JPS60224076A - 高周波磁場発生・検出器 - Google Patents

高周波磁場発生・検出器

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JPS60224076A
JPS60224076A JP59080122A JP8012284A JPS60224076A JP S60224076 A JPS60224076 A JP S60224076A JP 59080122 A JP59080122 A JP 59080122A JP 8012284 A JP8012284 A JP 8012284A JP S60224076 A JPS60224076 A JP S60224076A
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JP
Japan
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coil
frequency
magnetic field
impedance
frequency coil
Prior art date
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Pending
Application number
JP59080122A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoshi Yoda
潔 依田
Satoru Fujimura
哲 藤村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS60224076A publication Critical patent/JPS60224076A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/32Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
    • G01R33/36Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
    • G01R33/3628Tuning/matching of the transmit/receive coil

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、高周波磁場発生・検出器、特に核磁気共鳴
装置用の高周波磁場発生・検出器に関するものである。
〔従来技術〕
従来、この種の高周波磁場発生・検出器として第1図に
示すものがあった。図において、(1)は高周波=r 
(ル例えば鞍凰コイル、ソレノイドコイル、(2)はこ
の高周波コイルに接続されたインピーダンと結合するた
めの接続端子である。なお、高周波コイル(/)のイン
ピーダンスと高周波送受信器の入出力インピーダンスと
が異なるので、可変コンデンサ(2)は両者のインピー
ダンスを整合する。
第一図は第1図に示した従来の高周波磁場発生・検出器
に使用される高周波コイル(1)の−例を示す。
(り)は高周波コイル(1)を構成する銅線、そして(
5)はこの銅線(弘)に接続された電極である。この電
極(5)から銅線(弘)K高周波電流を供給すると、高
周波磁場(6)が生じる。
従来の高周波磁場発生・検出器は以上のように構成され
ているので、例えばJjMllz以上の比較的高い周波
数で用いる場合、高周波コイルのインピーダンスが増加
し、相対的にインピーダンス整合用の可変コンデンサの
容量が小さくなり過ぎて、高周波磁場発生・検出器を構
成することが困難であった。また、高周波コイルのイン
ピーダンスの増加に伴ない、可変コンデンサの高耐圧化
に伴なう可変コンデンサの大型化、高価格化などの問題
があった。さらに高周波コイルのインピーダンスを増加
させないために大聖の高周波コイルの場合、軸方向のコ
イル長を短縮することなどが必要であり、このため軸方
向の高周波磁場の均一度が低下するなどの欠点もあった
〔発明の概要〕
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、高周波コイルを/個所以上で分割
し、その分割点に浮遊容量を形成することにより、高周
波コイルのインダクタンスを等価的に低減させ、可変コ
ンデンサの構成を容易にし、また軸方向の高周波i場の
均一度を改善できる核磁気共鳴装置用の高周波磁場発生
・検出器を提供することを目的としている。
この発明は、また、高周波コイルを1個所以上で分割し
、その分割点に浮遊容量を形成することにより、高周波
コイルを等価的に容量性インピーダンスに変換し、続い
てこの容量性インピーダンスを比較的小さい誘導性イン
ピーダンスに変換して可変コンデンサの構成を容易にし
、また軸方向の高周波4JIi場の均一度を改善できる
核磁気共鳴装置用の繻周波碌場発生・検出器を提供する
ことも目的としている。
〔発明の実施例〕
第3図はこの発明の第1実施例を示し、(10)はこの
発明で使用される尚周波コイル、(り)は高周波コイル
(10)のインダクタンス、 (r)&゛よ高周波コイ
ル(tO)の浮遊容量、そして(9)は高周波コイル(
tO)および上述の可変コンデンサ(2)から成る平衡
な負荷を上述の不平衡な高周波送受信器へ結合する平衡
不平衡変換器であり、例えば儀波長の電気的長さを有す
る伝送線路としての同軸ケーブルである。
第V図は高周波コイル(lθ)を示し、(//)は複数
枚の金属板例えば帯状の銅板、そして(/λ)は銅板(
l/)と銅板(l/)の間に介在された電気絶縁体であ
る。
まず高周波コイル(10)の動作について説明する。電
極(5)から供給される高周波電流が銅板(l/)およ
び電気絶縁体(/2)を流れると、高周波磁場(6)が
生じる。なお、電気絶縁体(八〇により電流経路中に浮
遊容icが直列に存在する(第3図参照)ことになるが
、電気絶縁体(/、2)がなく各銅板(//)が直流的
に結合している場合の高周波コイル(10)のインダク
タンスをLとすると、電極(3)から見たインピーダン
ス2はほぼとなる。ここでωは高周波1M1流の角周波
数で、rは高周波コイル(10)の高周波抵抗である。
なお、従来の高周波コイル(1)のインピーダンスZ′
はz’ = 、1ωL+γ なので、この発明により、高周波コイル(/θ)のイン
ダクタンスを等測的に変化させられる。また、浮遊容量
Cを調節することにより、インピーダンス2を誘導性に
なるようにすれば、従来よりインダクタンスの小さい高
周波コイルとなる。なお。
浮遊容量を調節する和は電気絶縁体(八〇の厚さを変え
たり、その誘電率を変えたり、容量性結合するコイル分
割点の数を増減させたりすればよい。
このように、インダクタンスの小さい高周波コイルを提
供できるので、この高周波コイル用のインピーダンス整
合器として使用する可変コンデンサの容量をより大きく
でき、また、可変コンデンサの耐圧はより小さくてよい
。これらについて、第1図で説明する。角周波数ωに対
して、高周波コイル(1)(インダクタンスL、高周波
抵抗γ)のインピーダンス整合用の可変コンデンサ(,
2) 、 (λ)のそれぞれ静電容量C1σは次式で与
えられる。
ここに、Rは高周波コイルに雷、力を供給する高周波増
幅器(図示しない)の出力インピーダンスであり、通常
は5oΩである。
即ち、Lを小さくすればCおよびσは大きくでき、イン
ピーダンス整合が容易になる。また、c。
C′の両端の電圧をそれぞれVc、Vc’とすると、は
ぼ Vc = Vc’ = jωLl + τ工となり、L
を小さくすればCおよびC′の耐圧を下げられ、可変コ
ンデンサの小型化、低価格化が図れる。
また、軸方向のコイル長をコイル直径の一倍程度にした
時1、この発明における高周波コイルで発生する高周波
磁場の均一度は最良となる。しかしながら、従来の高周
波コイルの場合はその大型化に伴いインダクタンスが大
きくなり過ぎて、インピーダンス整合がとりにくいなど
のために可変コンデンサを構成するのが難しかった。こ
の発明によれば、インダクタンスを低減できるので大型
高周波コイルにおい℃も最適なコイル形状で構成できる
次にこの発明の第1実施例の動作を第3図について説明
する。高周波コイル(lO)のインピーダンスを可変コ
ンデンサ(コ)により例えば200Ωに変換する。可変
コンデンサ(λ)は、高周波コイル(lO)が平衡型負
荷であるので、平衡性を保持するため図示のように3個
用いる。次に、平衡不平衡変換器(9)により不平衡型
に変換する。例えば、平衡不平衡変換器(9)として、
高周波コイル(10)に供給する筒周波電流の波長に対
してII;b波長の電気的長さを有する同軸ケーブルを
用いた場合は、インピーダンスかり:lに変換されるの
で、高周波送受信器との接続端子(3)から見たインピ
ーダンスはSOΩとなる。通常、高周波送受信器の入出
力インピーダンスは50Ωなので1以上の結果、インピ
ーダンスの整合がなされ、効率良く高周波磁場の発生お
よび検出が可能となる。
第5図はこの発明の第2笑施例を示し、第3図に示した
第1実施例とは、高周波コイル(/(7)と可変コンデ
ンサ(λ)の間に容量性インピーダンスを誘導性インピ
ーダンスに変換するためのインピーダンス変換器(/3
)例えば//F波長の電気的長さを有する伝送線路とし
ての同軸ケーブルを設けたこと、および浮遊容量Cを調
節して高周波コイル(10)のインピーダンス2を容量
性になるようにしたことだけが違う。このように構成す
ることにより、第1実施例と同様に、第λ実施例でも従
来よりインダクタンスの小さい高周波コイルとなる。
次にこの発明の第コ実施例の動作を第S図について、説
明する。容1猜性インピーダンスをもつ高周波コイル(
10)に4波長の電気的長さを有する同軸ケーブル(/
3)を接続した結果、高周波コイル(/θ)のインピー
ダンスが等価的に誘導性インピーダンスに変換される。
もう少し詳しく説明すれば、特性インピーダンス20の
伝送線路に負荷X/が接続されている地合、負荷端より
4波長離れた点で負荷側を見込んだインピーダンスZi
nはl すなわち誘導性となるのである。次に、変換された誘導
性インピーダンスは、インピーダンス整合用の可変コン
デンサ(コ)により、例えば200Ωに変換される。更
に平衡不平衡変換器(り)により、平衡型負荷が不平衡
インピーダンスに変換されると同時にインピーダンスが
弘:lに変換されるため、接続端子3から負荷側を見た
インピーダンスはSOΩとなり、負荷に接続する高周波
送受信器のインピーダンス(通常はSOΩ、不平衡)と
整合し、効率良く一周波磁場の発生および検出が可能と
なる。
なお、上記実施例では軸方向あるいは周方向に設置した
銅板自体を分割しなかったが、これらが更に複数に分割
した上で、容量性結合させてもよい。電気絶縁体として
は固体や液体の誘電体でもよいし、空気などの気体でも
よい。銅板のかわりに銅パイプ、銅線などでも良く、こ
れらの組み合わせによっても同様な効果がある。材質は
銅塊外の金属でもよい。
以上のように、この発明によれば、核磁気共鳴装置用の
高周波コイルに直列に浮遊容量を形成したので、高周波
コイルのインダクタンスを等価的に小さくでき、インピ
ーダンス整合器の構成が容易になり、更に高周波磁場の
均一度の改善も図れる。また、浮遊容量を調節して高周
波コイルのインピーダンスを等価的に容量性にしかつ高
周波コイルと可変コンデンサの間にインピーダンス変換
器を接続したので、高周波コイルのインダクタンスを等
価的に小さくでき、インピーダンス整合器の構成が容易
になり、更に高周波磁場の均一度の改善も図れることに
、加えて、高周波コイルと可変コンデンサの間を広く離
すことができかつ調整がし易いと云う効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は核磁気共鳴装置用の従来の高周波磁場発生・検
出器を示す回路図、第2図は第1図中の高周波コイルを
示す斜視図、第3図はこの発明の第1実施例を示す回路
図、第φ図はこの発明で使用される高周波コイルを示す
斜視図、そして第5図はこの発明の第2実施例を示す回
路図である。 (10)は高周波コイル、(コ)は可変コンデンサ、(
6)は高周波磁場、(7)は高周波コイルのインダクタ
ンス、(ざ)は高周波コイルの浮遊容量、(9)は平衡
不平衡変換器、(ll)は銅板、(/J)は電気絶縁体
、(13)はインピーダンス変換器である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 焔1図 第2図 幣3図 第4図 2 手続補装置「自発」 昭和59男 71月18 日 特許庁長官殿 1、事件の表示 昭和59年特許願第 10/コλ 号 2、 発明の名称 高周波磁場発生・検出器 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号名 称 
(601)三菱電機株式会社 代表者片山仁八部 4、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目4番1号丸の内ビ
ルディング4階 (1)明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 明細書をつぎのとおり訂正する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)/個所以上で分割されてその分割点に浮遊容量を
    形成した高周波コイルと、この高周波コイルに接続され
    たインピーダンス整合用のコンデンサと、上記高周波コ
    イルおよび上記コンデンサから成る平衡な負荷を不平衡
    な高周波送受信器へ結合する平衡不平衡変換器とを備え
    、上記浮遊容量を調節して上記高周波コイルのインダク
    タンスを等測的に低減さ也、上ves*被コイルの軸方
    向コイル長をコイル直径のλ倍程度にしたことを特徴と
    する高周波磁場発生・検出器。 (2) 高周波コイルが鞍型コイルであることを特徴と
    する特許請求の範囲第7項記載の高周波磁場発生書検出
    器。 (3)高周波コイルがソレノイドコイルであることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の高周波磁場発生・
    検出器。 (リ 高周波コイルを、検歇枚の金匈鯰艶・かつ各金属
    板を電気絶縁体で容量性結合して構成したことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれか記載
    の高周波磁場発生・検出器。 ’/2 (j) 平衡不平衡変換器は、゛慢波長の電気的長さを
    有する伝送線路であることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項ないし第弘項のいずれか記載の高周波磁場発生・
    検出器。 (6)伝送線路が同軸ケーブルであることを特徴とする
    特許請求の範囲第S項記載の高周波磁場発生・検出器。 (7) インピーダンス整合用のコンデンサを平衡型に
    配置したことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし
    第6項のいずれか記載の高周波磁場発生・検出器。 (t)/個所以上で分割されてその分割点に浮遊容量を
    形成した高周波コイルと、インピーダンス整合用のコン
    デンサと、上記高周波コイルと上記コンデンサを結合す
    るインピーダンス変換器と、上記高周波コイル、上記コ
    ンデンサおよび上記インピーダンス変換器から成る平衡
    な負荷を不平衡な高周波送受信器へ結合する平衡不平衡
    変換器とを備え、上記浮遊容量を調節して上記高周波コ
    イルのインピーダンスを等価的に容量性にし、上記高周
    波コイルの軸方向コイル長をコイル直径の一倍程度にし
    たことを特徴とする高周波磁場発生・の奇数倍の電気的
    長さを有する伝送線路であることを特徴とする特許請求
    範囲第1項記載の高周波磁場発生中検出器。
JP59080122A 1984-04-23 1984-04-23 高周波磁場発生・検出器 Pending JPS60224076A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61186841A (ja) * 1985-02-14 1986-08-20 Jeol Ltd Nmrプロ−ブ用コイル装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61186841A (ja) * 1985-02-14 1986-08-20 Jeol Ltd Nmrプロ−ブ用コイル装置
JPH0431069B2 (ja) * 1985-02-14 1992-05-25

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