JP2006003358A5

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Publication number: JP2006003358A5
Application number: JP2005174661A
Authority: JP
Filing date: 2005-06-15
Publication date: 2010-03-18
Anticipated expiration: 2025-06-15

Claims

主ライン区間と呼ばれる２つの電力ライン区間または伝送ライン区間を含み、このような主ライン区間は各々コイルの端部または端子の一方に取り付けられた導体の区間を少なくとも含み、これによりこのような取り付けられた導体区間は前記コイルと共に前記所定の共振周波数を呈する発振回路または第１の発振回路を構成する、コイル、特にＮＭＲコイルまたはサンプルコイルの多周波電力回路であって、主電力ライン区間または主伝送ライン区間（３、３’）がインピーダンス制御マルチ導体ライン区間から構成されており、該ライン区間の各々はコイル（２）に取り付けられておらず、それぞれ対応する取り付けられた導体区間（４、４’）の傍の前記主ライン区間（３、３’）内まで延び、かつ前記導体の傍または反対に位置する区間（４、４’および６、６’）に沿って分配された静電結合を取り付けられた導体区間と共に呈する少なくとも１つの他方の導体区間（６、６’）を含んでいることと、前記取り付けられていない導体区間（６、６’）は、コイル（２）および取り付けられた導体区間（４、４’）および取り付けられていない導体区間（６、６’）と共に、および任意には取り付けられていない導体区間（６、６’）に接続された追加の電力ライン区間（７、７’；８、８’）と共に、第１の発振回路（５）の共振周波数とは異なる共振周波数を有する少なくとも１つの追加の発振回路（９、１０）を形成することと、前記発振回路（５、９、１０）の各々は個々に調整可能な同調回路または構成部品（１１、１１’、１１”）に対して閉回路を形成し、かつ２つの取り付けられた導体区間（４、４’）の少なくとも１つ、２つの取り付けられていない導体区間（６、６’）の少なくとも１つ、または該当する追加の発振回路（９、１０）の一部である追加のライン区間（７、７’；８、８’）の少なくとも１つの各々との該当する前記一次電力回路（１２、１２’、１２”）の電磁結合、静電結合、または電磁−静電結合によるエネルギーの移送によって、それぞれ対応する一次電力回路（１２、１２’、１２”）を用いて給電されることとを特徴とする多周波電力回路（１）。
各発振回路（５、９、１０）は、取り付けられた導体区間（４、４’）および任意には取り付けられていない導体区間（６、６’）、ならびにそれぞれ２つずつ同じタイプで同じ長さの追加のライン区間（７、７’；８、８’）を組み込んだ、対称的構造および構成を有しており、これにより２つの取り付けられた導体（４、４’）は第１の発振回路（５）の共振波長の半分の倍数である長さを有する第１の発振回路（５）の一部となっている請求項１に記載の電力回路。
追加の発振回路または複数の発振回路（９、１０）は、好適には、第１の発振回路（５）の共振周波数よりも高い１つまたは複数の共振周波数を有し、これにより、２つの主ライン区間（３、３’）の相互に対向する各々取り付けられた導体区間（４、４’）および取り付けられていない導体区間（６、６’）の区間の長さは、前記ライン区間に沿って分配されたライン容量の結果得られる結合のレベルの程度が、前記追加の発振回路（９、１０）の共振周波数または複数の共振周波数にとって十分であるエネルギーの移送を確実にするように適したものになる請求項１および２のいずれかに記載の電力回路。
２つの主電力ライン区間および主伝送ライン区間（３および３’）は、取り付けられていない導体区間と外部との間の取り付けられた導体区間および取り付けられていない導体区間の周囲に遮蔽を形成する少なくとも１つのコーティングまたは絶縁導体（１３）を形成する請求項１から３のいずれかに記載の電力回路。
前記主電力ライン区間または主伝送区間（３、３’）の導体（４、６’；６、６’）は、好適には柔軟性の組成を有する、成層構造体と並んでいるかまたはサンドイッチ形態の、誘電材料が挿置された、組みたてられたバンド導体から構成され、これにより追加の電力ライン区間（７、７’；８、８’）は好適には同軸ラインから形成される請求項１から４のいずれか一項に記載の電力回路。
主電力ライン区間または主伝送区間（３、３’）の導体（４、４’；６、６’）は、同心または同軸の導体から構成され、中心ワイヤ導体および該ワイヤ導体を囲繞する１つまたは複数の同心管状導体を備え、誘電体層が挿入されており、これにより追加の電力ライン区間（７、７’；８、８’）は好適には同軸ラインから構成される請求項１から４のいずれかに記載の電力回路。
第１の発振回路（５）および追加の第１の発振回路（９）に加えて、対称的構造であり、上記発振回路５および９の共振周波数とは異なる共振周波数を有し、かつＮＭＲコイル（２）、主ライン区間（３、３’）の取り付けられた導体区間（４、４’）の部分、および他の発振回路（１０）に固有の追加の伝送ライン区間（８、８’）によって構成された少なくとも１つの他方の追加の発振回路（１０）を含み、これにより、このような２つのセット（別個のライン区間（８、８’）／連続する取り付けられた導体区間部分（４、４’））は、同じ累積的長さを有し、この（これらの）他の回路（複数の回路）（１０）の共振波長の半分の倍数に等しく、このような適したライン区間（８、８’）は、その端部の１つにおいて対称的構造であり、かつそれらの他の端部によって、該当する取り付けられた導体区間（４または４’）の干渉しない冷点（１４または１４’）において主ライン区間（３、３’）の取り付けられた導体（４、４’）の１つに各々接続された調整可能な同調回路または構成部品（１１”）に対して閉回路を形成する請求項１から６のいずれかに記載の電力回路。
第１の発振回路（５）および追加の第１の発振回路（９）に加えて、対称的構造であり、かつ上記発振回路（５および９）の共振周波数とは異なる共振周波数を有した少なくとも１つの他方の追加の発振回路（１０）を含み、このまたはこれらの発振回路（１０）は第一に、前記適したライン区間（８、８’）の各々の端部の一方において対称的構造であり、かつそれらの他の端部によって、主伝送ライン区間または主電力ライン区間（３、３’）の取り付けられていない導体区間（６、６’）の一方に各々取り付けられた調整可能な同調回路または構成部品（１１”）に対して閉回路を形成する前記他方の回路（１０）に固有の伝送ライン区間８、８’から構成される請求項１から６のいずれかに記載の電力回路。
前記主電力ライン区間および主伝送ライン区間を構成する多導体ライン区間（３、３’）は各々、コーティングまたは遮蔽導体（１３）に加えて、コイル２に取り付けられた第１の導体区間（４、４’）、およびコイル２に取り付けられておらず、かつ静電的に前記第１の導体区間（４、４’）に結合された第２の導体区間６、６’を含む請求項１から８のいずれかに記載の電力回路。
マルチ導体ライン区間（３、３’）は、３軸のライン区間から、または３つの同心導体（４、６、１３；４’、６’、１３’）を用いて構成され、これにより少なくとも１つの発振回路（５）は前記３軸のライン（３、３’）のコイル（２）に直接取り付けられた導体区間（４、４’）を組み込み、かつ前記少なくとも１つの追加の発振回路（９）は前記３軸のライン（３、３’）の取り付けられていない追加の同心導体区間（６、６’）を組み込み、これにより、前記３軸のライン（３、３’）のライン容量が分配されるのでエネルギーの移送はこのような個々に関連する同心導体の間で実行される請求項１から９のいずれかに記載の電力回路。
前記３軸のライン（３、３’）のコイル（２）に直接取り付けられた導体区間（４、４’）は３軸のラインの中間導体から構成され、かつ前記少なくとも１つの追加の発振回路（９）はコイル（２）に取り付けられていない中心導体区間（６、６’）を含み、これにより、中心導体と中間導体との間に分配されるライン容量が、該当する前記少なくとも１つの追加の発振回路（９）がコイル（２）に取り付けられた前記中間導体（４、４’）を介して、コイル（２）に対して閉回路を形成できるようにする結合によって接続を提供する請求項１０に記載の電力回路。
中間導体区間（４、４’）の各々は個々の干渉しない冷点においてカットオフまたは物理的不連続（１５、１５’）を呈し、かつ前記少なくとも１つの他の追加の発振回路（１０）の追加のライン区間（８、８’）は前記冷点でコイル（２）に接続された前記中間導体区間（４、４’）に接続され、これにより、前記カットオフまたは物理的不連続（１５、１５’）において相互に向き合う前記中間導体区間（４、４’）の２つの部分は、周波数選択性のエネルギー伝達回路（１６、１６’）、例えば、第１の発振回路（５）の共振周波数に集められかつこの周波数に対して最大のエネルギーを伝達する帯域フィルタによって共に接続される請求項１１に記載の電力回路。
前記３軸のラインのコイル（２）に直接接続された導体区間（４、４’）は３軸のラインの中心導体区間から構成され、かつ前記少なくとも１つの追加の発振回路（９）はコイル（２）に接続されていない中間導体区間（６、６’）を組み込み、これによりこのような中心導体と中間導体の間に分配されるライン容量は、該当する前記少なくとも１つの追加の発振回路（９）がコイル２に接続された中心導体（４、４’）を介してコイル（２）に対して閉ループを形成できるようにする結合によって接続を提供する請求項１０に記載の電力回路。
前記少なくとも１つの他の追加の発振回路（１０）の追加のライン区間（８、８’）の導体は、このような導体の干渉しない冷点（１４、１４’）で中心導体（４、４’）に接続され、阻止フィルタ（１７、１７’）が中心導体（４、４’）の間で、第１の発振回路（５）および追加のライン区間（８、８’）が前記中心導体に接続された他の追加の発振回路（１０）を絶縁し、このような発振回路（５、１０）も、適した阻止フィルタ（１８、１８’；１９、１９’）によって、前記コイルに接続されていない中間導体を組み込む前記少なくとも１つの追加の発振回路９から絶縁された請求項１３に記載の電力回路。
少なくとも１つの発振回路（５、９、１０）の一次電力回路（１２、１２’、１２”）は、共通の回路（２０）をこの発振回路と一体にすることによってこの発振回路に部分的にマージされ、前記一次電力回路（１２、１２’、１２”）は、一方では関連する発振回路（５、９、１０）の所定の共振周波数に同調され、かつ結合コンデンサ（２２）を介して対応する調整可能な対称的同調回路または構成部品（１１、１１’、１１”）のある端子において前記発振回路に取り付けられた無線周波数発生器（２１）と、他方では前記調整可能な対称的同調回路または構成部品の他方の端子に取り付けられた適合化回路または構成部品（２３）とを備え、これにより適合化構成部品（２３）および調整可能な対称的同調部品（１１、１１’、１１”）は、連続的、断続的、またはサージで動作し得るコンデンサおよび発生器（２１）から構成された２つの回路（１２、１２’、１２”および５、９、１０）の一部となっている請求項１から１４のいずれかに記載の電力回路。
少なくとも１つの発振回路（５、９、１０）の一次電力回路（１２、１２’、１２”）は別個の回路から構成され、該当する発振回路の所定の共振周波数に同調され、かつコイル（２）および１つまたは複数の主ライン区間（３、３’）および対称的同調回路または構成部品（１１、１１’、１１”）に接続された２つの導体区間（４、４’）の少なくとも一方との結合に関与する一部または複数の部分である無線周波数発生器（２１）に加えて、結合を最適化するとともに前記一次電力回路に関連するその作用のいくらかを制限することが意図された適合化回路または構成部品（２３）も含む請求項１から１４のいずれかに記載の電力回路。
結合または各々の結合（一次電力回路（１２、１２’、１２”）／該当の対応する発振回路（５、９、１０））は事実上実質的に磁気的な結合であり、適合化回路または構成部品は該当する一次電力回路における誘導リアクタンスを取り消すことが意図された調整可能なコンデンサである請求項１６に記載の電力回路。
一次電力回路（１２、１２’、１２”）と関連する発振回路（５、９、１０）との間の結合によるエネルギーの移送は二重結合から構成され、対称的かつ等価に、該当する２つの伝送ライン区間（３、３’；８、８’；７、７’）の同様の導体区間（４、４’；６、６’）を割り当てる請求項１６および１７のいずれかに記載の電力回路。
２つの回路間でエネルギーの移送を実行する結合または２つの結合の各々（一次電力回路（１２、１２’、１２”）／該当の対応する発振回路（５、９、１０））は、該当する発振回路（５、９、１０）のライン区間（３、３’；７、７’；８、８’）のうちの１つのある導体区間の部分区間（２４、２４’、２４”）と、関連する一次電力回路（１２、１２’、１２”）内の適合化回路（２３）に発生器（２１）を接続するラインの反対側の部分区間（２５、２５’、２５”）との間の一次電磁結合から構成され得、これにより相互に（２４、２５；２４’、２５’；２４”、２５”）に関連する部分区間のこのような対の各々のうち２つの部分区間が所定の長さを有し、レッヘルラインを形成するように平行にかつ近接して設置される請求項１７および１８のいずれかに記載の電力回路。
エネルギー伝達との結合または各結合（一次電力回路（１２、１２’、１２”）／該当の対応する発振回路（５、９、１０））は、前記一次電力回路（１２、１２’、１２”）内に直列に設置されたソレノイド（２６）と、該当の関連する発振回路（５、９、１０）内に直列に設置されたコンデンサ／インダクタンスユニットとの間の対称的または非対称的な電磁−静電結合から構成され得、これにより前記コンデンサは同調構成部品（１１、１１’、１１”）に対応でき、インダクタンス（２７および２７’）は任意にはＬＣ回路の一部である各々によって、前記同調コンデンサの両側に直列に設置された２つの等価なインダクタンスからなることができる請求項１７および１８のいずれかに記載の電力回路。
第１の発振回路（５）および／または前記少なくとも１つの追加の発振回路（９、１０）は、必要に応じてそのうちの各々が他方の発振回路の１つまたは他方の共振周波数に同調される１つまたは複数の帯域阻止絶縁フィルタ（１７、１７’；１８、１８’；１９、１９’）を組み込む請求項１から２０のいずれかに記載の電力回路。
前記絶縁フィルタは該当する発振回路内に対称的に設置されたフィルタの対（複数の対）の形態を取り、これによりフィルタの所与の対の各々のフィルタは、該当する前記発振回路の一部である導体区間の１つと直列に接続されるか、または直列に設置される請求項２１に記載の絶縁回路。
第１の発振回路（５）および２つの追加の発振回路（９および１０）の存在下では、前記発振回路の少なくとも１つの発振回路（１０）は２組の絶縁フィルタ対（１７、１７’；１８、１８’；１９、１９’）を組み込み、これによりフィルタの各対は他の２つの発振回路（５および９）の共振周波数に同調され、フィルタの対の１つ（１９、１９’）は周波数で、好適には連続的に調整可能である請求項２１または２２のいずれかに記載の電力回路。
前記絶縁フィルタはＬＣ回路の対から構成され、フィルタ（１９、１９’）の対または複数の対は任意には周波数で調整可能であり、かつそれら（２９）を同調させるための相互に機械的な制御とともに可変コンデンサ（２８、２８’）を連続的に組み込む請求項１６および１７に記載の電力回路。
請求項１から２４のいずれかに記載のサンプルコイル（２）の電力回路（１）を備えた多周波ＮＭＲプローブ。
請求項１から２４のいずれかに記載のサンプルコイル（２）の電力回路（１）を備えた特に固相分光測定用のＮＭＲスペクトロメータ。