JPS6259846A - 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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JPS6259846A
JPS6259846A JP60201008A JP20100885A JPS6259846A JP S6259846 A JPS6259846 A JP S6259846A JP 60201008 A JP60201008 A JP 60201008A JP 20100885 A JP20100885 A JP 20100885A JP S6259846 A JPS6259846 A JP S6259846A
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JP
Japan
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high frequency
magnetic field
impedance
field generator
converter
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Application number
JP60201008A
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English (en)
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Kiyoshi Yoda
潔 依田
Satoru Fujimura
哲 藤村
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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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)
  • Measuring Magnetic Variables (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】 〔産業上の利用分前〕 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、米、この種の高周波磁場発生・検出器として%6図
に示すものかあつπ。図において、fi+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
、(21は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+31 Vi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[+
l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)ハ両者の
インピーダンスを整合する。
第7図ri第6図に示しに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(ll′Jk構成する銅線、そして(
5)はこの銅線(4)に接続さハフ1極である。この電
極(5)から銅線(41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番こ構成さ
台ているので、例えば40MHz以上の比較的高い同波
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・検出器全構
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い、可変コンデンサの高耐圧化に
伴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。
この発明はかかる問題点を解決するためになさネタもの
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〕
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hy=インピーダン
ス整合…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及びインピーダンス変換器全備えた
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t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4
f;1の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
変換器及び第2のインピーダンス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fま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、この発明の別の発明における高周波磁場弁、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?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捲例による高周波磁場発生・検
出器を示す回路図であり、+10111個所以上で分割
さね、その分割点に浮遊容量を形成した高周波コイル、
(7)ハ高周波コイルflolのインダクタンス、(8
)汀高周波コイル(101の浮遊容量、そして(9)は
高周波コイル(lO)及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、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。 a3rt近似的に1A波長の電気長を有する同
軸ケーブルで、インピーダンス変換器を構成する。
第2図は高周波コイルf101の一例として鞍型コイル
を示し、αDけ複数枚の金属体、例えば帯状の銅板、そ
して(イ)は銅板αDと銅板αυ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tけ
、0.7D≦t≦2.4Dであり、開き角θは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(、満足する結果か得らhな(なる。
まず、高周波コイル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鋼板α
υ及び電気絶縁体a2を流ハると、高周波磁場(6)が
生じる。、なお、電気絶縁体(2)により電流経路中に
浮遊容tiesが直列に存在する(第1図参照)ことに
なるが、電気?縁体@がな(各銅板α刀が直流的に結合
している場合の高周波コイル+101のインダクタンス
?Lとすると、電極(6)から見たインピーダンス2け
ほぼ となる。ここで、ωは高周波電流の角周波数で、γ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(11のインピーダンス整合用z / =
  jωL+ γ なので、この発明により、高周波コイルt1(11のイ
ンダクタンスを等価的に変化させらhる。また、浮遊容
量C8を調節することにより、インピーダンスz全誘導
性になるようにすh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Sこ
は、電気絶縁体@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
すわばよい。
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けより小さくてよい
。こねらについて、第5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−1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
1 、 (2)のそhぞh静電容量(! 、 C’n次
式で与えらhる。
ω2L む R Chq  −−− ω2L ここに、R1/″i高周波コイルlこ電力全供給する高
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500である。なお、上記C/の容量をもつバ
リコン1つけ、第1図、¥J3図、図番第4図いては2
0の容量のバリコン2つになって、対称形状、すなわち
平衡型となっている。
即ち、Lを小さくすハばC及びC′け大きくでき、また
R?小さくすhばclyf、大きくでき、インピーダン
ス整合か容易になる。特に40MH2以上で用いるとき
、上記C′けlpF以下になる可能性もあり、上記Rの
低減1dc’を数pF以上に増加させる効果があり、回
路構成上好ましい。また、C、O’の両端の電圧全そh
ぞhvc、vc′とすると、はぼVc−VC’ ”q 
jGJL工+r工となり、Lを小さくすわばC及びC′
の耐圧を下げらね、可変コンデンサの小型化、低価格化
が図ねる。
欠番ここの発明の第1実捲例の動f¥、を第1図につい
て説明する。高周波コイル(10)のインピーダンス全
可変コンデンサ[21により、例えば76Ω1こ変換下
る。可変コンデンサ(2)ニ、高周波コイル1lojが
平衡型負荷であるので、平衡性全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)1こよ
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@を
用いた場合は、インピーダンスが4:1に変換さハるの
で、インピーダンスは190となる1次に同軸ケーブル
αjの特仲インピーダンスヲ31Ωとすると、1/4波
長であるので、端子(3)から見1こインピーダンスZ
inは とすることかできる。通常、高周波送受信器の入出力イ
ンピーダンスけ5oΩなので、以上の結果、インピーダ
ンスの整合がなさね、効率良く高周波FIiI場の発生
及び検出か可能となる。
以上は平衡不平衡変換器として1/2波長の電気的長さ
を有する伝送路ヲ用いたものについて説明したが、第3
図のように、同軸ケーブル(至)の外周に一方が開放さ
f′Iに円筒状導体σ4をかぶせたシュベ厄トップ型の
平衡不平衡変換器全適用しても良い。この場合には同軸
ケーブル(至)、導体α弔により平衡不平衡変換とイン
ピーダンス変換を同時に行なう。同軸ケーブルa3の右
端から負荷側を見込んだインピーダンスを例えば19Ω
にすると、高周波送受信器との接続端子(3)から見1
こインピーダンスけ5oΩになる。
また、平衡不平衡変換器として第4図に示すようlご、
同軸ケーブルαaと並列に配置し71: 1/4波長の
電気長を有する分岐導体aa ?用いに分岐導体型のも
のを適用しても良い。なお、(13a)げ中心導体、(
13/b)は絶縁物、(13C)は網状シールド導体で
ある。
第5図はこの発明の他の実施例を示し、第1図番こ示し
た実施例とけ、高周波コイル(10)と可変コンデンサ
(2)の間1こ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又換器(135
L)例えば1/4波長の′1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1ここと、汲び浮遊容量C
を調節して高周波コイル(10)のインピーダンスZ全
容′r¥性になるようりこし1こことだけが違う。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、
gjs図の実施例でも等測的シこ産米よりインダクタン
スの小さい高周波コイルとでる。
次に、@5図に示すこの発明の他の実、溜例の動作につ
いて説明する。容量性インピーダンス金もつ高周波コイ
ル(lO)にゾ4波長の電気的長さケ有する同軸ケーブ
ル(13a)を接続した結果、高周波フィル(10Iの
インピーダンスが等測的に誘導性インピーダンスに変換
さhる。もう少し詳しく説明すhば、皓性インピーダン
スzoの伝送線路に負荷21が接続さねている場合、負
荷端よす1/4波長離りた点で負荷側を見込んだインピ
ーダンスZ1714ff2゜′ Zin −□ すなわち誘導性となるのである。次に、変換さハフ:銹
導性イノビーダンスげ、インピーダンス整合用の可変コ
ンデンサ(2)!こより、例えば760tこ変換される
。史に平衡不平衡変換器(9)により、平衡型負荷が不
平衡インピーダンス【こ変換さハると同時にインピーダ
ンスが4:1に変換されるため、インピーダンスハ19
0となり、ざらに第2のインピーダンス変換器(13b
) !こより500になる。従って負荷廖こ接続する高
周波送受信器のインピーダンス(通常は500、不平衡
)と整合し、効率良く高周波磁場の発生及び検出が可能
となる。
なお、上記実悔例では軸方向ある(0け開方向に設置し
1こ銅板自体全分割しなかつ二が、こハらを史に複数f
こ分VPI L r上で、容量性結合させてもよい。璽
気絶録体として[’1問体や液体の誘社体でもよいし、
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。材質は銅以外の金部でもよい〇 また、glJ1図において、高周波コイル+101とコ
ンデンサ(21? l/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。この場合、結線部分が容
量Cの一部として機能する。
ま1こ、第1図、箒5図の実施例では、インピーダンス
変換器(至)、 (13’b) l−を近似的(こ1/
4波長の7U気畏さ?有する同[帥ケーブルおし1.二
が、こhらの間仲ケーブルを複数1a列接続したもので
も良い。
さらに、′fJ5図の説明てに同軸ケーブル(13a)
のIF父的長さは1/4波長とし1こが、1/4波長以
上1/2波長未満でもよい。この場合、1/4波長の長
さの部分がインピーダンス変換器として機能し、残りの
部分は容量Cの一部として機能する。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によハば、核磁気共鳴装置用の
高周波コイルlこ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全等価的に小さくでき、イン
ピーダンス整合器の構UJvが容易になる。また、浮遊
容tを調節して高周波コイルのインピーダンスを等測的
に容量性にし、かっ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?接、、続しTこので、高周波
コイルのインダクタンス全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。
まアコ、平衡不平衡変換器と島局波送受la器へ結合す
る接続端子との間に設け1こインピーダンス変換器によ
りバリコンの容1i2C’の値全大きくできる効果があ
る。持fこ40MHz以上で用いる時にこhは重要にな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発、明の一実晦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捲例に係
る高F、1波コイルを示す斜視図、第3図、第4図、第
5図はこの発明の曲の実(1例による高周波磁場発生・
検出器を示す回路図、第6図は従来の高周波磁場発生・
検出器を示す回路図、第7図id従来の高周波コイル2
示す斜視図である。 (2)・・・コンデンサ、(6)・・・高周波g&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)・・・平衡不平衡
′gl換器、flol・・・高周波コイル、01)・・
・金属体、(イ)・・・電気絶縁体、a3.(ユ3a)
、(1sb)・・・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 (15)

    【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および上
    記平衡不平衡変換器と高周波送受信器へ結合する接続端
    子との間に設けられたインピーダンス変換器とを備え、
    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3項のいずれかに記
    載の高周波磁場発生・検出器。
  5. (5)インピーダンス変換器として、近似的に1/4波
    長の電気的長さを有する同軸ケーブルを用いたことを特
    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
    に記載の高周波磁場発生・検出器。
  6. (6)インピーダンス変換器として、近似的に1/4波
    長の電気的長さを有する同軸ケーブルを複数個直列接続
    したものを用いたことを特徴とする特許請求の範囲第1
    項ないし第4項のいずれかに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項記載の高
    周波磁場発生・検出器。
  8. (8)平衡不平衡変換器は、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項記載の高周波磁場発生・検出器。
  9. (9)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8項記載の高周波磁場発生・検出器。
  10. (10)平衡不平衡変換器は、1/4波長の電気長を有
    するシユベルトツプ型のものを用いたことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の高周波磁場発生・検出器。
  11. (11)平衡不平衡変換器は1/4波長の電気長を有す
    る分岐導体型のものを用いた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。
  12. (12)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
    する第1の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、上記平衡不平衡変換器と高周波送受
    信器へ結合する接続端子との間に設けられた第2のイン
    ピーダンス変換器とを備え、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。
  13. (13)第1の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12項記載の高周波
    磁場発生・検出器。
  14. (14)第2のインピーダンス変換器は、近似的に1/
    4波長の電気的長さを有する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12項又は第13項に記載
    の高周波磁場発生・検出器。
  15. (15)第2のインピーダンス変換器は、近似的に1/
    4波長の電気的長さを有する同軸ケーブルを複数個直列
    接続したものを用いたことを特徴とする特許請求の範囲
    第12項又は第13項に記載の高周波磁場発生・検出器
JP60201008A 1984-10-19 1985-09-11 高周波磁場発生・検出器 Pending JPS6259846A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2650137B2 (ja) * 1987-06-02 1997-09-03 ジェネラル エレクトリック セージェーエール エス.アー. 核磁気共鳴によるイメージング装置のための受信アンテナ
WO2012165295A1 (ja) * 2011-05-31 2012-12-06 国立大学法人大阪大学 共振回路

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5630310A (en) * 1979-08-20 1981-03-26 Pioneer Electronic Corp Impedance converting circuit of balancing antenna
JPS60169748A (ja) * 1983-12-23 1985-09-03 ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ Nmr用rfコイル

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5630310A (en) * 1979-08-20 1981-03-26 Pioneer Electronic Corp Impedance converting circuit of balancing antenna
JPS60169748A (ja) * 1983-12-23 1985-09-03 ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ Nmr用rfコイル

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2650137B2 (ja) * 1987-06-02 1997-09-03 ジェネラル エレクトリック セージェーエール エス.アー. 核磁気共鳴によるイメージング装置のための受信アンテナ
WO2012165295A1 (ja) * 2011-05-31 2012-12-06 国立大学法人大阪大学 共振回路
JPWO2012165295A1 (ja) * 2011-05-31 2015-02-23 国立大学法人大阪大学 共振回路

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