KR20160052295A - 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치에 관한 것으로, 입력된 고주파 RF신호를 다이렉트 방식으로 기저대역으로의 변환 그리고 변환된 기저대역 신호를 연산 후 상기 다이렉트 방식의 RF 신호로 변환하여 전력증폭기에 신호를 송신함으로써 RFPA가 높은 선형성을 가질 수 있게 하며, 소자 열화 등에 의한 성능 변화에 대응하여 신호처리가 이루어짐으로써 높은 신뢰성을 유지할 수 있도록 한 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명을 적용하면, 자기공명 영상기기에 전달하는 자기공명 영상신호의 선형성을 높였고, 자가 오차수정 알고리즘을 통해 신뢰성을 높였다는 장점이 있다.
본 발명을 적용하면, 자기공명 영상기기에 전달하는 자기공명 영상신호의 선형성을 높였고, 자가 오차수정 알고리즘을 통해 신뢰성을 높였다는 장점이 있다.
Description
본 발명은 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치에 관한 것으로, 보다 상세하게 입력된 고주파 RF신호를 다이렉트 방식으로 기저대역으로의 변환 그리고 변환된 기저대역 신호를 연산 후 상기 다이렉트 방식의 RF 신호로 변환하여 전력증폭기에 신호를 송신함으로써 RFPA가 높은 선형성을 가질 수 있게 하며, 소자 열화 등에 의한 성능 변화에 대응하여 신호처리가 이루어짐으로써 높은 신뢰성을 유지할 수 있도록 한 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치에 관한 것이다.
주지된 바와 같이, 자기공명영상(Magnetic Resonance Imaging: MRI) 장치는 핵자기공명(Nuclear Magnetic Resonance: NMR) 현상을 이용해 인체 내부의 단면을 촬영하는 장치이다.
인체 내에 존재하는 수소(1H), 인(P), 나트륨(Na), 탄소동위원소(C) 등의 원자핵은 핵자기공명현상에 의해 각기 고유한 회전자계상수를 가진다. 이들 원자핵에 전자파를 인가하고, 공명으로 인해 수직평면에 누운 자화벡터가 만드는 자기공명신호를 수신함으로써 인체 내부의 영상을 획득하는 방식이다.
원자핵에 핵자기공명 현상을 발생시키기 위해서는 공명하고자 하는 원자의 공명주파수를 충분히 큰 에너지로 여기 시켜야 한다. 원자핵의 공명주파수에 해당하는 여기 에너지를 증폭하는 것이 RFPA이다.
즉, 신체내에서 특정한 원자핵들(일반적으로, 수소 핵들/양성자들)을 공명하여 여기시키는 무선주파수 범위에서 강한 자기장들 및 교호 전기자들이 발생되게 증폭시키는 것이 RFPA이며, 무선 주파수 전력증폭장치이다.
자기공명 영상기기용 핵자기공명 고주파 신호는 진폭 변조(Amplitude Modulation) 형태의 pulse 신호이다. 즉 시간에 따라 크기가 변화하는 신호라는 뜻이다.
자기공명 영상기기의 화질은 초전도자석이나 영구자석의 자계에 비례한다. 더불어 RFPA의 선형성도 중요한 의미를 갖는다. RFPA의 선형성이란 입력 RF 신호의 크기 및 위상을 왜곡 없이 증폭함을 의미한다. 고주파 신호의 왜곡은 원자핵의 자화벡터의 균일성을 깨뜨리고, 이는 자기공명 영상기기가 수신하는 자기공명신호의 왜곡을 의미한다. 왜곡된 자기공명신호는 영상 신호의 신호대잡음비의 저하는 영상의 해상도를 저하시킨다.
자기공명 영상기기의 균일한 자계는 자기공명영상의 균일도 유지에 중요한 요소이다. 고자장 자기공명영상 장치에서 자계 균일도를 향상 시키는 기법으로는 여러 개의 고주파 코일을 배열한 위상배열 고주파 코일을 사용하여 각각의 코일에 인가되는 고주파 신호의 크기와 위상을 독립적으로 제어함으로써 인체 내 고주파 자계의 균일도를 높이는 것이다.
고주파 코일의 독립적인 제어를 위해서는 여기 신호를 증폭하는 RFPA도 독립적으로 제어가 가능하여야 한다는 의미이다. 설치 및 운용의 편리성을 위해 RFPA가 외형상 1개이더라도 내부적으로는 여러 개의 독립적인 증폭기로 구성하여 자기공명 영상장치에 자계 균일도를 향상시킨다.
이때, 기존 자기공명 영상기기용 RFPA는 순수한 아날로그 기술을 이용하여 선형성을 확보하거나, RFPA 일부분만 디지털 신호처리 기술을 적용하였다.
하지만, 순수한 아날로그 기술은 아날로그 부품의 특성인 높은 성능편차 및 복잡도 증가로 인해 낮은 선형성과 높은 제품 가격을 유지하여 나날이 증가하는 고객의 성능 및 가격 향상 요구에 대응하기 어려웠다.
마찬가지로 일부에 디지털 신호처리 기술을 적용한 제품도 순수 아날로그 제품에 비해 선형성 및 신뢰성 향상은 있었지만, 여기 신호를 고주파에서 기저대역으로의 변환에 중간 주파수 변환 방식을 사용하였기에 정확도와 복잡성은 큰 향상이 없었다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 입력된 고주파 RF신호를 다이렉트 방식으로 기저대역으로의 변환 그리고 변환된 기저대역 신호를 연산 후 상기 다이렉트 방식의 RF 신호로 변환하여 전력증폭기에 신호를 송신함으로써 RFPA가 높은 선형성을 가질 수 있게 하며, 소자 열화 등에 의한 성능 변화에 대응하여 신호처리가 이루어짐으로써 높은 신뢰성을 유지할 수 있도록 한 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면 입력된 고주파 RF신호를 다이렉트 방식으로 기저대역으로의 변환을 수행하고, 변환된 기저대역 신호를 연산후 다이렉트 방식의 RF신호로 변환하여 전력증폭기 모듈(120)로 전송하며, 서큘레이터 모듈(130)의 출력신호의 피드백을 갖는 디지털 신호처리 모듈(110)과; 상기 디지털 신호처리 모듈(110)로부터 수신된 자기공명 신호를 증폭하는 전력 증폭기 모듈(120)과; 상기 전력 증폭기 모듈(120)로부터 증폭신호를 인가받아 고주파 출력신호를 발생시키고, 그 출력신호를 상기 디지털 신호처리 모듈(110)로 피드백 처리하는 서큘레이터 모듈(130)로 구성된 것을 특징으로 하는 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치가 제공된다.
바람직하게, 상기 디지털 신호처리 모듈(110)은 서큘레이터 모듈(130)로부터 출력되는 출력 고주파를 표본화하여 전력을 감시하는 모듈인 것을 특징으로 하는 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치가 제공된다.
바람직하게, 상기 디지털 신호처리 모듈(110)은 진폭 변조된 고주파 펄스신호를 다이렉트 변환 방식을 통해 기저대역으로 변환하고, 기저대역으로 변환된 신호를 분석하는 모듈인 것을 특징으로 하는 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치가 제공된다.
바람직하게, 상기 디지털 신호처리 모듈(110)에 대해 다수의 고주파 입력을 갖고, 그 고주파 입력신호를 처리하는 전력 증폭기 모듈(120)과, 서큘레이터 모듈(130)로 피드백되는 다수의 병렬 채널을 통해 고주파 출력신호가 발생되는 멀티 채널구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치가 제공된다.
바람직하게, 상기 디지털 신호처리 모듈(110)은 그 내부에, 다수의 고주파 입력신호를 디지털신호로 변환하는 제 1 ADC(111a)와; 상기 ADC(111)로부터 신호를 인가받아 기저대역 신호를 연산하고, 자가 오차수정 기능을 수행하는 FPGA(112)와; 상기 FPGA(112)에서 연산이 완료된 기저대역 디지털 신호를 다이렉트 방식으로 고주파 영상신호로 변환하는 DAC(113)와; 상기 DAC(113)의 출력신호에 포함된 대역외 잡음을 제거하는 ABPF(116)와; 상기 서큘레이터 모듈(130)로부터 피드백 신호를 인가받아 디지털 신호로 변환하는 제 2 ADC(111b)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치가 제공된다.
바람직하게, 상기 디지털 신호처리 모듈(110)에 구성된 상기 제 1 ADC(111a)와, FPGA(112)와, DAC(113)와, ABPF(116)와, 제 2 ADC(111b)는 다수개 구성된 것을 특징으로 하는 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치가 제공된다.
바람직하게, 상기 FPGA(112)는 그 내부에, 순방향 고주파 진폭 변조 영상신호를 Quadrature 형태로 demodulation하는 amdmd(112b)와; 상기 amdmd(112b)의 출력신호와, 증폭된 고주파 피드백신호를 비교하여 각 표본당 크기 및 위상에 대한 오차를 연산하는 compare(112d)와; 상기 compare(112d)에서 연산된 오차를 저장하는 table(112c)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치가 제공된다.
본 발명에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치는 자기공명 영상기기에 전달하는 자기공명 영상신호의 선형성을 높였고, 자가 오차수정 알고리즘을 통해 신뢰성을 높였다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치의 구성을 도시한 블록도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치에 포함된 디지털 신호처리 모듈의 구성을 도시한 블록도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치에 포함된 FPGA를 설명하기 위한 디지털 신호처리 모듈의 블록도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치에 포함된 amdmd의 내부 구성을 도시한 블록도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치의 신호흐름을 도시한 플로우챠트,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치를 통한 자가 오차 수정과정을 도시한 플로우챠트,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치을 통한 자가 오차 수정의 결과를 도시한 그래프,
도 8a는 일반적인 서큘레이터 모듈의 구성을 도시한 블록도,
도 8b는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치에 포함된 서큘레이터 모듈의 다른 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치에 포함된 디지털 신호처리 모듈의 구성을 도시한 블록도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치에 포함된 FPGA를 설명하기 위한 디지털 신호처리 모듈의 블록도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치에 포함된 amdmd의 내부 구성을 도시한 블록도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치의 신호흐름을 도시한 플로우챠트,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치를 통한 자가 오차 수정과정을 도시한 플로우챠트,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치을 통한 자가 오차 수정의 결과를 도시한 그래프,
도 8a는 일반적인 서큘레이터 모듈의 구성을 도시한 블록도,
도 8b는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치에 포함된 서큘레이터 모듈의 다른 구성을 도시한 블록도이다.
이하, 본 발명에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치의 구성을 도시한 블록도, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치에 포함된 디지털 신호처리 모듈의 구성을 도시한 블록도, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치에 포함된 FPGA를 설명하기 위한 디지털 신호처리 모듈의 블록도, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치에 포함된 amdmd의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치(100)는 입력된 고주파 RF신호를 다이렉트 방식으로 기저대역으로의 변환 그리고 변환된 기저대역 신호를 연산 후 상기 다이렉트 방식의 RF 신호로 변환하여 전력증폭기에 신호를 송신함으로써 RFPA가 높은 선형성을 가질 수 있게 하며, 소자 열화 등에 의한 성능 변화에 대응하여 신호처리가 이루어짐으로써 높은 신뢰성을 유지할 수 있도록 한 장치이다.
보다 상세하게, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치(100)는 입력된 고주파 RF신호를 다이렉트 방식으로 기저대역으로의 변환을 수행하고, 변환된 기저대역 신호를 연산후 다이렉트 방식의 RF신호로 변환하여 전력증폭기 모듈(120)로 전송하며, 서큘레이터 모듈(130)의 출력신호의 피드백을 갖는 디지털 신호처리 모듈(110)과; 상기 디지털 신호처리 모듈(110)로부터 수신된 자기공명 신호를 증폭하는 전력 증폭기 모듈(120)과; 상기 전력 증폭기 모듈(120)로부터 증폭신호를 인가받아 고주파 출력신호를 발생시키고, 그 출력신호를 상기 디지털 신호처리 모듈(110)로 피드백 처리하는 서큘레이터 모듈(130)을 포함하여 구성된다.
이를 통해, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치(100)는 자기공명 영상신호인 고주파 신호 입력을 디지털 신호처리모듈(110)에서 다이렉트 방식으로 기저대역으로 신호를 변환하여 분석한다.
분석된 영상신호는 신호처리모듈 내부의 신호처리 블록을 통과 후 다시 기저대역에서 고주파 신호로 다이렉트 방식으로 변환되어 전력증폭기모듈(120)로 전송된다.
상기 전력증폭기모듈(120)로 전송된 자기공명 영상신호는 충분한 크기로 왜곡 없이 증폭되어 상기 서큘레이터모듈(130)로 전송되며, 서큘레이터 입·출력에 위치된 방향성 결합기(131)를 통과하여 고주파 영상신호를 전송한다.
이때, 상기 디지털 신호처리 모듈(110)은 서큘레이터 모듈(130)로부터 출력되는 출력 고주파를 표본화하여 전력을 감시하는 모듈이다.
또한, 상기 디지털 신호처리 모듈(110)은 진폭 변조된 고주파 펄스신호를 다이렉트 변환 방식을 통해 기저대역으로 변환하고, 기저대역으로 변환된 신호를 분석하는 모듈이다.
또한, 상기 디지털 신호처리 모듈(110)에 대해 다수의 고주파 입력을 갖고, 그 고주파 입력신호를 처리하는 전력 증폭기 모듈(120)과, 서큘레이터 모듈(130)로 피드백되는 다수의 병렬 채널을 통해 고주파 출력신호가 발생되는 멀티 채널구조로 이루어진다.
즉, 상기 디지털 신호처리 모듈(110)은 자기공명 영상신호를 다이렉트 방식으로 기저대역 신호로 변환하여 영상신호의 분석 및 연산 후 기저대역의 영상 신호를 다이렉트 방식으로 고주파 신호로 변환하는 기능을 제공하는 모듈이며, RFPA(100)의 각 모듈 제어를 위한 MCU(114)와 통신 기능을 제공을 위한 통신 Unit(115) 및 외부 인터페이스를 제공한다.
한편, 상기 디지털 신호처리 모듈(110)은 그 내부에, 다수의 고주파 입력신호를 디지털신호로 변환하는 제 1 ADC(111a)와; 상기 ADC(111)로부터 신호를 인가받아 기저대역 신호를 연산하고, 자가 오차수정 기능을 수행하는 FPGA(112)와; 상기 FPGA(112)에서 연산이 완료된 기저대역 디지털 신호를 다이렉트 방식으로 고주파 영상신호로 변환하는 DAC(113)와; 상기 DAC(113)의 출력신호에 포함된 대역외 잡음을 제거하는 ABPF(116)와; 상기 서큘레이터 모듈(130)로부터 피드백 신호를 인가받아 디지털 신호로 변환하는 제 2 ADC(111b)를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 디지털 신호처리 모듈(110)에 구성된 상기 제 1 ADC(111a)와, FPGA(112)와, DAC(113)와, ABPF(116)와, 제 2 ADC(111b)는 다수개 구성된 멀티 채널의 구성이다.
상기 FPGA(112)는 그 내부에, 순방향 고주파 진폭 변조 영상신호를 Quadrature 형태로 demodulation하는 amdmd(112b)와; 상기 amdmd(112b)의 출력신호와, 증폭된 고주파 피드백신호를 비교하여 각 표본당 크기 및 위상에 대한 오차를 연산하는 compare(112d)와; 상기 compare(112d)에서 연산된 오차를 저장하는 table(112c)를 포함하여 구성된다.
즉, 제 1, 2 ADC(111a, 111b)는 아날로그 영상신호를 디지털 신호로 변환하는 기능을 하며, 신호 변환 품질을 확보하기 위해서는 적절한 표본화 주파수(Fs)를 선택하여 디지털 신호로 변환하여야 한다. 복수 개의 아날로그 신호를 처리하기 위해 복수 개의 ADC(111a, 111b)를 사용 할 수 있다.
DAC(113)은 FPGA에서 연산이 완료된 기저대역 디지털 신호를 다이렉트 방식으로 고주파 영상신호로 변환하는 기능을 하며, 복수 개의 영상신호 변환을 위해 복수 개의 DAC(113)를 사용 할 수 있다.
MCU(114)는 디지털 신호처리모듈(110)과 RFPA(100) 전체 제어를 위해 사용되며, 복수 개의 MCU가 사용될 수 있다. 통신 Unit(115)는 모듈간의 통신 및 자기공명 영상장치와의 통신을 제공하는데, 일예로 CAN과 Serial 통신 등이 있다.
ABPF(116)은 기저대역에서 변환된 고주파 영상신호에 포함된 대역 외 잡음 제거를 위한 아날로그 대역통과필터이다. FPGA(112)는 디지털 신호처리모듈(110) 중 영상신호에 대한 분석 및 연산에 대한 핵심 기능을 하는 요소이다.
FPGA(112)는 자가오차수정 알고리즘 구현을 위한 기능 블록을 갖고 있다. 도3은 자가오차수정 알고리즘 구현을 위한 내부 기능 블록이 포함된 디지털 신호처리모듈(110)을 도시한 것이다.
제 1 ADC(111a)을 통해 디지털로 변환된 입력 영상신호는 amdmd(112b) 블록과 Comp(112a) 블록으로 분기된다. amdmd(112b) 블록으로 입력된 진폭 변조 영상신호는 quadrature 형태로 demodulation 된다. Demodulation된 정보를 통해 입력 고주파 신호의 크기 및 위상이 연산된다.
도4는 영상신호의 크기 정보를 검출하기 위한 amdmd(112b) 블록의 내부 구성도이다. 마찬가지로 서큘레이터 모듈의 방향성 결합기에서 추출된 순방향 고주파 표본 신호는 제 1 ADC(111a)을 통해 디지털로 변환되어 amdmd(112b) 블록으로 입력되며, 입력된 순방향 고주파 진폭 변조 영상신호는 quadrature 형태로 demodulation 된다. Demodulation된 정보를 통해 전력증폭기 모듈을 통해 증폭된 고주파 신호의 크기 및 위상이 연산된다.
Compare(112d) 블록은 demodulation된 입력 신호와 전력증폭기를 통해 증폭된 고주파 피드-백 신호를 비교하여 각 표본당 크기 및 위상에 대한 오차를 연산하는 오차 연산블록이다. 연산된 오차는 table(112c) 블록에 표본에 해당하는 정보 저장장소에 입력된다.
입력된 크기 및 위상에 대한 정보는 Comp 블록(112a)으로 전달된다. Comp 블록(112a)은 디지털로 변환된 영상 입력신호에 오차정보를 연산하여 새로운 진폭변조 신호를 생성한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치의 신호흐름을 도시한 플로우챠트, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치를 통한 자가 오차 수정과정을 도시한 플로우챠트, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치을 통한 자가 오차 수정의 결과를 도시한 그래프, 도 8a는 일반적인 서큘레이터 모듈의 구성을 도시한 블록도, 도 8b는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치에 포함된 서큘레이터 모듈의 다른 구성을 도시한 블록도이다.
먼저, 입력 고주파 신호가 입력되면 FPGA(112)에서 분석하여 입력 파워가 임계치 이상인지 판단한다.
임계치 이상이면 과입력 알람과 동시에 시스템을 셧-다운 시키고, 임계치 이상이 아니라면 입·출력 비교 루틴을 실행한다.
출력 피드-백 고주파 신호를 분석하여 FPGA(112)에서 출력 파워가 임계치 이상인지 판단한다. 임계치 이상이면 과출력 알람과 동시에 시스템을 셧-다운 시키고 임계치 이상이 아니라면 입·출력 신호의 크기를 비교하는 루틴을 진행한다.
입력신호와 출력 피드-백 신호를 연산하여 임계치 이상이면 자가오차수정 알고리즘 루틴으로 진행하고, 임계치 미만이면 보상연산을 미적용하고 정상루틴을 실행한다. 즉, 두신호의 오차가 임계치 이상일 때만 자가 오차 수정 알고리즘을 구동시켜 보상 연산을 적용하도록 한다.
도6은 자가오차수정 알고리즘을 도시한 것이다.
오차신호가 입력되면 크기와 위상에 대한 오차를 보상하는 연산을 진행한다. 연산 완료 후 그 결과값이 임계값을 만족하면 자가오차 수정데이터를 출력하여 보상연산을 적용하는 정상루틴을 진행하고, 임계값을 만족하지 않으면 이 루틴은 궤환되어 다시 크기와 위상 오차 보상 연산 루틴을 진행한다.
도7은 본 발명의 실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치를 통한 피드-백 테이블 업데이트 방식의 자가오차수정 알고리즘을 모의 실험한 결과이다.
이를 참조하면, 보상 전에는 약0.1dB 정도의 오차가 있었으나, 보상 알고리즘 실행 후 오차가 없어짐을 확인 할 수 있다.
도8a는 일반적인 서큘레이터모듈(132)에서의 서큘레이터(132)와 방향성 결합기(131) 구성 구조를 도시한 것이다. 서큘레이터(132) 출력에 방향성 결합기(131) 가 배치되어 있다. 이 구조는 출력 방향성 결합기(131)의 부하 임피던스가 변함에 따라 결합계수 및 지향성 계수가 변동될 수 있는 구조이므로 시스템 안정성이 떨어졌었다.
이에 반하여, 도8b는 본 발명에서 제안한 서큘레이터(132)와 방향성 결합기(131)의 배치 구조를 나타낸 것으로, 출력 방향성 결합기(131)가 서큘레이터(132) 출력이 아닌 아이솔레이션 단자에 배치되어 있다.
이러한 구조에서는 부하 임피던스가 변하더라도 아이솔레이션 단자에 배치된 방향성 결합기(131)는 load(133)가 출력이어서 이 방향성 결합기(131) 입장에서 load(134)가 부하이기 때문에 실제 부하 임피던스가 변하더라도 방향성 결합기(131)의 결합계수 및 지향성 계수는 변하지 않는다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치는 시스템 안정성이 매우 높음을 알 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치는 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.
100 : RFPA 110 : 디지털 신호처리모듈
111a,111b:제 1, 2 ADC 112 : FPGA
112a:Comp 112b : amdmd
112c:table 112d : Compare
113:DAC 114 : MCU
120:전력증폭기 모듈 130 : 서큘레이터 모듈
131:방향성 결합기 132 : 서큘레이터
133:Load
111a,111b:제 1, 2 ADC 112 : FPGA
112a:Comp 112b : amdmd
112c:table 112d : Compare
113:DAC 114 : MCU
120:전력증폭기 모듈 130 : 서큘레이터 모듈
131:방향성 결합기 132 : 서큘레이터
133:Load
Claims (7)
- 입력된 고주파 RF신호를 다이렉트 방식으로 기저대역으로의 변환을 수행하고, 변환된 기저대역 신호를 연산후 다이렉트 방식의 RF신호로 변환하여 전력증폭기 모듈(120)로 전송하며, 서큘레이터 모듈(130)의 출력신호의 피드백을 갖는 디지털 신호처리 모듈(110)과;
상기 디지털 신호처리 모듈(110)로부터 수신된 자기공명 신호를 증폭하는 전력 증폭기 모듈(120)과;
상기 전력 증폭기 모듈(120)로부터 증폭신호를 인가받아 고주파 출력신호를 발생시키고, 그 출력신호를 상기 디지털 신호처리 모듈(110)로 피드백 처리하는 서큘레이터 모듈(130)로 구성된 것을 특징으로 하는 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치. - 제 1항에 있어서,
상기 디지털 신호처리 모듈(110)은 서큘레이터 모듈(130)로부터 출력되는 출력 고주파를 표본화하여 전력을 감시하는 모듈인 것을 특징으로 하는 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치. - 제 1항에 있어서,
상기 디지털 신호처리 모듈(110)은 진폭 변조된 고주파 펄스신호를 다이렉트 변환 방식을 통해 기저대역으로 변환하고, 기저대역으로 변환된 신호를 분석하는 모듈인 것을 특징으로 하는 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치. - 제 1항에 있어서,
상기 디지털 신호처리 모듈(110)에 대해 다수의 고주파 입력을 갖고, 그 고주파 입력신호를 처리하는 전력 증폭기 모듈(120)과, 서큘레이터 모듈(130)로 피드백되는 다수의 병렬 채널을 통해 고주파 출력신호가 발생되는 멀티 채널구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치. - 제 1항에 있어서,
상기 디지털 신호처리 모듈(110)은 그 내부에, 다수의 고주파 입력신호를 디지털신호로 변환하는 제 1 ADC(111a)와;
상기 ADC(111)로부터 신호를 인가받아 기저대역 신호를 연산하고, 자가 오차수정 기능을 수행하는 FPGA(112)와;
상기 FPGA(112)에서 연산이 완료된 기저대역 디지털 신호를 다이렉트 방식으로 고주파 영상신호로 변환하는 DAC(113)와;
상기 DAC(113)의 출력신호에 포함된 대역외 잡음을 제거하는 ABPF(116)와;
상기 서큘레이터 모듈(130)로부터 피드백 신호를 인가받아 디지털 신호로 변환하는 제 2 ADC(111b)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치. - 제 5항에 있어서,
상기 디지털 신호처리 모듈(110)에 구성된 상기 제 1 ADC(111a)와, FPGA(112)와, DAC(113)와, ABPF(116)와, 제 2 ADC(111b)는 다수개 구성된 것을 특징으로 하는 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치. - 제 5항에 있어서,
상기 FPGA(112)는 그 내부에, 순방향 고주파 진폭 변조 영상신호를 Quadrature 형태로 demodulation하는 amdmd(112b)와;
상기 amdmd(112b)의 출력신호와, 증폭된 고주파 피드백신호를 비교하여 각 표본당 크기 및 위상에 대한 오차를 연산하는 compare(112d)와;
상기 compare(112d)에서 연산된 오차를 저장하는 table(112c)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140152466A KR20160052295A (ko) | 2014-11-04 | 2014-11-04 | 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140152466A KR20160052295A (ko) | 2014-11-04 | 2014-11-04 | 멀티 채널 자기공명 무선 주파수 전력증폭장치 |
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|---|---|
| KR20160052295A true KR20160052295A (ko) | 2016-05-12 |
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| KR (1) | KR20160052295A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200107253A (ko) * | 2019-03-07 | 2020-09-16 | 주식회사 지에스인스텍 | 자기공명영상장치의 무선주파수 전력증폭장치 |
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2014
- 2014-11-04 KR KR1020140152466A patent/KR20160052295A/ko not_active Application Discontinuation
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