichten,
welche exemplarische Anordnungen der in Fig. 2 darge
stellten Übertragungsleitung und des Kopplers zeigen;
Fig. 5 eine allgemeine schematische Ansicht, welche weitere
Details der Vorrichtung von Fig. 2 zeigt; und
Fig. 6 eine isometrische Ansicht einer exemplarischen al
ternativen Ausführungsform für die Übertragungsleitung und
den Koppler gemäß der vorliegenden Erfindung.
Gemäß Fig. 1 weist ein CT-System, das zum Erzeugen von Ab
bildungen von zumindest einem interessierenden Bereich der
menschlichen Anatomie eingesetzt wird, einen Patiententisch
10 auf, welcher in einer Öffnung 11 eines im allgemeinen
ringförmigen Drehrahmens oder Gestells 15 mit einem vorge
gebenen Umfang, beispielsweise einem Außenumfang 16 positi
oniert werden kann. Ein stationärer Rahmen 12 wird in üb
licher Weise für die Lagerung des Drehrahmens 15 einge
setzt. Eine Quelle für bildgebende Energie 13, welche be
vorzugt stark kollimierte Röntgenstrahlen erzeugt, ist auf
dem Drehrahmen an einer Seite von dessen Öffnung 11 mon
tiert, und eine Detektoranordnung 14 ist auf der anderen
Seite der Öffnung montiert. Der Drehrahmen wird zusammen
mit Röntgenstrahlungsquelle 13 und der Detektoranordnung 14
während eines Scans (Abtastung) des Patienten um die Öff
nung gedreht, um Röntgenstrahlungs-Abschwächungsmessungen
aus vielen verschiedenen Winkel über einen Bereich von zu
mindest 180° Drehung zu erhalten. Die Detektoranordnung 14
kann mehrere Reihen mit jeweils etwa 800 Detektorkanälen
über ihrer Länge aufweisen. Die einzelnen Ausgänge jedes
Kanals in der Detektoranordnung 14 sind mit einem (nicht
dargestellten) Datenerfassungssystem (DES) verbunden. Bei
der Erfassung wird jedes Kanalausgangssignal von dem DES in
einen eine Röntgenstrahlungsintensität darstellenden digi
talen Wert von beispielsweise 16 Bit umgewandelt.
Der Drehrahmen enthält ferner zusätzliche (nicht darge
stellte) "Bordelektronik", welche sich mit dem Drehrahmen
15 dreht. Diese Bordelektronik ist im wesentlichen eine
Hilfselektronik für das stationäre Elektroniksystem 30,
welches außerhalb der Drehrahmens 15 angeordnet ist. Das
stationäre Elektroniksystem 30 ist ein Computer-basierendes
System zum Erteilen von Befehlen an die Bordelektronik auf
dem Drehrahmen 15 und zum Empfangen der resultierenden Ab
bildungsdaten über geeignete elektrische Leitungen 17 aus
dem stationären Rahmen 12, um eine Verarbeitung der empfan
genen Abbildungsdaten durchzuführen.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ei
ne Kommunikation mit hoher Datenrate zwischen dem Drehrah
men und dem stationären Rahmen durch die Verwendung einer
Übertragungsleitung und eines Kopplers oder einer Sonde
bzw. Probe, welche vorteilhafterweise die Verwendung von
Schleifringen und Bürsten erübrigen und eine kontinuierli
che Drehung des Drehrahmens 15 erlauben. Gemäß vorstehender
Diskussion erfordern Mehrscheiben-CT-Systeme eine Kommuni
kation mit hoher Datenrate. Die vorliegende Erfindung er
möglicht vorteilhafterweise eine solche (beispielsweise 150
MBit/s übersteigende) Kommunikation mit hoher Datenrate,
ohne die Verwendung von Bürsten oder Schleifringen oder die
Verwendung teuerer optischer Vorrichtungen. Ferner ermög
licht die vorliegende Erfindung eine zuverlässige und ko
steneffektive Kommunikation mit hoher Datenrate trotz des
relativ langen Umfangs (etwa 4 m (13 ft)) des Drehrahmens.
In der nachstehenden Diskussion wird im Rahmen eines Bei
spiels, aber nicht im Sinne einer Einschränkung, angenom
men, daß die gesamte Kommunikation zwischen dem Drehrahmen
15 und dem stationären Rahmen 12 serialisiert ist, d. h. un
ter Verwendung allgemein bekannter Multiplextechniken aus
parallelen in serielle Daten für die Übertragung und umge
kehrt beim Empfang umgewandelt ist. Dieses wird getan, da
mit nur ein einziger Bitstrom übertragen werden muß, obwohl
auch mehrere parallele Pfade gemäß der vorliegenden Erfin
dung eingesetzt werden könnten. In jedem Falle können Mehr
pegel- oder Mehrphasen-Codierungsverfahren eingesetzt wer
den, um die maximal verfügbare Datenrate weiter zu erhöhen.
Gemäß Fig. 2 ist eine Übertragungsleitung 40 an dem Dreh
rahmen 15 (Fig. 1) und kann im wesentlichen um den Dreh
rahmen herum, beispielsweise um den Umfang des Drehrahmens
herum positioniert sein. In ähnlicher Weise kann die Über
tragungsleitung günstig an dem Ringraum des Drehrahmens be
festigt sein, d. h. an der durch die konzentrischen Kreise
in dem Rotationsrahmen begrenzten Oberfläche; beispiels
weise durch den konzentrischen Kreis, welcher die Öffnung
11 definiert, und den größeren Kreis, der den Umfang 16
aufweist. Ferner wird man erkennen, daß die vorliegende
Erfindung nicht auf kreisförmige Geometrieanordnungen be
schränkt sein muß, da auch andere als kreisgeometrische
Anordnungen in gleicher Weise von der vorliegenden Erfin
dung profitieren können. Die Übertragungsleitung 40 weist
entsprechende einzelne Segmente 50 und 60 auf, wovon jedes
ein entsprechendes erstes Ende 52 und 62 und ein entspre
chendes zweites Ende 54 und 64 besitzt. Jedes einzelne Se
gment 50 und 60 weist ein entsprechende elektrische Länge
auf, die so gewählt ist, daß ein an jedes entsprechende
Ende 52 und 62 angelegtes moduliertes Signal eine vorgege
bene Zeitverzögerung bei der Ankunft an jedem entsprechen
den Ende 54 und 64 aufweist. Man erkennt, daß, wenn die
entsprechenden elektrischen Längen für die Segmente 50 und
60 im wesentlichen zueinander ähnlich sind, die vorstehend
beschriebene Segmentanordnung darin resultiert, daß das mo
dulierte Signal an den jedem entsprechenden zweiten Ende
mit einer im wesentlichen ähnlichen Zeitverzögerung in Be
zug zu einander ankommt.
Das modulierte Signal, welches von der Bord-Elektronik auf
dem Drehrahmen 15 einfach unter Einsatz einer Anzahl leicht
verfügbarer Modulationsverfahren, wie z. B. Frequenzumta
stung und dergleichen, geliefert werden kann, kann von ei
ner geeigneten Treiberschaltung 70 leicht aufgespalten und
verstärkt werden, die Verstärker 72 und 74 und optionelle
Anpassungswiderstände 76 und 78 mit einem vorgegebenen Wi
derstandswert aufweist, der für eine Anpassung der Impe
danzcharakteristiken der entsprechenden Übertragungslei
tungssegmente selektiert ist. Für den Fachmann auf dem Ge
biet wird es offensichtlich sein, daß weitere Breitband-
Impedanzanpassungsanordnungen effektiv an der Quelle des
modulierten Signals eingesetzt werden können. In ähnlicher
Weise ist jedes entsprechende zweite Ende 54 und 56 jeweils
mit Abschlußwiderständen 80 und 82 abgeschlossen, die einen
vorgegebenen Widerstandswert aufweisen, der so gewählt ist,
daß eine Energiereflexion in den einzelnen Übertragungslei
tungssegmenten 50 und 60 minimiert wird. Es können andere
Anordnungen eingesetzt werden, welche eine vorgegebene
Zeitverzögerung abhängig von der spezifischen Anwendung
tolerieren. Beispielsweise könnten der Verstärker 74 und
der Anpassungswiderstand 78 mit dem zweiten Ende 64 an
Stelle des ersten Endes 62, und der Anpassungswiderstand
mit dem ersten Ende 62 an Stelle des zweiten Endes 64 ver
bunden werden. In diesem Falle könnte, obwohl eine vorgege
bene Zeitverzögerung zwischen den einzelnen Segmenten exi
stieren würde, eine solche Zeitverzögerung in bestimmten
Anwendungen akzeptiert werden. Ferner ist es, obwohl die
Treiberschaltung 70 ein Verstärkerpaar aufweisend darge
stellt ist, offensichtlich, daß ein geeigneter Einzelver
stärker in gleicher Weise effektiv zum Ansteuern der ein
zelnen Segmente 50 und 60 eingesetzt werden könnte. Bei
spielsweise könnte jedes entsprechende erste Ende der Seg
mente 50 und 60 ohne weiteres parallelgeschaltet werden, um
das Ausgangssignal eines Einzelverstärkers zu empfangen,
womit in diesem Falle die Treiberschaltung 70 nur einen
Einzelverstärker aufweisen würde. Somit könnte eine Über
tragungsleitung, wie z. B. eine Übertragungsleitung mit Mit
telabgriff, die entsprechende Segmente elektrisch parallel
mit einem Einzelverstärker verbunden hat, wahlweise einge
setzt werden.
Die einzelnen Segmente 50 und 60 sind bevorzugt so ange
ordnet, daß die entsprechenden ersten Enden von beliebigen
zwei aufeinanderfolgenden Segmenten im wesentlichen neben
einanderliegen und die entsprechenden zweiten Enden von
beliebigen zwei aufeinanderfolgenden Segmenten im wesent
lichen nebeneinanderliegen. Die Spaltgröße zwischen zwei
beliebigen aufeinanderfolgenden Segmenten sollte im Ver
gleich zu der Trägerwellenlänge klein sein. Beispielsweise
etwa 3,18 mm (1/8 inch) für einen 750 MHz-Träger. Diese An
ordnung erlaubt in einfacher Weise das Vermeiden von Zeit
verzögerungsdiskontinuitäten zwischen jedem der entspre
chenden den Drehrahmen im Kreis umfassenden einzelnen Se
gmente. Dieses ermöglicht einen effektiven Kopplungsbetrieb
zwischen der Übertragungsleitung und dem Koppler an allen
Drehwinkeln. Gemäß Fig. 2 kann jedes der zwei einzelnen Se
gmente so ausgelegt werden, daß es jeweils einen Winkel von
etwa 180° um den Umfang des Drehrahmens einschließt. Im
allgemeinen wird man erkennen, daß eine Anzahl N einzelner
Segmente, wovon jeweils jedes einem Winkel von etwa 360°/N
um den Umfang des Drehrahmens gegenüberliegt, wobei N eine
vorgegebene Geradzahl ist, in gleicher Weise effektiv in
alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
arbeitet, da das modulierte Signal in jedem Falle für den
Empfang überall entlang dem Umfang des Drehrahmens ein
schließlich aller Spalte zwischen jedem der N einzelnen
Segmente zur Verfügung steht. Der vorstehende Konstruktion
für die einzelnen Segmente beruht auf der Annahme, daß je
des Segment aus einem Material mit im wesentlichen ähnli
cher Dielektrizitätskonstante besteht. Es dürfte jedoch of
fensichtlich sein, daß Segmentmaterialien mit vorgegebenen
verschiedenen Dielektrizitätskonstanten ebenfalls in geeig
neter Weise eingesetzt werden können. In diesem Fall müssen
die Winkel, denen jedes entsprechende einzelne Segment ge
genüberliegt, untereinander nicht identisch sein. Gemäß
vorstehender Andeutung kann es Anwendungen geben, welche
eine vorgegebene Zeitverzögerung zwischen den entsprechen
den ersten und zweite Enden der einzelnen Segmente tole
rieren können. In diesem Falle muß die Anzahl N einzelner
Segmente nicht auf eine gerade Anzahl beschränkt sein, da
eine vorgegebene ungerade Anzahl einzelner Segmente effek
tiv für Anwendungen eingesetzt werden könnte, welche ein
solche vorgegebene Zeitverzögerung tolerieren.
Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung weist ferner ei
nen Koppler 100 auf, der auf dem stationären Rahmen 12
(Fig. 1) befestigt ist und ausreichend nahe an der Übertra
gungsleitung zum Aufbauen einer Funkkopplung zwischen die
sen positioniert ist, um das an die entsprechenden einzel
nen Segmente angelegte modulierte Differentialsignal zu
empfangen. Der hierin verwendete Ausdruck "Funkkopplung"
bezeichnet eine kontaktlose Übertragung von Energie durch
elektromagnetische Strahlung bei Funkfrequenzen.
Man erkennt, daß der Koppler 100 eine vorgegebene Längen
abmessung entlang einer Kopplerachse 102 aufweist, welche
beispielsweise im wesentlichen parallel in Bezug auf die
einzelnen Segmente 50 und 60 verlaufen kann. Die Koppler
längenabmessung wird günstigerweise so gewählt, daß sie
ausreichend kurz ist, um jegliche wesentliche frequenzab
hängige Richtkopplungseffekte zu vermeiden, und daß sie
ausreichend lang ist, um jede wesentliche Signalabschwä
chung oder -Reduktion in dem Koppler 100 zu verhindern,
wenn der Koppler einen Spalt zwischen den entsprechenden
einzelnen Segmenten passiert. Der Ausdruck "Richtkopplungs
effekte" bezieht sich auf Effekte, welche bewirken, daß der
Koppler nur für eine Welle empfindlich ist, die sich in ei
ner spezifischen Richtung ausbreitet, während eine in der
entgegengesetzten Richtung sich ausbreitende Welle im we
sentlichen ausgeblendet wird. Gemäß Darstellung durch Pfei
le 104 und 106 breitet sich das an die entsprechenden Se
gmente 50 und 60 angelegte modulierte Signal in entgegen
setzten Richtungen aus, und um somit blinde Flecken in der
Nähe aller Spalte zu vermeiden, weist der Koppler 100 be
vorzugt ein erstes Ende 110, das direkt mit einer Aus
gangsanschlußeinrichtung 112, wie z. B. einer Koaxialleitung
oder einem anderen geeignet geschirmtem elektrischen Leiter
verbunden ist, und ein zweites Ende 108 auf, das im wesent
lichen frei von jeder Abschlußimpedanz, d. h. von einem Ab
schlußwiderstand ist. Auf diese Weise tritt das von dem
Koppler 100 empfangene modulierte Signal unabhängig von der
Ausbreitungsrichtung des empfangenen modulierten Signals,
d. h. unabhängig von der Ausbreitungsrichtung der in den
einzelnen Segmente 50 und 60 sich ausbreitenden elektroma
gnetische Welle auf die Koaxialleitung 112 über. Beispiels
weise breiten sich an dem zweiten Ende 108 ankommende Wel
len ohne weiteres zu dem ersten Ende hin und von da zu der
Koaxialleitung 112 hin aus, während an dem ersten Ende 110
ankommende Wellen schließlich von dem nicht resistiv abge
schlossenen zweiten Ende 108 zu dem ersten Ende und von
dort zu der Koaxialleitung 112 hin zurückreflektiert wer
den. In jedem Fall ermöglicht der Koppler 100 vorteilhaft
eine kontaktlose Extraktion des modulierten Signals in der
Übertragungsleitung entlang dem vollen Umfang des Drehrah
mens. Ein Verstärker 114 kann ohne weiteres eine vorgege
bene Verstärkung für das von dem Koppler 100 gelieferte
Signal bereitstellen. Wie der Fachmann auf dem Gebiet er
kennt, kann die Längenabmessung des Kopplers abhängig von
dem spezifischen Wert der für das modulierte Signal ge
nutzten Trägerfrequenz variieren. Im Rahmen eines Bei
spiels, aber nicht im Sinne einer Einschränkung, kann die
Kopplerlängenabmessung in dem Bereich von λ/4 bis λ/8 ge
wählt werden, wobei λ die Wellenlänge des Trägers in dem
Übertragungsleitungsmaterial darstellt. Weitere Konfigu
ration sind für den Fachmann auf dem Gebiet ohne weiteres
ersichtlich. Beispielsweise kann ein relativ kurzer (z. B.
etwa λ/16) Koppler mit Mittelabgriff alternativ an Stelle
eines Kopplers mit einen nicht resistiv abgeschlossenen En
de eingesetzt werden.
Fig. 3A und 3B stellen entsprechende Querschnitte im we
sentlichen planarer Übertragungsleitungen dar, welche
sowohl für die Übertragungsleitungssegmente als auch für
den Koppler effektiv genutzt werden können. Fig. 3A stellt
beispielsweise einen Mikrostreifen 200 dar, bei dem ein Si
gnalleiter 202 und eine Masseebene 206 voneinander durch
ein geeignetes dielektrisches Material 204 getrennt sind.
Fig. 3B stellt eine Streifenleitung 300 dar, in welcher ein
Signalleiter 302 in einem entsprechenden dielektrischen Ma
terial 304 zwischen zwei Masseebenen 308 und 306 einge
schlossen ist. Man erkennt, daß jede der vorstehenden Kon
struktionen ohne weiteres unter Einsatz gut bekannter Lei
terplattentechnologien hergestellt werden kann, was erheb
liche Kosteneinsparungen im Vergleich zu einer optischen
Datenverbindung ermöglicht.
Fig. 4A, 4B und 4C sind entsprechende Querschnittsansich
ten, welche exemplarische Anordnungen geometrischer Anord
nungen für die Übertragungsleitung und den Koppler darstel
len. Fig. 4A stellt eine entsprechende Mikrostreifenanord
nung für die Übertragungsleitung 40 und den Koppler 100
dar. Gemäß Fig. 4A sind die Übertragungsleitung und der
Koppler in Bezug zueinander so angeordnet, daß beispiels
weise eine entsprechende untere Fläche 210 des Kopplers 100
im wesentlichen einer oberen Fläche 220 der Übertragungs
leitung 40 gegenüberliegt. Man erkennt, daß die jeweilige
Positionierung des Kopplers und der Übertragungsleitung
leicht mit gleichermaßen effektiven Ergebnissen umgekehrt
werden kann. Fig. 4B zeigt wie Fig. 4A ebenfalls entspre
chende Mikrostreifenkonfigurationen für die Übertragungs
leitung und den Koppler. In der Anordnung von Fig. 4B ist
jedoch zu sehen, daß vorgegebene Seitenflächen 230 an Stel
le der entsprechenden unteren und oberen Flächen im wesent
lichen einander gegenüberliegen. Ferner enthalten sowohl
die Übertragungsleitung als auch der Koppler günstigerweise
aus einem reibungsarmen Material, wie z. B. Tetrafluoräthy
len bzw. Teflonpolymer, bestehende Gleiteinrichtungen 250,
um einen vorgegebenen gleichmäßigen Abstand zwischen dem
Koppler und der Übertragungsleitung aufrechtzuerhalten.
Beispielsweise kann ein einfaches mechanisches Teil, wie
eine Feder oder dergleichen, verwendet werden, um den Kopp
ler gegen die Übertragungsleitung zu drücken oder pressen,
wenn sich der Drehrahmen dreht, um Abbildungsdaten zu er
halten. Fig. 4C stellt entsprechende Streifenleitungskon
figurationen dar, die geometrisch wie die in Fig. 4B dar
gestellten entsprechenden Mikrostreifen angeordnet sind,
d. h. sowohl die Übertragungsleitung als auch der Koppler
sind so angeordnet, daß vorgegebene Seitenflächen 330 im
wesentlichen einander gegenüberliegen. In jedem Falle kann
die Übertragungsleitung 40 auf einem geeigneten Substrat
260 aufgebaut werden, das einfach auf dem Drehrahmen durch
herkömmliche Mittel, wie Kleben, Löten, mechanisches Befe
stigen und dergleichen, befestigt werden kann. Ferner kann
die Übertragungsleitung 40 einfach auf der Ringfläche des
Drehrahmens 15, d. h. auf der darauf durch die zwei konzen
trischen Kreise begrenzten Fläche, befestigt werden.
Fig. 5 stellt eine exemplarische Anordnung für den Abschluß
der entsprechenden Übertragungsleitungssegmente dar, um die
Reflexion elektrischer Energie zu minimieren. Gemäß Fig. 5
weist jedes der einzelnen Übertragungsleitungssegmente ei
nen entsprechen Signalleiter 402₁ und 420₂ auf, die jeweils
mit einer vorgegebenen elektrischen Impedanz, wie z. B.
einem Chip-Widerstand 82 und 80, verbunden sind, die mit
einer gemeinsamen Masseebene für die Mikrostreifen- oder
die Streifenleitungs-Übertragungsleitung verbunden sind.
Die geradlinige Verbindung der Abschlußwiderstände wird für
den Zweck der Minimierung der Signalverschlechterung an den
Abschlußpunkten bevorzugt. Die Chip-Widerstände 82 und 80
werden bevorzugt am Boden (Masseebenenseite) der Übertra
gungsleitungen angebracht und mit dem Übertragungsleitungs-
Signalleiter über Durchführungskontakte verbunden, um so
eine mechanische Beeinträchtigung zu vermeiden, wenn der
Koppler einen Abschlußspalt zwischen den einzelnen Se
gmenten passiert.
Fig. 6 stellt eine alternative Ausführungsform für die
Übertragungsleitung 40 dar. In dieser Ausführungsform weist
die Übertragungsleitung eine Koaxialleitung auf, die aus
einem Signalleiter 410 in einem dielektrischen Material
412, das im wesentlichen von einem Außenleiter 414 umgeben
ist, besteht. Wie in Fig. 6 zu sehen ist, enthält die Ko
axialleitung eine Nut 416, welche in einfacher Weise den
Koppler 100 (Fig. 2) aufnimmt, um eine Funkkopplung für
eine Kommunikation mit hoher Datenrate zwischen dem drehba
ren und dem stationären Rahmen aufzubauen. Gemäß Darstel
lung in Fig. 6 kann der Koppler 100 eine Koaxialleitung 420
mit einem Mittelleiter 422 und einer Mantelstruktur 424
aufweisen, welcher in einfacher Weise den Koppler 100 über
der Nut 416 lagert. Somit ist zu erkennen, daß, wie vorste
hend beschrieben, weder der Koppler noch die Übertragungs
leitung aus einer Mikrostreifen- oder einer Streifenlei
tungs-Übertragungsleitung bestehen muß.
Ein Verfahren zum Bereitstellen einer Kommunikation mit ho
her Datenrate zwischen dem stationären Rahmen und dem Dreh
rahmen umfaßt die Schritte des Befestigens einer Übertra
gungsleitung, die um dem Drehrahmen herum angeordnete ein
zelne Segmente aufweist. Die Übertragungsleitung kann eine
im wesentlichen planare Übertragungsleitung aufweisen, die
beispielsweise eine Mikrostreifen-Übertragungsleitung oder
eine Streifenleitungs-Übertragungsleitung aufweisen kann.
Alternativ kann die Übertragungsleitung aus einer mit einer
Nut versehenen Koaxialleitung bestehen. Die elektrische
Länge jedes einzelnen Segments ist so gewählt, daß ein
gleichzeitig an jedes entsprechende erste Ende angelegtes
moduliertes Signal eine vorgegebene Zeitverzögerung bei der
Ankunft an jedem entsprechenden zweiten Ende besitzt. Die
einzelnen Segmente sind so angeordnet, daß das entsprechen
de erste Enden jedes von zwei aufeinanderfolgenden Segmen
ten im wesentlichen nebeneinanderliegen und entsprechende
zweite Enden jedes von zwei aufeinanderfolgenden Segmenten
im wesentlichen nebeneinanderliegen, um eine Zeitverzöge
rungsdiskontinuität in dem durch diese sich ausbreitendem
modulierten Signal zu vermeiden. Ein Koppler ist an dem
stationärem Rahmen befestigt. Der Koppler ist ausreichend
nahe an der Übertragungsleitung für den Aufbau einer Funk
kopplung zwischen diesen angeordnet, um so das an die ent
sprechenden einzelnen Segmente angelegte modulierte Signal
zu empfangen. Zusätzliche Schritte können das Verbinden je
des entsprechenden zweiten Endes der entsprechenden einzel
nen Segmente mit einer vorgegebenen elektrischen Impedanz,
wie z. B. Abschlußwiderständen, umfassen. Die Längenabmes
sung des Kopplers, welche typischerweise im Vergleich zu
der Gesamtlänge der Übertragungsleitung relativ kurz ist,
ist so gewählt, daß Richtkopplungseffekte und/oder Signal
abschwächung in den Koppler vermieden werden, wenn der
Koppler einen Spalt zwischen den entsprechenden einzelnen
Segmenten passiert. Der Koppler und die Übertragungsleitung
können wechselseitig so in Bezug zueinander ausgerichtet
sein, daß vorgegebene Seitenflächen der Übertragungsleitung
und des Kopplers im wesentlichen einander gegenüberliegen.
Alternativ können der Koppler und die Übertragungsleitung
wechselseitig so ausgerichtet sein, daß die entsprechenden
oberen und unteren Flächen der Übertragungsleitung und des
Kopplers im wesentlichen einander gegenüberliegen. In jedem
Falle ermöglichen die Vorrichtung und das Verfahren der
vorliegenden Erfindung vorteilhaft den Aufbau einer zuver
lässigen und kostengünstigen Kommunikation mit hoher Da
tenrate zwischen den Drehrahmen und dem stationären Rahmen
eines CT-Systems.
Obwohl verschiedene spezifische Konstruktionen für die vor
liegende Erfindung dargestellt wurden, dürfte es selbst
verständlich sein, daß diese nur dem Zweck der Darstellung
dienen. Verschiedene Modifikationen und Anpassungen werden
dem Fachmann auf diesem Gebiet ohne weiteres offensichtlich
sein, ohne von dem Inhalt oder dem Umfang der Erfindung ab
zuweichen. Beispielsweise ist es, obwohl beschrieben wurde,
daß sich die abgeschirmten Übertragungsleitungssegmente zu
sammen mit dem Drehrahmen oder Gestell 15 (Fig. 1) drehen,
und beschrieben wurde, daß der Koppler an dem stationären
Rahmen 12 (Fig. 1) befestigt ist, in gleicher Weise mög
lich, statt dessen die abgeschirmten Übertragungsleitungs
segmente stationär und den Koppler auf dem Drehrahmen be
festigt zu haben, d. h. die stationäre und drehbare mechani
sche Befestigung für den Koppler und die Übertragungslei
tungssegmente können ohne weiteres mit gleichermaßen ef
fektiven Ergebnissen vertauscht werden.
Claims (44)
1. Vorrichtung für ein Computer-Tomographie-System mit
einem stationären Rahmen und einem im allgemeinen ringförmi
gen Drehrahmen, enthaltend:
eine Übertragungsleitung (40), die an dem Drehrahmen (15) befestigt und im wesentlichen um den Drehrahmen herum angeordnet ist, wobei die Übertragungsleitung einzelne Seg mente (50, 60) aufweist, wovon jedes ein entsprechendes er stes Ende (52, 62) und ein entsprechendes zweites Ende (54, 64) besitzt, jedes der einzelnen Segmente eine entsprechende elektrische Länge besitzt, die so gewählt ist, daß ein gleichzeitig an jedes entsprechende erste Ende angelegtes moduliertes Signal eine vorgegebene Zeitverzögerung bei der Ankunft an jedem entsprechenden zweiten Ende besitzt, die einzelnen Segmente so angeordnet sind, daß die entsprechen den ersten Enden jedes von zwei aufeinanderfolgenden Segmen ten im wesentlichen nebeneinanderliegen und die entsprechen den zweiten Enden jedes von zwei aufeinanderfolgenden Segmen ten im wesentlichen nebeneinanderliegen, um eine Zeitverzöge rungsdiskontinuität in dem durch diese sich ausbreitenden mo dulierten Signal zu vermeiden; und
einen Koppler (100), der an dem stationärem Rahmen (12) befestigt ist und ausreichend nahe an der Übertragungsleitung für den Aufbau einer Funkkopplung zwischen diesen angeordnet ist, um so das an die entsprechenden einzelnen Segmente ange legte modulierte Signal zu empfangen.
eine Übertragungsleitung (40), die an dem Drehrahmen (15) befestigt und im wesentlichen um den Drehrahmen herum angeordnet ist, wobei die Übertragungsleitung einzelne Seg mente (50, 60) aufweist, wovon jedes ein entsprechendes er stes Ende (52, 62) und ein entsprechendes zweites Ende (54, 64) besitzt, jedes der einzelnen Segmente eine entsprechende elektrische Länge besitzt, die so gewählt ist, daß ein gleichzeitig an jedes entsprechende erste Ende angelegtes moduliertes Signal eine vorgegebene Zeitverzögerung bei der Ankunft an jedem entsprechenden zweiten Ende besitzt, die einzelnen Segmente so angeordnet sind, daß die entsprechen den ersten Enden jedes von zwei aufeinanderfolgenden Segmen ten im wesentlichen nebeneinanderliegen und die entsprechen den zweiten Enden jedes von zwei aufeinanderfolgenden Segmen ten im wesentlichen nebeneinanderliegen, um eine Zeitverzöge rungsdiskontinuität in dem durch diese sich ausbreitenden mo dulierten Signal zu vermeiden; und
einen Koppler (100), der an dem stationärem Rahmen (12) befestigt ist und ausreichend nahe an der Übertragungsleitung für den Aufbau einer Funkkopplung zwischen diesen angeordnet ist, um so das an die entsprechenden einzelnen Segmente ange legte modulierte Signal zu empfangen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die einzelnen Seg
mente mindestens zwei einzelne Segmente umfassen, die jeweils
einen vorgegebenen Winkel um den Drehrahmen herum einschlie
ßen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei jedes entspre
chende von den mindestens zwei einzelnen Segmenten einen
Winkel von etwa 180° um den Drehrahmen herum einschließt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die einzelnen Seg
mente eine vorgegebene Anzahl N einzelner Segmente umfassen,
wovon jedes jeweils einen vorgegebenen Winkel um den Drehrah
men herum einschließt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Anzahl N ein
zelner Segmente eine vorgegebene gerade Anzahl ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei jedes entspre
chende der N einzelnen Segmente einen Winkel von etwa 360°/N
um den Drehrahmen herum einschließt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jedes der einzel
nen Segmente eine entsprechende im wesentlichen planare Über
tragungsleitung aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei jede der im we
sentlichen planaren Übertragungsleitungen eine Übertra
gungsleitung aufweist, die aus der aus Mikrostreifen- und
Streifenleitungs-Übertragungsleitungen bestehenden Gruppe
ausgewählt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Koppler eine
entsprechende im wesentlichen planare Übertragungsleitung mit
einem ersten und zweiten Ende aufweist, die entlang einer im
wesentlichen parallel in Bezug zu den einzelnen Segmenten
ausgerichteten Kopplerachse angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Koppler eine
vorgegebene Längenabmessung entlang der Kopplerachse besitzt,
die ausreicht, um im wesentlichen frequenzabhängige Richt
kopplungseffekte zu vermeiden, und die ausreicht, um eine er
hebliche Signalabschwächung in dem Koppler zu vermeiden, so
bald der Koppler einen Spalt zwischen entsprechenden einzel
nen Segmenten passiert.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, welche ferner eine mit
dem ersten Ende verbundene Ausgangsanschlußeinrichtung auf
weist, um das empfangene modulierte Signal weiterzuliefern,
und wobei das zweite Ende im wesentlichen keinerlei Abschluß
impedanz aufweist, so daß das von dem Koppler empfangene mo
dulierte Signal unabhängig von der Ausbreitungsrichtung des
empfangenen modulierten Signals zu der Ausgangsanschlußein
richtung übertritt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die im wesentli
chen planare Übertragungsleitung für den Koppler eine Über
tragungsleitung aufweist, die aus der aus Mikrostreifen- und
Streifenleitungs-Übertragungsleitungen bestehenden Gruppe
ausgewählt ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 7, welche ferner eine An
steuerungseinrichtung zum gleichzeitigen Anlegen des modu
lierten Signals an jedes entsprechende erste Ende der einzel
nen Segmente aufweist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei jedes entspre
chende zweite Ende der einzelnen Segmente mit einer vorgege
benen elektrischen Impedanz verbunden ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Koppler und
die Übertragungsleitung ferner entsprechende Gleiteinrichtun
gen enthalten, um im wesentlichen einen vorgegebenen Abstand
zwischen sich aufrechtzuerhalten.
16. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Koppler und
die Übertragungsleitung jeweils vorgegebene einander gegen
überliegende Seitenflächen aufweisen.
17. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Koppler und
die Übertragungsleitung jeweils vorgegebene einander im we
sentlichen gegenüberliegende obere und untere Flächen aufwei
sen.
18. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei jedes der einzel
nen Segmente eine Koaxial-Übertragungsleitung mit einer ent
sprechenden Nut für die Aufnahme des Kopplers entlang einem
Umfang des Drehrahmens aufweist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei der Koppler eine
Koaxial-Übertragungsleitung aufweist.
20. Computer-Tomographie-System aufweisend:
einen stationären Rahmen (12);
einen im allgemeinen ringförmigen Drehrahmen (15);
eine Übertragungsleitung (40), die an dem Drehrahmen befestigt und im wesentlichen um den Drehrahmen herum ange ordnet ist, wobei die Übertragungsleitung einzelne Segmente (50, 60) aufweist, wovon jedes ein entsprechendes erstes Ende (52, 62) und ein entsprechendes zweites Ende (54, 64) be sitzt, jedes der einzelnen Segmente eine entsprechende elek trische Länge besitzt, die so gewählt ist, daß ein gleich zeitig an jedes entsprechende erste Ende angelegtes modulier tes Signal eine vorgegebene Zeitverzögerung bei der Ankunft an jedem entsprechenden zweiten Ende besitzt, die einzelnen Segmente so angeordnet sind, daß die entsprechenden ersten Enden jedes von zwei aufeinanderfolgenden Segmenten im we sentlichen nebeneinanderliegen und die entsprechenden zweiten Enden jedes von zwei aufeinanderfolgenden Segmenten im we sentlichen nebeneinanderliegen, um eine Zeitverzögerungs diskontinuität in dem durch diese sich ausbreitenden modu lierten Signal zu vermeiden; und
einen Koppler (100), der an dem stationärem Rahmen (12) befestigt ist und ausreichend nahe an der Übertragungsleitung für den Aufbau einer Funkkopplung zwischen diesen angeordnet ist, um so das an die entsprechenden einzelnen Segmente ange legte modulierte Signal zu empfangen.
einen stationären Rahmen (12);
einen im allgemeinen ringförmigen Drehrahmen (15);
eine Übertragungsleitung (40), die an dem Drehrahmen befestigt und im wesentlichen um den Drehrahmen herum ange ordnet ist, wobei die Übertragungsleitung einzelne Segmente (50, 60) aufweist, wovon jedes ein entsprechendes erstes Ende (52, 62) und ein entsprechendes zweites Ende (54, 64) be sitzt, jedes der einzelnen Segmente eine entsprechende elek trische Länge besitzt, die so gewählt ist, daß ein gleich zeitig an jedes entsprechende erste Ende angelegtes modulier tes Signal eine vorgegebene Zeitverzögerung bei der Ankunft an jedem entsprechenden zweiten Ende besitzt, die einzelnen Segmente so angeordnet sind, daß die entsprechenden ersten Enden jedes von zwei aufeinanderfolgenden Segmenten im we sentlichen nebeneinanderliegen und die entsprechenden zweiten Enden jedes von zwei aufeinanderfolgenden Segmenten im we sentlichen nebeneinanderliegen, um eine Zeitverzögerungs diskontinuität in dem durch diese sich ausbreitenden modu lierten Signal zu vermeiden; und
einen Koppler (100), der an dem stationärem Rahmen (12) befestigt ist und ausreichend nahe an der Übertragungsleitung für den Aufbau einer Funkkopplung zwischen diesen angeordnet ist, um so das an die entsprechenden einzelnen Segmente ange legte modulierte Signal zu empfangen.
21. Computer-Tomographie-System nach Anspruch 20, wobei
die einzelnen Segmente mindestens zwei einzelne Segmente um
fassen, die jeweils einen vorgegebenen Winkel um den Drehrah
men herum einschließen.
22. Computer-Tomographie-System nach Anspruch 21, wobei
jedes entsprechende von den mindestens zwei einzelnen Segmen
ten einen Winkel von etwa 180° um den Drehrahmen herum
einschließt.
23. Computer-Tomographie-System nach Anspruch 20, wobei
die einzelnen Segmente eine vorgegebene Anzahl N einzelner
Segmente umfassen, wovon jedes jeweils einen vorgegebenen
Winkel um den Drehrahmen herum einschließt.
24. Computer-Tomographie-System nach Anspruch 23, wobei
die Anzahl N einzelner Segmente eine vorgegebene gerade An
zahl ist.
25. Computer-Tomographie-System nach Anspruch 23, wobei
jedes entsprechende der N einzelnen Segmente einen Winkel von
etwa 360°/N um den Drehrahmen herum einschließt.
26. Computer-Tomographie-System nach Anspruch 20, wobei
jedes der einzelnen Segmente eine entsprechende im wesentli
chen planare Übertragungsleitung aufweist.
27. Computer-Tomographie-System nach Anspruch 26, wobei
jede der im wesentlichen planaren Übertragungsleitungen eine
Übertragungsleitung aufweist, die aus der aus Mikrostreifen-
und Streifenleitungs-Übertragungsleitungen bestehenden Gruppe
ausgewählt ist.
28. Computer-Tomographie-System nach Anspruch 26, wobei
der Koppler eine entsprechende im wesentlichen planare Über
tragungsleitung mit einem ersten und zweiten Ende aufweist,
die entlang einer im wesentlichen parallel in Bezug zu den
einzelnen Segmenten ausgerichteten Kopplerachse angeordnet
ist.
29. Computer-Tomographie-System nach Anspruch 28, wobei
der Koppler eine vorgegebene Längenabmessung entlang der
Kopplerachse besitzt, die ausreicht, um im wesentlichen fre
quenzabhängige Richtkopplungseffekte zu vermeiden, und die
ausreicht, um eine erhebliche Signalabschwächung in dem Kopp
ler zu vermeiden, sobald der Koppler einen Spalt zwischen
entsprechenden einzelnen Segmenten passiert.
30. Computer-Tomographie-System nach Anspruch 29, welche
ferner eine mit dem ersten Ende verbundene Ausgangsanschluß
einrichtung aufweist, um das empfangene modulierte Signal
weiterzuliefern, und wobei das zweite Ende im wesentlichen
keinerlei Abschlußimpedanz aufweist, so daß das von dem Kopp
ler empfangene modulierte Signal unabhängig von der Ausbrei
tungsrichtung des empfangenen modulierten Signals zu der Aus
gangsanschlußeinrichtung übertritt.
31. Computer-Tomographie-System nach Anspruch 30, wobei
die im wesentlichen planare Übertragungsleitung für den Kopp
ler eine Übertragungsleitung aufweist, die aus der aus Mi
krostreifen- und Streifenleitungs-Übertragungsleitungen be
stehenden Gruppe ausgewählt ist.
32. Computer-Tomographie-System nach Anspruch 26, welche
ferner eine Ansteuerungseinrichtung zum gleichzeitigen Anle
gen des modulierten Signals an jedes entsprechende erste Ende
der einzelnen Segmente aufweist.
33. Computer-Tomographie-System nach Anspruch 32, wobei jedes
entsprechende zweite Ende der einzelnen Segmente mit einer
vorgegebenen elektrischen Impedanz verbunden ist.
34. Computer-Tomographie-System nach Anspruch 20, wobei
der Koppler und die Übertragungsleitung ferner entsprechende
Gleiteinrichtungen enthalten, um im wesentlichen einen vorge
gebenen Abstand zwischen sich aufrechtzuerhalten.
35. Computer-Tomographie-System nach Anspruch 28, wobei
der Koppler und die Übertragungsleitung jeweils vorgegebene
einander gegenüberliegende Seitenflächen aufweisen.
36. Computer-Tomographie-System nach Anspruch 28, wobei
der Koppler und die Übertragungsleitung jeweils vorgegebene
einander im wesentlichen gegenüberliegende obere und untere
Flächen aufweisen.
37. Computer-Tomographie-System nach Anspruch 23, wobei
jedes der einzelnen Segmente eine Koaxial-Übertragungsleitung
mit einer entsprechenden Nut für die Aufnahme des Kopplers
entlang einem Umfang des Drehrahmens aufweist.
38. Computer-Tomographie-System nach Anspruch 37, wobei
der Koppler eine Koaxial-Übertragungsleitung aufweist.
39. Vorrichtung für ein Computer-Tomographie-System mit
einem stationären Rahmen und einem im allgemeinen ringför
migen Drehrahmen, enthaltend:
eine Übertragungsleitung (40), die an dem stationären Rahmen (12) befestigt ist, wobei die Übertragungsleitung einzelne Segmente (50, 60) aufweist, wovon jedes ein ent sprechendes erstes Ende (52, 62) und ein entsprechendes zweites Ende (54, 64) besitzt, jedes der einzelnen Segmente eine entsprechende elektrische Länge besitzt, die so gewählt ist, daß ein gleichzeitig an jedes entsprechende erste Ende angelegtes moduliertes Signal eine im wesentlichen ähnliche Zeitverzögerung in Bezug zueinander bei der Ankunft an jedem entsprechenden zweiten Ende besitzt, die einzelnen Segmente so angeordnet sind, daß entsprechende erste Enden jedes von zwei aufeinanderfolgenden Segmenten im wesentlichen nebenein anderliegen und entsprechende zweite Enden jedes von zwei aufeinanderfolgenden Segmenten im wesentlichen nebeneinander liegen, um eine Zeitverzögerungsdiskontinuität in dem durch diese sich ausbreitenden modulierten Signal zu vermeiden; und
einen Koppler (100), der an dem Drehrahmen (15) be festigt ist und ausreichend nahe an der Übertragungsleitung für den Aufbau einer Funkkopplung zwischen diesen angeordnet ist, um so das an die entsprechenden einzelnen Segmente ange legte modulierte Signal zu empfangen.
eine Übertragungsleitung (40), die an dem stationären Rahmen (12) befestigt ist, wobei die Übertragungsleitung einzelne Segmente (50, 60) aufweist, wovon jedes ein ent sprechendes erstes Ende (52, 62) und ein entsprechendes zweites Ende (54, 64) besitzt, jedes der einzelnen Segmente eine entsprechende elektrische Länge besitzt, die so gewählt ist, daß ein gleichzeitig an jedes entsprechende erste Ende angelegtes moduliertes Signal eine im wesentlichen ähnliche Zeitverzögerung in Bezug zueinander bei der Ankunft an jedem entsprechenden zweiten Ende besitzt, die einzelnen Segmente so angeordnet sind, daß entsprechende erste Enden jedes von zwei aufeinanderfolgenden Segmenten im wesentlichen nebenein anderliegen und entsprechende zweite Enden jedes von zwei aufeinanderfolgenden Segmenten im wesentlichen nebeneinander liegen, um eine Zeitverzögerungsdiskontinuität in dem durch diese sich ausbreitenden modulierten Signal zu vermeiden; und
einen Koppler (100), der an dem Drehrahmen (15) be festigt ist und ausreichend nahe an der Übertragungsleitung für den Aufbau einer Funkkopplung zwischen diesen angeordnet ist, um so das an die entsprechenden einzelnen Segmente ange legte modulierte Signal zu empfangen.
40. Verfahren zum Bereitstellen einer Kommunikation mit
relativ hoher Datenrate zwischen einem stationären Rahmen und
einem Drehrahmen, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:
Befestigen einer Übertragungsleitung mit einzelnen Se gmenten an dem Drehrahmen, wobei jedes einzelne Segment ein entsprechendes erstes und ein entsprechendes zweites Ende besitzt;
Wählen der elektrischen Länge jedes einzelnen Segments so, daß ein gleichzeitig an jedes entsprechende erste Ende angelegtes moduliertes Signal eine vorgegebene Zeitverzöge rung bei der Ankunft an jedem entsprechenden zweiten Ende be sitzt;
Anordnen der einzelnen Segmente so, daß entsprechende erste Enden jedes von zwei aufeinanderfolgenden Segmenten im wesentlichen nebeneinanderliegen und entsprechende zweite En den jedes von zwei aufeinanderfolgenden Segmenten im wesent lichen nebeneinanderliegen, um eine Zeitverzögerungsdiskon tinuität in dem durch diese sich ausbreitenden modulierten Signal zu vermeiden;
Befestigen eines Kopplers an dem stationärem Rahmen; und Positionieren des Kopplers ausreichend nahe an der Übertra gungsleitung für den Aufbau einer Funkkopplung zwischen die sen, um so das an die entsprechenden einzelnen Segmente ange legte modulierte Signal zu empfangen.
Befestigen einer Übertragungsleitung mit einzelnen Se gmenten an dem Drehrahmen, wobei jedes einzelne Segment ein entsprechendes erstes und ein entsprechendes zweites Ende besitzt;
Wählen der elektrischen Länge jedes einzelnen Segments so, daß ein gleichzeitig an jedes entsprechende erste Ende angelegtes moduliertes Signal eine vorgegebene Zeitverzöge rung bei der Ankunft an jedem entsprechenden zweiten Ende be sitzt;
Anordnen der einzelnen Segmente so, daß entsprechende erste Enden jedes von zwei aufeinanderfolgenden Segmenten im wesentlichen nebeneinanderliegen und entsprechende zweite En den jedes von zwei aufeinanderfolgenden Segmenten im wesent lichen nebeneinanderliegen, um eine Zeitverzögerungsdiskon tinuität in dem durch diese sich ausbreitenden modulierten Signal zu vermeiden;
Befestigen eines Kopplers an dem stationärem Rahmen; und Positionieren des Kopplers ausreichend nahe an der Übertra gungsleitung für den Aufbau einer Funkkopplung zwischen die sen, um so das an die entsprechenden einzelnen Segmente ange legte modulierte Signal zu empfangen.
41. Verfahren nach Anspruch 40, welches ferner den
Schritt der Verbindung jedes entsprechenden Endes der einzel
nen Segmente mit einer vorgegebenen elektrischen Impedanz
aufweist.
42. Verfahren nach Anspruch 41, welches ferner den
Schritt der Auswahl einer vorgegebenen Koppler-Längenab
messung aufweist, welche ausreicht, um frequenzabhängige
Richtkopplungseffekte zu vermeiden, und welche ausreicht, um
eine erhebliche Signalabschwächung in dem Koppler zu vermei
den, sobald der Koppler einen Spalt zwischen den entspre
chenden einzelnen Segmenten passiert.
43. Verfahren nach Anspruch 42, welches ferner den
Schritt der wechselseitigen Ausrichtung der Übertragungslei
tung und des Kopplers aufweist, so daß vorgegebene Seitenflä
chen der Übertragungsleitung und des Kopplers im wesentlichen
einander gegenüberliegen.
44. Verfahren nach Anspruch 42, welches ferner den
Schritt der wechselseitigen Ausrichtung der Übertragungslei
tung und des Kopplers aufweist, so daß entsprechende obere
und untere Flächen der Übertragungsleitung und des Kopplers
im wesentlichen einander gegenüberliegen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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---|---|---|---|
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