JPS6199879A - 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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Publication number
JPS6199879A
JPS6199879A JP59220907A JP22090784A JPS6199879A JP S6199879 A JPS6199879 A JP S6199879A JP 59220907 A JP59220907 A JP 59220907A JP 22090784 A JP22090784 A JP 22090784A JP S6199879 A JPS6199879 A JP S6199879A
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JP
Japan
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frequency
coil
magnetic field
impedance
frequency coil
Prior art date
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Pending
Application number
JP59220907A
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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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Pending legal-status Critical Current

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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)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (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】 〔産業上の利用分野〕 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。
〔従来の技術〕
従来、この種の高周波磁場発生・検出器として第4図に
示すものがあった。図において、(1)は高周波コイル
例えば鞍型コイル、あるいはソレノイドコイルであり、
(2月まこの高周波コイルに接続されたインピーダンス
整合用の可変コンデンサ、そして(3)は高周波磁場発
生・検出器を高周波送受信器(図示しない)と結合する
ための接続端子である。なお、高周波コイル(1)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月よ両者のインピ
ーダンスを整合する。
第5図は第4図に示j)だ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。
(4)は高周波コイル(1)を構成する銅線、そして(
5)はこの@ #M(4)に接続された電極である。こ
の電極(5)から銅線(4)に高周波電流を供給すると
、高周波磁場(6)が生じる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
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25MHz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
容態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
に件なう可変コンデンサの大型化、高価格化などの問題
点があった。
この発明はかかる[1点を解決するためになされたもの
で、インピーダンス整合用の可変コンデンサの構成を容
易にすることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段71 この発明による高周波磁場発生・検出器は、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、高周波コイル及びコンデンサか
ら成る平衛な負荷を不平衛な高周波送受信器へ結合する
平衛不平衛変換器を備えたものである。
また、この発明の別の発明による高周波磁場発生・検出
器は、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、インピーダンス整合用のコン
デンサと、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、高周波コイル、上記コンデンサ
及び上記インピーダンス変換器から成る平衛な負荷を不
平衛な高周波送受信器へ結合する平衛不平衛変換器とを
備えたものである。
〔作用〕
この発明における高周波磁場発生・検出器は高周波コイ
ルの分割点に形成された浮遊容量を調節して、高周波コ
イルのインダクタンスを等価的に低減させる。
また、この発1の別の発明におけぬ高周波磁場発生・検
出器は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する。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例による高周波磁場発生・検
出器を示す回路図であり、01は1個所以上で分割され
、その分割点に浮遊容量を形成した高周波コイル、(7
)は高周波コイルOQのインダクタンス、(8)は高周
波コイル01の浮遊容量、そして(9)ii高周波コイ
ル(IQおよび上述の可変コンデンサ(2)から成る平
衛な負荷を上述の不平衛な高周波送受信器へ結合する平
衛不平衛変換器であり、例えば1/2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2図は高周波コイル04の一例として鞍型コイルを示
し、Qυは複数枚の金属体、例えば帯状の銅板、そして
(イ)は銅板aυと銅板a11の間に介在された電気絶
縁体であり、各金属体を容量性結合する。
なお、上記鞍型コイルのコイル直径りとコイル長さlは
、0.7 r) S # :l= 2.4 Dであり、
開き角θハ100゛≦θ≦140°である。この範囲を
越えると高周波磁場の均一度が悪く、満足する結合が得
られなくなる。
まず、高周波コイル01の動作について説明する。
第2図で電極(5)から供給される高周波電流が銅板Q
υおよび電気絶縁体04を流れると、高周波磁場(6)
が生じる。なお、電気絶縁体0りにより電流経路中に浮
遊容jlCが直列に存在する(第1図参照)ことになる
が、電気絶縁体(6)がなく各銅板αυが直流的に結合
している場合の高周波コイルOQのインダクタンスをL
とすると、電極(5)から見たインピーダンスZはほぼ Zへj(ωL−一)十γ ωC となる。ここでωcj萬周波電流の角周波数で、γは高
周波コイルαQ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’=jωL十
γ なので、この発明により、高周波コイルGOのインダク
タンスを等価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Zを誘導性になる
まうに1れば、従来誹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には電気絶縁
体(2)の厚さを変えたり、その詞電率を父えたり、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4図で説−する。角周波斂ωlζ
対して、高周波コイル(1)(インダクタンスL1高周
波抵抗γ)のインピーダンス整合用の回度コンデンサ(
2) * (2)のそれぞれ静電容fiC,C’は次式
で与えられる。
ここに、Rは高周波コイルに電力を供給する高周波増幅
器(図示しない)の田カインピーダンスであり、通常は
50Ωである。
即ち、Lを小さくすればCおよびC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白V、?勺jωLI+TI 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、低価格化が図れスー 次にこの発明の第1実施例の動作を第1因についてhm
する。高周波コイル(l[)のインピーダンスを可変コ
ンデンサ(2)により例えば200Ωに変換する。可変
コンデンサC2)は、高周波コイル(IQが平衛型負荷
であるので、平衡性を保持するため図示のように8個用
いる。次に、平衛不平衛変換11s(9)に・より不平
両型に変換する。鉤えば、平衛不平衛変換器(9)とし
て、高周波コイルOQに供給する高周波電流の波長に対
して1/2波長の電気的長さを有する同軸を用いた場合
は、インピーダンスが4=1に変換されるので、高周波
送受4a器との接続端子(3)から見たインピーダンス
は60Ωとなる。通常、高周波送受信器の入出力インピ
ーダンスはbOΩなので、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8図はこの発明の他の実施例を示し、第1図に示した
実施例とは、高周波コイルOIと可変コンデンサ(2)
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Q3例えば1/4
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OQのインピーダンスZ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
図の実施例と同様に、@8図の実施例でも等価的に従来
よりインダクタンスの小さい高周波コイルとなる。
次に、第8図に示すこの発明の他の実施例の動作につい
て説明する。容量性インピーダンスをもつ高周波コイル
Oqにl/4波長の電気的長さを有する同軸ケーブルa
1を接続した結果、高周波コイル0(I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Z。の伝送
線路に負荷Zlが接続されている場合、負荷端より1/
4波長離れた点で負荷側を見込んだインピーダンスZi
ni、t2゜ であり、zl−−7−5−即を容量性のときZin=j
XZ(1すなわち誘導性となるのである0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(2)により、例えば200Ωに変換さ
れる。更に平衛不平衛変換器(9)により、平衛型負荷
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4=1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50Ω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50Ω
、不平衡)と整合し、効率良く高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、これらを更に複数に分割
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′以外の金属でもよい。
また第1図において、高周波コイルOIとコンデンサ(
2)を1/4波長未満の同軸ケーブルなどの伝送線路で
結線してもよい。
さらに第8図の伝送線路(至)の電気的長さは1/4波
長以上172波長未満でもよい。
〔発明の効果〕
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
構成が容易になる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による高周波磁場発生・検
出器を示す回路図、第2図はこの発明の一実施例に係る
高周波コイルを示す斜視図、第8図はこの発明の他の実
施例による高周波磁場発生・検出器を示すIg回路図、
第4図は従来の高周波磁場発生・検出器を示す同略図、
第5図は従来の高周波コイルを示す斜視図である。 (2し・コンデン毎、(6)・・・高周波磁場、(7)
・・・高周波コイルのインダクタンス、(8)・・・高
周波コイルの浮遊容量、(9)・・・平衛不平衛変換器
、00・・・高周波コイル、Ov・・・金属体、(2)
・・・電気絶縁体、04・・・インピーダンス変換器 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)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衛な負荷を不平衛
    な高周波送受信器へ結合する平衛不平衛変換器とを備え
    、上記浮遊容量を調節して上記高周波コイルのインダク
    タンスを等価的に低減させたことを特徴とする高周波磁
    場発生・検出器。
  2. (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1項記載の高周波磁場発生・検出器
  3. (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。
  4. (4)高周波コイルを複数の金属体を用い、かつ各金属
    体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8項のいずれか記載
    の高周波磁場発生・検出器。
  5. (5)平衛不平衛変換器は、1/2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4項のいずれか記載の高周波磁場発生・
    検出器。
  6. (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5項記載の高周波磁場発生・検出器。
  7. (7)インピーダンス整合用のコンデンサを平衛型に配
    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。
  8. (8)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、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衛
    な負荷を不平衛な高周波送受信器へ結合する平衛不平衛
    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たことを特
    徴とする高周波磁場発生・検出器。
  9. (9)インピーダンス変換器は、1/4波長以上1/2
    波長未満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8項記載の高周波発生・検出
    器。
JP59220907A 1984-10-19 1984-10-19 高周波磁場発生・検出器 Pending JPS6199879A (ja)

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JP59220907A JPS6199879A (ja) 1984-10-19 1984-10-19 高周波磁場発生・検出器
US06/789,040 US4725780A (en) 1984-10-19 1985-10-18 RF field generator and detector

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JP59220907A JPS6199879A (ja) 1984-10-19 1984-10-19 高周波磁場発生・検出器

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JPS6199879A true JPS6199879A (ja) 1986-05-17

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JP59220907A Pending JPS6199879A (ja) 1984-10-19 1984-10-19 高周波磁場発生・検出器

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017219518A (ja) * 2016-06-10 2017-12-14 株式会社デンソー Esr検出器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53103792A (en) * 1977-02-22 1978-09-09 Varian Associates Nuclear magnetic resonance receiving circuit for controlling resonance condition
JPS6148354B2 (ja) * 1979-05-14 1986-10-23 Hitachi Ltd

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