柔性谐振陷波电路

文档序号:366726 发布日期:2021-12-07 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 柔性谐振陷波电路 (Flexible resonant trap circuit ) 是由 约瑟夫·拉塞尔·科雷亚 吉利恩·金特里·黑默 于 2020-01-22 设计创作,主要内容包括:提供了一种柔性谐振陷波电路,该柔性谐振陷波电路包括:传输线,传输线被布置成包括螺旋绕组,螺旋绕组具有第一螺旋绕组段和第二螺旋绕组段;以及电容器,电容器耦合在第一螺旋绕组段与第二螺旋绕组段之间。(There is provided a flexible resonance trap circuit, including: a transmission line arranged to include a helical winding having a first helical winding segment and a second helical winding segment; and a capacitor coupled between the first spiral winding segment and the second spiral winding segment.)

柔性谐振陷波电路

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年11月15日提交的题为“FLEXIBLE RESONANT TRAP CIRCUIT”的序列号为16/685,920的美国专利申请的权益,该美国专利申请是于2019年1月23日提交的题为“DNA Baluns”的序列号为62/796,019的美国临时专利申请的延续。

背景技术

谐振陷波电路

谐振陷波器是在一个或更多个特定频率下提供高阻抗的功能性谐振电路。在最基本的意义上,谐振陷波器滤除非常窄频带中的电流。例如,可以通过集总元件、电路板设计或布线来确定陷波器的电感和电容。陷波器的电感和电容一起确定了被陷波器滤波的谐振频率例如,谐振陷波器可以耦合至单个导体以用作用于DC线的射频(RF)滤波器。谐振陷波器可以耦合至具有两个或更多个导体的其他传输线(例如,同轴线缆、三轴线缆、平面传输线等)。

典型的谐振陷波电路包括与电感并联耦合的电容。典型的谐振陷波电路的阻抗在其谐振频率处变得非常高。通过向该电路添加更多的电感器和电容器,可以获得多个谐振。谐振陷波电路用于广泛的RF应用。例如,在一些应用中,谐振陷波器用于阻止处于谐振陷波器的谐振频率的信号到达负载。例如,在无线电调谐器应用中,谐振陷波器可以具有可以用于调谐无线电接收器以从多个广播电台中选择出一个的可变电容器。例如,在天线应用中,谐振陷波电路可以用于将天线的一部分与另一部分隔离。例如,在MRI应用中,谐振陷波电路可以用于磁共振成像(MRI)系统,以防止用于将能量沉积至对象/结构中的RF激励信号耦合至系统中的各种传输线和线缆。传输线在MRI中用于将信号从接收天线/线圈传递至MRI系统。这些信号从对象/结构中释放出来并且用于创建图像。MRI系统中的其他线缆将数字和模拟控制信号或电力从各种外围设备运送至系统。

MRI系统中的谐振陷波电路

磁共振成像(MRI)利用感兴趣的原子核的核自旋。通常,水分子中的氢的核自旋用于对人体进行成像。在MRI期间,使用被称为B0的强的、均匀的静磁场对原子核进行极化。磁极化的核自旋在人体中产生磁矩。在稳态下,磁矩与静磁场B0的方向平行对准,并且不会产生有用的信息。为了获取图像,磁矩被激励信号扰乱稳态。在激励期间,RF传输线圈产生被称为B1的激励磁场,该激励磁场与静磁场B0垂直对准,并且以与核自旋的自然进动密切匹配的频率振荡。该进动频率——B0场中质子的拉莫尔频率——允许激励信号B1将能量沉积至核自旋系统中,以引起磁矩净旋转远离与静磁场B0的对准的变化。B1场的有效性由进动频率以及脉冲的幅度和持续时间二者确定。在MRI中,拉莫尔频率或进动频率是指质子围绕外部磁场的磁矩的进动率。进动的频率由磁场B0的强度和感兴趣的原子核限定。RF脉冲的幅度和持续时间确定了磁化将倾斜或翻转多远,这通常被称为翻转角。在接收模式期间,调谐至拉莫尔频率的RF接收线圈在其返回至稳态时检测进动磁化。进动磁化经由电磁感应在接收线圈中感应出电流。该感应的电流是MR信号并且表示来自接收线圈的视场(FOV)内所有组织的磁化的混合。通常,发送RF线圈可以用作接收RF线圈,或者替选地,接收RF线圈可以是独立的仅接收的RF线圈。

由发送RF线圈发送的能量的幅度远大于RF接收线圈内感应电流的能量幅度。在没有干预的情况下,靠近患者身体设置的接收线圈可以在激励期间与B1场强耦合,这会产生损坏接收线圈的风险,以及来自产生的强局部场的可能的对患者的伤害。用于向发送线圈发送激励脉冲或者从接收线圈传送MR信号的传输线可以在系统内表现出类似天线的行为。通常,任何导线或线缆——例如用于运送电力或数字/模拟信号的导线或线缆——都将表现出类似的行为。与谐振接收线圈类似,这可能导致传输线与B1场之间的耦合。传输线或接收线圈与B1场的任何耦合都可能引起发送翻转角的不均匀性。不均匀的翻转角将降低感应MR信号内的信息内容,并且可以用作潜在安全问题的指示。为了防止可能降低信息内容的不期望的类似天线的行为,谐振陷波器通常耦合至接收线圈和用于运送感应的MR信号的传输线。

在MRI中,期望激励和接收在成像体积上是空间上均匀的,以用于更好的图像均匀性。在典型的MRI系统的激励期间,通常通过使用全身体积RF线圈进行传输来获得激励场均匀性。这种全身发送线圈通常是系统中最大的RF线圈,并且用于创建均匀的B1场。然而,如果大线圈也用于接收,则会产生较低的信噪比(SNR),这主要是因为它与被成像组织的距离较大。因此,可以容易地设置在更靠近患者身体的较小尺寸的专用接收线圈通常用于接收,以提高来自较小感兴趣体积的SNR。在实践中,精心设计的专业RF接收线圈被机械地构造成适合尽可能靠近感兴趣的体积并且有助于促进患者处理和舒适两者。

存在行业需要灵活、形状合适、舒适的RF接收线圈。为了使这些线圈安全,相应地需要紧凑的频率陷波电路以防止B1场与传输线或接收线圈的电感元件之间的耦合,该频率陷波电路被机械地构造成促进患者处理和舒适。更具体地,需要机械上足够灵活以适应邻近患者解剖结构的空间的频率陷波电路,使得可以将它们定位在靠近患者解剖结构设置的紧凑接收线圈附近。例如在靠近患者定位进行MRI成像时,灵活且舒适的频率陷波电路在它们可以弯曲和扭曲而不会影响其频率陷波行为的情况下是最有用的,因此相应地需要这些电路不会因弯曲或定位的任意变化而受到影响。

发明内容

在一方面,提供了一种谐振陷波电路,该谐振陷波电路包括:导体线,其被布置成包括螺旋绕组部分,该螺旋绕组部分包括螺旋扭曲在一起的第一螺旋绕组段和第二螺旋绕组段。电容器被布置成在第一螺旋绕组段与第二螺旋绕组段之间提供电容。

在另一方面,谐振陷波电路应用于磁共振成像系统。用于递送模拟控制信号或数字控制信号和模拟图像信息的导线被设置在用于激励感兴趣对象中的原子核的磁场内。与这些导线电耦合的谐振陷波电路防止它们与传输的磁场耦合。

在另一方面,提供了一种用于磁共振成像系统的接收电路。接收电路包括接收线圈、耦合至接收线圈的传输线以及谐振陷波电路。谐振陷波电路包括:被布置成包括螺旋绕组部分的传输线的一部分;并且包括电容器,电容器被布置成提供跨该螺旋绕组部分的一部分的电容。

在另一方面,提供了一种用于磁共振成像系统的接收阵列焊盘。接收电路包括:多个接收线圈,所述多个接收线圈被布置成使得每个接收线圈覆盖另一接收线圈的至少一部分;并且包括多个传输线,每个传输线耦合至不同的接收线圈。每个相应的传输线被布置成提供相应的谐振陷波电路。每个相应的谐振陷波电路包括:被布置成包括相应的螺旋绕组部分的相应传输线的相应部分;并且包括相应的电容器,该相应的电容器被布置成提供跨相应螺旋绕组部分的一部分的电容。

在另一方面,提供了一种用于产生谐振陷波电路的方法。该方法包括扭曲传输线的一部分以形成螺旋绕组部分,该螺旋绕组部分包括螺旋地扭曲在一起的第一螺旋绕组段和第二螺旋绕组段,并且包括在第一螺旋绕组段和第二螺旋绕组段的接合处的折叠部分。该方法还包括在第一螺旋绕组段与第二螺旋绕组段之间耦合电容器。

附图说明

专利或申请文件包含至少一个以彩色制作的附图。在请求和支付必要费用后,将由专利局提供带有彩色附图的本专利或本专利申请公开的副本。

当与附图一起阅读时,根据以下详细描述最好地理解本公开内容的各方面。强调的是,根据行业中的标准实践,各种特征未按比例绘制。实际上,为了讨论的清楚,各种特征的尺寸可以任意地增大或减小。另外,本公开内容可以在各个示例中重复附图标记。该重复是出于简单和清楚的目的,并且其本身不指示所讨论的各种实施方式和/或配置之间的关系。

图1A是示出在MRI系统内相对于患者定位的RF发送线圈和RF接收线圈的说明图。

图1B是包括耦合至包含谐振陷波器的传输线的接收线圈阵列的示例阵列焊盘的部分透明顶视图。

图2是示出示例发送电路和示例接收电路的说明性示意图。

图3是示出耦合至传输线的示例谐振陷波电路的透视图的说明图。

图4A是耦合至谐振电路的电容器元件的图3的示例同轴传输线的第一段和第二段的部分的说明性侧截面图。

图4B是耦合至谐振电路的电容器元件的图3的示例同轴传输线的部分的端部截面图。

图5A是图3的示例谐振陷波器的螺旋绕组部分的说明性侧视图。

图5B是示出由图3的示例谐振陷波器的螺旋绕组部分内的外表面电流流动产生的模拟磁场图的说明图。

图5C是示出图3的示例谐振陷波器的螺旋绕组部分内的外表面电流路径的示例模拟的说明图。

图6A至图6C是表示示例均质充水区域内的翻转角的说明图,以示出接收线圈、传输线布线和谐振陷波电路对B1激励的影响。

图7A是示出包括柔性电容片的未组装布置和螺旋绕组的第一段和第二段的基部的截面端部视图的说明图。

图7B是示出图7A的柔性电容片的说明图,其中第一导体板卷成与第一段的基部接触并且其中第二导体板卷成与第二段的基部接触。

图8A是示出以大致线性布置延伸的示例谐振陷波器的说明图。

图8B是示出图8A的谐振陷波器的对应示例频率衰减响应的说明图。

图9A是示出图8A的示例谐振陷波器的说明图,其中螺旋绕组在沿着其螺旋绕组部分的长度的约中间处以约一百八十度的角度弯曲。

图9B是示出图9A的折叠谐振陷波器的对应示例频率衰减响应的说明图。

图10A是示出两个示例谐振陷波器的说明图,其中每个谐振陷波器与并排布置的图8A的谐振陷波器相同。

图10B是示出针对图10A的并排陷波器的示例频率衰减的说明图。

图11A是示出示例谐振陷波器的说明性侧视图,该示例谐振陷波器包括被折叠和编织以产生三个螺旋绕组段的传输线。

图11B是示出图11A的三个螺旋绕组段的折叠和编织的表示的谐振陷波器的简化布局示意图。

图11C是图11A的谐振陷波器的示例电气示意表示。

图11D是示出针对图11A的示例谐振陷波器的示例频率衰减响应的说明图。

图12A是示例印刷电路板谐振陷波电路的说明性透视图。

图12B是示出嵌入诸如介电材料的基板中的多个堆叠扁平导体层的示例印刷电路板谐振陷波电路的说明性侧截面图。

图12C是示出示例印刷电路板谐振陷波电路的各个堆叠导体层的单独截面图的说明图。

图13是示出在图12A至图12C的示例印刷电路板谐振陷波电路内向上流动、向下流动和流动穿过的示例信号电流的说明性示意图。

具体实施方式

图1A是示出在MRI系统100内相对于患者布置在接收器阵列焊盘113中的RF发送线圈110和RF接收线圈112的说明图。对象患者102被示出躺在MRI室106内的平台104上。主磁体108被布置成产生静磁场B0。在激励模式期间,一个或更多个发送线圈110发送在感兴趣的频率下产生垂直于静磁场B0的B1磁场的激励磁场脉冲。多个接收线圈112紧邻患者身体定位。在RF激励之后,由对象内的净核磁化的进动产生的磁通量变化在接收线圈112内感应出MR电流,该MR电流可以被后处理以提取用于构建MR图像的频率、相位和幅度信息。如以下所说明的,安全考虑通常要求患者解剖结构与接收线圈112和相关联的电子设备之间的至少最小间距,通常为约5毫米。

图1B是包括耦合至谐振陷波器124的接收线圈阵列112的示例接收线圈阵列焊盘113的部分透明顶视图。线圈阵列112-1、112-2可以放置在由虚线指示的柔性壳体126内,该柔性壳体126可以由柔软的缓冲材料例如织物或泡沫形成,以便在放置在患者身体上时舒适并且将线圈和相关电路部件与患者间隔开。例如,接收线圈112由柔性传导材料例如柔性导线或例如传导箔形成。第一传输线128-1和第二传输线128-2在接收线圈阵列焊盘113与MRI系统100之间延伸。示例第一组三个第一接收线圈112-1电耦合至第一传输线128-1,其中三个第一线圈112-1中的一个位于第一线圈112-1中的另外两个之间并且其中三个第一线圈112-1中的每一个与另外两个第一线圈112-1中的相邻一个部分交叠,例如百分之20至百分之25。类似地,示例第二组三个第二接收线圈112-2电耦合至第二传输线128-2,其中三个第二线圈112-2中的一个位于第二线圈112-2中的另外两个之间并且其中三个第二线圈112-2中的每一个与另外两个第一线圈112-2中的相邻一个部分交叠,例如百分之20至百分之25。示例第一组接收线圈和示例第二组接收线圈并排定位,其中每组中的每个线圈与另一组中的至少一个线圈交叠,但是在实践中也可以间隔开放置或交叠放置和偏移放置。

多个阵列焊盘113可以放置在患者解剖结构的不同位置处,以捕获进动期间产生的磁通量。该捕获的通量通过传输线128-1、128-2被传送回MRI系统100以用于重建,从而创建图像。柔性的并且分别耦合至相应的接收线圈112-1、112-2的传输线128-1、128-2在进动期间将在线圈112-1、112-2中感应的MR电流传送回MRI系统。图1B的图描绘了紧密地捆绑在一起以节省空间的多个传输线128-1、128-2。在示例阵列焊盘113中,传输线128-1、128-2被捆绑成三个一组,一个传输线耦合至每个圆形线圈元件。单独的或捆绑的传输线128-1、128-2有可能表现出类似天线的行为。相应的谐振陷波器124耦合在每个线圈112-1、112-2的输出端处,并且以B1信号激励频率沿着单独的传输线128-1、128-2以不超过四分之一波长隔开的间隔耦合。每个陷波器124的谐振频率与激励频率相匹配。前置放大器电路130被示出为耦合至谐振陷波电路对124之间的传输线,但是可以位于沿传输线的任何点处。

因此,将理解的是,接收线圈阵列焊盘113可以是顺应性的并且形成为适合于患者的解剖结构。接收线圈112-1、112-2由柔性材料形成。传输线128-1、128-2是柔性的,并且谐振陷波电路124通过传输线128-1、128-2的段的布置而形成。因此,谐振陷波电路124的柔性和厚度与传输线128-1、128-2的柔性和厚度相称。最后,接收线圈112-1、112-2、传输线128-1、128-2和谐振陷波电路124容置在由软泡沫材料形成的柔性壳体126内。

图2是示出示例MRI系统发送电路202和示例MRI系统接收电路204的说明性示意图。示例发送电路202包括发送线圈206、RF功率放大器207、脉冲生成电路208、数模转换器(DAC)210电路和计算机系统215。激励信号传输线214将放大器207和脉冲生成电路208耦合至发送线圈206。示例接收电路204包括接收线圈212、RF功率放大器电路218、模数转换器(ADC)电路220和计算机系统215。接收信号传输线228将接收线圈212耦合至放大器电路218。接收电路204还包括耦合至接收传输线228的第一示例谐振陷波器224a和第二示例谐振陷波器224b,有时被称为平衡-不平衡变换器(baluns)。如参照谐振陷波器224a的虚线内所示出的,第一谐振陷波器224a和第二谐振陷波器224b中的每一个包括耦合在接收传输线228的部分之间的电容器225和电感器226的并联组合。将理解的是,谐振陷波器224b包括电容器和电感器的类似布置(未示出)。第一谐振陷波器224a被定位成耦合至接收传输线228的与接收线圈212相邻的一部分。示例第一谐振陷波器224a通常机械地尽可能靠近接收线圈放置。示例第一谐振陷波器224a用于防止接收线圈212的电感器(未示出)作为接收传输线228的一部分出现在扫描仪中。示例第二谐振陷波器224b被示出为沿着接收传输线定位在放大器218与ADC 220之间。在实践中,例如,可以存在放置在接收线圈212与放大器218之间的连接以及放大器218与ADC 220之间的连接上的许多另外的谐振陷波器(未示出)。通常,这些谐振陷波器被放置成使得陷波器之间的接收传输线228的长度小于四分之一波长(相对于扫描器的谐振频率)。这防止了传输线上的驻波行为。因此,陷波器的位置通常由线缆/传输线228的总长度确定。

将理解的是,图2的接收电路204表示单个接收线圈212、具有对应谐振陷波器224a、224b和电子部件(例如放大器和ADC)的单个传输线228。然而,如在图1A至图1B的说明性附图中示出的,MRI系统100通常包括布置成阵列的多个接收电路204,每个接收电路204包括单独的线圈和传输线以及相应的谐振陷波器和电子器件。线圈以交叠构造紧密地包装在一起,以确保充分覆盖进动能量并且以使接收线圈之间的耦合最小化。此外,线圈布置受安全标准的影响。因此,将理解的是,与线圈位于同一位置的谐振陷波器的尺寸和柔性是布置线圈以进行有效操作的因素。

在激励模式期间,DAC 210将由计算机系统215提供的数字信号转换为提供给脉冲生成器208的模拟信号。脉冲生成器208在MRI系统的拉莫尔频率下产生短激励脉冲信号,该短激励脉冲信号(然后由RFPA207放大,并且然后)经由发送线圈206发送至患者组织,以引起组织内原子核230的磁矩净旋转的变化。在激励模式期间,耦合至接收电路204的第一谐振陷波器224a和第二谐振陷波器224b吸收由激励脉冲在传输线228中感应的共模电流。在接收模式期间,由于对象组织内的原子核230在其松弛回至稳态时的进动磁化232,在接收线圈内以拉莫尔频率感应出电流。该感应信号作为差分信号沿传输线228向下传递至放大器电路218,该放大器电路218对感应激励信号进行放大。传输线228的第二部分然后将放大的信号传送至ADC 220,在ADC 220中该放大的信号被转换成数字形式以用于在计算机系统215处进行处理。所有接收信号作为差分信号被传送。此处它们被描绘为沿传输线228被传送。第一谐振陷波器224a和第二谐振陷波器224b被耦合以在接收模式期间不干扰差分信号传输,并且仅阻止共模电流。

图3是示出示例谐振陷波电路300的透视图的说明图。示例谐振陷波器300包括接收传输线302的一部分,该部分被扭曲以形成螺旋绕组部分304以用作电感器,并且包括耦合在螺旋绕组部分304的段之间的电容器306。示例谐振陷波器——也被称为谐振回路电路或平衡-不平衡变换器——在被称为其谐振频率的选定频率处提供最大电阻。在示例谐振陷波器300中,可以调节电容和电感中的每一个以选择谐振频率。示例谐振电路具有被选择成在MRI系统的拉莫尔频率下提供最大电阻的谐振频率。接收传输线302在机械上是柔性的,并且包括接收传输线302的连续部分的螺旋绕组部分同样是柔性的。构成谐振陷波器的螺旋绕组部分304的传输线的一部分确定了谐振陷波器的柔性。螺旋部分304的各个腿部保持其原始非缠绕形式的柔性,然而整个螺旋绕组部分304的曲率半径受总螺旋绕组半径的限制。图4A是耦合至谐振陷波器300的电容器306的图3的示例传输线302的第一段部分和第二段部分的部分的说明性侧截面图。图4B是耦合至谐振陷波器300的电容器306的图3的示例传输线302的部分的端部截面图。示例传输线302包括第一导体310和第二导体312。图4A至图4B的示例传输线包括同轴传输线,该同轴传输线包括定位为传输线302的内部导体的第一导体310和定位为传输线302的外部导体的第二导体312。示例传输线302包括插入在第一导体线310与第二导体线312之间的介电材料314,以电隔离第一(内部)导体310和第二(外部)导体312。由于趋肤效应,外部(第二)导体312的内表面316和外表面318表现为电分离的表面,尽管它们是外部导体312的连续部分。示例电容器306在螺旋绕组的相对螺旋绕组段308a、308b的基部307a、307b处耦合在第二导体线312的相应外表面部分318之间。如下面所说明的,谐振陷波器防止电流在第二导体线的外表面上以选定的频率例如以拉莫尔频率自由流动。

再次参照图3,示例谐振陷波器300包括折叠并且扭曲以形成一段连续的螺旋绕组部分304的传输线302。电容器306在与折叠部分320相对的螺旋绕组304的相应第一基部307a和第二基部307b处电耦合在传输线的部分之间。螺旋绕组部分304包括在螺旋绕组304的第一基部307a与螺旋绕组304的顶点处的折叠部分320之间延伸的第一螺旋绕组段308a。螺旋绕组304包括在螺旋绕组的第二基部307b与螺旋绕组304的顶点处的折叠部分320之间延伸的第二螺旋绕组段308b。当螺旋绕组304被布置成以线性布局延伸时,纵轴322延伸通过折叠部分320并且在第一螺旋绕组段308a与第二螺旋绕组段308b的中心之间、以及在第一基部307a与第二基部307b之间。

第一螺旋绕组段308a和第二螺旋绕组段308b一起具有如下曲率半径:该曲率半径至少部分取决于传输线302的曲率半径。在示例谐振陷波器300中,螺旋绕组部分304的最小曲率半径是传输线302的直径的两倍,或者当螺旋被紧密缠绕时,螺旋绕组部分304的最小曲率半径是作为整体的螺旋绕组部分的直径。通过在螺旋的两个腿部之间放置间隔件,螺旋可以不那么紧密地缠绕,从而有效地增大了螺旋的半径。通过减小传输线的外绝缘层的厚度,可以更紧密地缠绕螺旋。针对该谐振陷波器的最小曲率半径受到作为整体的螺旋直径的限制。螺旋的最大直径通常取决于应用,并且是应用所需的陷波器的自屏蔽特性的函数。自屏蔽特性取决于谐振陷波器被缠绕得多紧(每长度的扭曲)以及扭曲的两个腿部彼此多接近(螺旋半径)。特定的应用确定了所需的自屏蔽的水平。

作为连续传输线部分的组成部分的第一传输线段308a和第二传输线段308b在由折叠部分320界定的接合处结合。传输线302的外绝缘层的一部分被剥离以允许对电感的精细调谐。在示例谐振陷波器300中,示例电容器306——例如可以是集成电路电容器或陶瓷芯片电容器——将第一螺旋绕组段308a的第一基部307a和第二螺旋绕组段308b的第二基部307b电耦合。传输线302的外绝缘层的一部分也被剥离以暴露外表面318的相对部分313a、313b,使得电容器306可以在它们之间电耦合(例如,焊接)。在替选示例谐振陷波器中,多个单独的电容器(未示出)可以耦合成纵向分布在第一螺旋绕组段308a与第二螺旋绕组段308b之间。在另一替选实施方式中,单个分布式电容元件可以沿着螺旋扭曲304的长度耦合。如以上所说明的,第一螺旋绕组段308a和第二螺旋绕组段308b各自包括连续传输线302的一部分。

有时被称为共模电流的外部电流在螺旋扭曲304的第一螺旋绕组段308a和第二螺旋绕组段308b内以相反方向流动。例如,在激励模式期间在发送线圈发送高能量激励脉冲时,可以在谐振陷波器中感应出共模电流。电流在第一基部307a与折叠部分320之间的第一螺旋绕组段308a内沿第一方向流动。电流在第二基部307b与折叠部分320之间的第二螺旋绕组段内沿与第一方向相反的第二方向流动。以这种方式,电流沿着传输线312的被扭曲以形成螺旋扭曲部分304的部分的外表面318上的连续路径在任一方向上流动,例如,沿着从基部307a通过第一螺旋绕组段308a到折叠部分320,并且然后沿着第二螺旋绕组段308b到基部307b的路径流动。

谐振回路电路的谐振频率由以下因素确定:所述因素包括在螺旋扭曲部分304中包括的传输线的总长度、螺旋扭曲部分304的近似截面面积、螺旋扭曲部分304中的匝数以及电容306的值和位置。此外,可以通过跨螺旋绕组部分304的不同区域提供不同的电容器来产生具有多于一个谐振频率的谐振回路电路。另外,电感可以取决于与传输线302相关联的介电特性。在发送模式期间,螺旋绕组部分304的电感结合电容器306的电容在第一螺旋绕组段308a和第二螺旋绕组段308b的外导体表面318上形成谐振电路以创建高阻抗电路。这种高阻抗防止电流在螺旋绕组部分304内沿着第一螺旋绕组段308a和第二螺旋绕组段308b的外表面自由流动。在接收模式期间,由于线缆的第二导体312中电流的趋肤效应,沿传输线的第一(内部)导体310和沿第二导体312的内表面316以相反方向流动的差分电流不受干扰地流动通过谐振陷波器的中心。在示例谐振陷波器300中,第一导体310和第二导体312的内表面316用作差分线以传导差分信号。第二导体312的外表面318不承载(host)差分电流,但是将用作传导表面以承载共模电流。

虽然示例传输线302是使用同轴线缆实现的,但是替选示例谐振陷波电路可以包括例如三轴或双轴线缆。示例谐振陷波电路可以包括平面传输线,包括但不限于例如带状线、微带线、共面波导、共面带、槽线、基板集成波导、鳍线、图像线或这样的线的任何多层变体。示例谐振陷波电路可以包括平衡线,包括但不限于双绞线、屏蔽线对、星绞四线线缆、双引线、勒谢尔线(lecher line)或平行线或平行线材传输线。例如,示例谐振陷波电路可以包括金属或电介质波导。例如,以上示例传输线中的每一个都可以以柔性印刷电路板、标准印刷电路板上的一个或更多个层的方式实现,或者使用溶液处理(例如,印刷电子器件)创建。

图5A是图3的示例谐振陷波器300的螺旋绕组部分304的说明性侧视图。图5B是示出由图3的示例谐振陷波器300的螺旋绕组部分304内的外表面电流流动产生的模拟磁场图的说明图。图5C是示出图3的示例谐振陷波器300的螺旋绕组部分304内的外表面电流路径的示例模拟的说明图。

图5A示出了在螺旋绕组部分304内纵向延伸的对称轴510,该对称轴510与第一绕组段308a和第二螺旋绕组段308b等距。图5B示出了以红色指示的第一最强磁场区域502以及以蓝色指示的第二最弱磁场区域504,第一最强磁场区域502位于相对的螺旋绕组段308a、308b的表面彼此面对的地方,并且第二最弱磁场区域504位于相对的螺旋绕组段308a、308b的表面彼此背离的地方。图5C中的各个箭头表示电流流动方向。箭头的尺寸和颜色表示电流流动的幅度。较大尺寸的箭头表示较大幅度的电流流动,并且较小尺寸的箭头表示较小幅度的电流流动。箭头的方向表示电流流动的方向。红色箭头表示最大幅度的电流,并且蓝色箭头表示最小幅度的电流。电流沿着相对的螺旋绕组段308a、308b以相反的方向流动。图5C示出了较大的电流沿着相对的螺旋绕组段308a、308b的彼此面对的其中磁场最大的表面部分流动;较小的电流沿着相对的螺旋绕组段308a、308b的彼此背离的其中磁场最小的表面部分流动。

更具体地,示例谐振陷波电路的操作的电磁模拟示出外表面电流——例如由激励脉冲传输感应的表面电流——遵循最短的感应路径。如图5C所示,在示例螺旋绕组304的情况下,螺旋绕组304的相应第一基部307a和第二基部307b与折叠部分320之间的最短路径是沿着螺旋缠绕的第一传输线段和第二传输线段的面向内表面部分的路径。如图5C所示,诸如共模电流的电流沿着螺旋缠绕的第一螺旋绕组段308a和第二螺旋绕组段308b的面向内表面以相反方向流动。如图5B所示,由共模电流流动产生的磁场因此被限制在相对的螺旋绕组段308a、308b的面对部分之间的螺旋绕组304的中心部分。因此,来自螺旋绕组的每个腿部308a、308b的合成磁场(resultant magnetic field)是自屏蔽的,而不是辐射的。螺旋绕组304的这种固有的自屏蔽使得示例谐振电路300对外部磁场和负载变化更不敏感,并且可以防止谐振电路300辐射和产生场敏感性问题。例如,由编织物、箔或管形成的可选传导盖可以被放置在整个谐振陷波器组件上方以提供例如另外的电磁屏蔽。

可以通过选择用于电耦合第一螺旋绕组段308a和第二螺旋绕组段308b的基部的适当尺寸的电容器306来调谐示例谐振陷波器300。将电容器306结合至螺旋绕组304的技术通常不会影响谐振陷波电路300的性能,只要产生机械上强的且弹性的电连接(例如,焊接、压接、接合等)。谐振陷波器的谐振频率遵循的形式,其中,L是谐振陷波器的电感,由螺旋扭曲的电感主导,并且电路的分布电容的C包括集总电容器306。对于频率的精细调谐,可以在接合之前选择其中电容器306耦合至第一螺旋绕组段和第二螺旋绕组段的位置以调节电感器长度,这是因为改变电容器的位置改变了螺旋的长度并且因此改变了电感。此外,对于精细调谐,可选择量的传导材料324例如焊料可以被添加至螺旋绕组的顶点处的折叠区域320,以通过改变电流流动路径来调节电感,以实际上调节例如电感器长度。通过说明的方式,例如考虑折叠区域320是小环,并且焊料的添加将填充该环的一些区域,有效地使环较小,并且因此电感较小。此外,对于频率调谐,例如通过在第一螺旋绕组段与第二螺旋绕组段之间放置间隔件、通过改变螺旋绕组部分304上的扭曲来增加或减小绕组的半径或每长度的匝数、或者通过改变传输线上外部涂层的厚度,可以调节螺旋绕组的直径以修改总电感。增加间距会增加螺旋的半径,并且因此增加螺旋的截面面积。增加半径应当会增加电感,尽管它确实会减少沿螺旋的一些分布电容,因此它的线性稍差。为了调谐频率,还可以调节集总电容元件306或分布式电容元件的电容。

为了在MRI中使用,示例谐振陷波器300可以被调谐为在扫描仪的拉莫尔频率下谐振。作为示例,带有螺旋电感器的谐振回路电路已经被调谐为在127MHz下操作、在3T MRI系统上操作。根据线缆长度,测量的共模电流的减小在-10dB与-30dB之间,其中,对于螺旋绕组长度约为3.5cm的谐振电路,典型地为-15dB。因此,示例谐振陷波器可以具有适合在3特斯拉下操作的谐振频率,该谐振频率约为127MHz。示例谐振陷波器可以具有适合在1.5特斯拉下操作的谐振频率,该谐振频率约为64MHz。示例谐振陷波器可以具有适合在7特斯拉下操作的谐振频率,该谐振频率约为300Mhz。目前可用的扫描仪(非临床)包括0.35T至10.5T(14MHz至450MHz)。针对这些扫描仪在这些频率下的阻挡(block)是不同的,并且为了产生合理的阻挡,螺旋中的总长度、半径和匝数将需要相应地变化。

在调谐为以127MHz操作的示例谐振陷波电路300中,测量出频率阻挡在10dB与30dB之间。针对线缆陷波器的行业标准也是频率特定的,通常:3T处的阻挡>15dB/1.5T处的阻挡>20dB。阻挡量也会影响B1扰动和线圈加热。充分的阻挡应当导致B1的最小变化(图6A至图6C)并且通过每个IEC 60601-1和IEC 60601-2-33指南的温度测试。

图6A至图6C是表示由两个均质充水区域组成的示例结构内的翻转角的说明图,以示出接收线圈、传输线布线和谐振陷波器对B1激励的影响。图6A示出了不存在接收器线圈的区域的切片中的基线翻转角,并且可以将其视为针对性能的“黄金标准”。图6B至图6C分别示出了在没有谐振陷波器耦合至接收线圈阵列(图6B)的情况下以及在有谐振陷波器耦合至接收线圈阵列(图6C)的情况下接收线圈正下方的同一切片的翻转角。当线圈在其上没有谐振陷波器时产生的图(图6B)相对于基线(图6A)具有较大的翻转角偏差,而来自带有谐振陷波器的接收线圈的图(图6C)更像基线图(图6A)。因此,在接收线圈处和/或沿着接收传输线吸收激励能量的谐振陷波器的缺失增加了非均匀B1翻转角的可能性,这会降低MRI结果。B1的显著偏差也被认为是MRI的安全问题,这是因为B1的局部变化经常与SAR的局部变化同时出现。该图示出谐振陷波器可以提供高阻抗块来吸收激励能量并且防止接收线圈和传输线干扰B1激励。

图7A至图7B是示出包括由柔性电介质704隔开的第一柔性传导板702a和第二柔性传导板702b的替选示例柔性电容器700的说明图。图7A是示出包括柔性电容层700的未组装布置以及螺旋绕组的第一段和第二段的相应的第一基部307a和第二基部307b的截面端部视图的说明图。图7B是示出图7A的柔性电容层700的说明图,其中第一导体702a被卷成与第一基部307b接触并且其中第二导体702b被卷成与第二基部307a接触。更具体地,图7B是示出柔性电容器的说明图,该柔性电容器被布置成使得第一导体702a在第一基部307a处电接触第二导体312的外表面318并且第二导体702b在第二基部307b处电接触第二导体312的外部分318。柔性电容器700接合至基部307a、307b,使得建立电稳定连接(例如,焊料)。在示例柔性电容器中,使用涂覆柔性介电材料的每个侧的覆铜层压板作为电容元件。然后,例如,在接合点307a、307b处将柔性电容器焊接至螺旋缠绕的传输线,确保柔性电容器702a、702b的两个板接合至螺旋的相对侧。然后可以围绕螺旋缠绕柔性电容器,确保在702a与702b之间不进行电接触。

例如,示例柔性电容器可以包括形成在柔性印刷电路板(PCB)材料中的第一传导板和第二传导板。替选地,例如,示例柔性电容器可以包括由柔性介电片的任一侧的铜覆层形成的第一传导板和第二传导板。可以基于一个或更多个因素——例如电介质的材料特性、电介质的厚度和传导片的面积——来对示例柔性电容的值进行调谐。电容还可以基于电介质704内的外传导表面702a与外传导表面702b之间的内部传导层的数量而变化。因此,柔性电容器可以添加另外的方式来调谐示例谐振陷波器的谐振频率。例如,由于导体板的面积确定了电容,因此可以通过改变柔性电容器的总面积来实现对谐振陷波器的调谐(例如,切割电容片以减小面积尺寸减小电容)。另外地,改变柔性电容器的电介质的厚度可以改变电容。此外,如图7B所示,可以围绕传输线的部分缠绕柔性电容元件700,以在不减小其柔性的情况下减小谐振陷波器的轮廓。此外,电容器的较长的卷状缠绕可以允许使用较长的电容器而不会使侧面短接在一起(702a、702b)或者显著增加谐振陷波器的尺寸/轮廓。箭头713指示卷动如何可选地可以继续缠绕。

例如,柔性电容元件可以表现出改进的机械稳定性,例如改进的对由于冲击造成的损坏的抵抗力。柔性电容器的机械限制(在冲击下)是线缆与电容器之间的接合,而陶瓷片式电容器或集成电路电容器在冲击下可以更容易破碎。可以通过切割卷成与第一段和第二段的基部接触的电容片来调谐具有柔性电容器的谐振陷波器。因此,具有柔性电容器的谐振陷波器可以相对地易于调谐。

图8A是示出具有封闭在盖802内的螺旋绕组(不可见)并且包括卷绕的电容器804的示例谐振陷波器800的说明图,其中螺旋绕组(在盖下方)以大致线性布置延伸。图8B是示出图8A的谐振陷波器在127Mhz下的对应示例测量的频率衰减响应的说明图。盖——例如,可以是塑料的——防止螺旋退绕。

图9A是示出图8A的示例谐振陷波器800的说明图,其中盖802内的螺旋绕组(不可见)在沿着其螺旋绕组部分的长度的约中间处以约一百八十度的角度弯曲。图9B是示出针对折叠的陷波器在约127Mhz处的对应示例测量的频率衰减响应的说明图。因此,谐振陷波器的螺旋绕组部分的弯曲对频率阻挡特性具有小的影响。更具体地,由螺旋绕组部分304提供的自屏蔽导致谐振陷波器300、800基本上不受沿中心轴510弯曲的影响。此外,自屏蔽还导致谐振陷波器300、800基本上不受绕中心轴510扭曲的影响。此外,陷波器800内没有刚性固体核心材料并且没有围绕陷波器800的刚性法拉第笼允许陷波器的绕组的柔性,使得其可以折叠而不改变其频率衰减。

图10A是示出两个示例谐振陷波器800A、800B的说明图,其中每个谐振陷波器与并排布置的图8A的谐振陷波器800相同。图10B是示出针对两个并排的陷波器800A、800B在127Mhz处的对应示例测量的频率衰减响应的说明图。将理解的是,弹性陷波器800A、800B的固有自屏蔽允许它们彼此靠近地布置而不会改变它们中任一个的频率衰减。螺旋结构304的自屏蔽使得谐振陷波器对外部场和负载变化不敏感。

图11A是示出示例谐振陷波器1100的说明性侧视图,该示例谐振陷波器1100包括被折叠和编织以产生三个螺旋绕组段1108a、1108b、1108c的传输线。图11B是示出三个螺旋绕组段1108a、1108b、1108c的折叠和编织的表示的谐振陷波器1100的简化布局示意图。谐振陷波器1100包括在第二段1108b与第三段1108c之间的第一折叠部分1120a并且包括在第三段1108c与第一段1108a之间的第二折叠部分1120b。为了简化附图,第二段1108b被示出为直线。图11C是谐振陷波器1100的示例电气示意表示。第一电容器1106a耦合在第二段1108b与1120b之间、第一段1108a与第三段1108c之间的接合处。第二电容器1106b耦合在第一段1108a与1120a之间、第二段1108b与第三段1108c之间的接合处。图11D是示出针对示例谐振陷波器1100在75MHz和160MHz处的对应示例频率衰减响应的说明图。将理解的是,可以在陷波器电路内缠绕三个以上的螺旋绕组段并且可以提供对应的电容器电路以添加另外的衰减响应。然而,添加更多的段会增加陷波器的刚度并且降低陷波器的柔性。还可以在各自的子部分中选择电容和电感,以将陷波器的每个子部分调谐至单个频率,从而为共模电流提供另外的电阻点。

图12A是示例印刷电路板(PCB)(在下文中被称为‘PCB陷波器’)谐振陷波电路1200的透视图。图12B是示出了嵌入在诸如电介质——例如,聚合物或陶瓷材料——的基板中的多个堆叠的扁平传导层的示例PCB陷波器1200的说明性侧截面图,该示例PCB陷波器1200被布置成形成螺旋绕组1204的相应的第一螺旋段1208a和第二螺旋段1208b。PCB陷波器的柔性与基板层的柔性直接相关。如果示例PCB陷波器印刷在柔性膜上,例如印刷在聚酰亚胺膜上,则PCB陷波器将固有地是柔性的,而如果将示例PCB陷波器印刷在非柔性膜例如XPC上,则PCB陷波器将不是柔性的。图12C是示出图12B的示意性地示出并排布置的单个堆叠传导层的六个分开的截面图的说明图。示例PCB陷波器1200包括传导层1-6。传导层1在PCB陷波器的顶部处,并且传导层6在PCB的底部处。基板层1至6中的每一个都印刷在PCB陷波器的单独层上,并且通孔用于将PCB的不同层电连接在一起。例如,对顶部、底部和竖直方向的引用仅为了方便而使用,并非旨在进行限制。例如,其他示例PCB陷波器(未示出)可以包括不同数量的层。将理解的是,例如,PCB陷波器可以包括由柔性电路板构造的带状线、或微带线或其他微带线。

参照图12A,PCB陷波器1200的顶部传导层1包括第一信号焊盘1222和第二信号焊盘1224,包括第一接地焊盘1226和第二接地焊盘1228。电容器1230未示出。参照图12B,类似于图3的谐振陷波器300的307a的第一螺旋段1208a的第一基部1207a在第一信号焊盘1222和第一接地焊盘1226的位置与类似于图3的谐振陷波器300的折叠部分320的顶点部分1220之间延伸。类似于图3的谐振陷波器300的307b的第二螺旋段1208b的第二基部1207b在第二信号焊盘1224和第二接地焊盘1228的位置与顶点部分1220之间延伸。第一螺旋段1208a和第二螺旋段1208b形成延伸通过顶点部分1220的连续电路,使得例如,电流可以向上流动到第一螺旋段1208a和第二螺旋段1208b中的一个,并且向下流动到另一个。在操作中,第一螺旋段1208a和第二螺旋段1208b通过与图3的谐振陷波器300相同的自屏蔽机制彼此屏蔽外部磁场。

参照图12B至图12C,螺旋绕组段1208a、1208b包括三个传导迹线,这三个传导迹线在PCB上的层之间通过以产生螺旋扭曲。参照第一螺旋绕组段1208a作为示例,差分信号分别在信号焊盘输入端1222和接地焊盘输入端1226处传递至陷波器。传递至1222的信号然后通过通孔被引导至层2,并且沿着路径1208a行进,在层2与层5之间传递,到达顶点部分1220。通过焊盘1226传递至PCB上的接地参考连接至直接在层1上的路径1208a,并且通过通孔到层3上的路径1208a。接地迹线然后沿着1208a行进,在层1与层3之间以及层4与层6之间来回传递,到达顶点1220。示例导体层1和示例导体层3比示例导体层2宽并且在图12B的竖直堆叠构造中,信号导体层2用作位于接地导体层1与接地导体层3之间的信号导体迹线,接地导体层1与接地导体层3一起用作围绕信号的接地平面。类似地,示例导体层4和示例导体层6用作接地,并且示例导体层5用作信号导体迹线。示例导体层4和示例导体层6也比示例导体层5宽,并且在图12B的堆叠构造中,信号导体层5位于接地导体层4与接地导体层6之间。

形成在基板材料中的各个导体通孔与导体层2和5的相应位置电耦合。形成在介电材料中的各个导体通孔还与外部接地导体层1和6的相应位置电耦合。形成在介电材料中的各个导体通孔还可以被放置成与等效接地层1和3以及4和6(未示出)之间的对应位置电耦合。

PCB陷波器内的电流沿着PCB陷波器1200内的导体层采用最短路径,正如它们在图5C的谐振陷波器300中所示出的那样。接地导体层3和4是PCB陷波器内彼此最接近的面向内接地层,并且因此,最大的电流流动可能在接地导体层3和4内。例如,这类似于在图3的同轴线缆谐振陷波器300的第一螺旋绕组段308a和第二螺旋绕组段308b的面向内部分处的较大电流流动。接地导体层1和6是彼此相距最远的面向外的层,并且因此,在接地导体层1和6内可能为最少的电流流动。例如,这类似于图3的同轴线缆谐振陷波器300的第一螺旋绕组段308a和第二螺旋绕组段308b的面向外部的部分处的较小电流流动。

接地层1电耦合至第一接地焊盘1226。相应的通孔将第二接地焊盘1228耦合至接地层6。相应的通孔将第一信号焊盘1222电耦合至信号导体层2。相应的通孔将第二信号焊盘1224电耦合至信号导体层5。电容器1230的第一端子电耦合至接地导体层1,并且焊盘1230处的通孔将电容器的第二端子电耦合至接地导体层6。

图13是示出在信号导体层2与信号导体层4之间的PCB陷波器1200内向上流动、向下流动和流动穿过的示例信号电流的说明性示意图。示例电流1340通过层1上的焊盘1222流入PCB,并且通过通孔传递至层2上。然后电流沿着信号导体段1251流动穿过层2并且通过通孔1351到层5中的信号导体段1252。电流1340接下来沿着信号导体段1252流动穿过层5并且通过通孔1352到层2中的信号导体段1253。电流1340接下来沿着信号导体段1253流动穿过层2并且通过通孔1353到层5中的信号导体段1254。电流1340接下来沿着信号导体段1254流动穿过层5并且通过通孔1354到层2中的信号导体段1255。注意,通孔1354通常对应于图3的螺旋绕组300的顶点处的折叠区域320。电流1340接下来沿着信号导体段1255流动穿过层2并且通过通孔1355到层5中的信号导体段1256。电流1340接下来沿着信号导体段1256流动穿过层5并且通过通孔1356到层2中的信号导体段1257。电流1340接下来沿着信号导体段1257流动穿过层2并且通过通孔1357到层5中的信号导体段1258。信号然后通过通孔被传递返回至层1上的焊盘1224。示例导体段1251、1252、1253和1254是第一螺旋段1208a的组成部分。示例导体段1255、1256、1257和1258是第二螺旋段1208b的组成部分。在图13的颜色版本中,第一螺旋段1208a内的电流路径1340部分被颜色标记为白色,并且第二螺旋段1208b内的电流路径部分1340被颜色标记为蓝色。因此,基板层2中的信号导体段1251、1253、1255和1257的示例布置以及基板层5中的信号导体1252、1254、1256和1258的布置以及通过通孔1351至1357对段的耦合以使得电流遵循PCB陷波器1200的基板材料内的螺旋路径流动类似于图3的谐振陷波器300内的螺旋电流流动。本领域技术人员将理解,接地导体层1、3、4和6类似地被布置成遵循在PCB陷波器1200的基板材料内的螺旋接地导体路径的段,其中导体段在它们之间。

示例谐振陷波电路300、1100和1200具有广泛的应用。携带数字或模拟电力控制信号的电力线可以延伸通过磁场。例如,示例谐振陷波电路可以用于在存在磁场的情况下通过衰减在磁场频率处的信号来防止电力线用作天线。谐振陷波器本质上将电力线切割成在存在磁场的情况下不会进行谐振的较短的段。例如,示例谐振陷波电路可以用于其他射频(RF)应用,例如手机、RF宽带、膝上型电脑。

各种示例

谐振陷波器的示例可以包括:

示例1包括一种谐振陷波电路,该谐振陷波电路包括:导体线,其被布置成包括螺旋绕组部分,该螺旋绕组部分包括螺旋扭曲在一起的第一螺旋绕组段和第二螺旋绕组段;以及电容器,其被布置成在第一螺旋绕组段与第二螺旋绕组段之间提供电容。

示例2可以包括示例1的主题,其中,螺旋绕组部分的柔性与导体线的柔性相称。

示例3可以包括示例1的主题,其中,谐振陷波器具有与频率相关的电阻;其中,螺旋绕组部分包括与第一螺旋绕组段和第二螺旋绕组段等距的、在螺旋绕组部分内纵向延伸的对称轴;并且其中,螺旋绕组部分能够在不实质改变频率衰减响应的情况下沿着对称轴弯曲。

示例3可以包括示例3的主题,其中,螺旋绕组部分能够在不实质改变频率衰减响应的情况下沿着对称轴弯曲多达一百八十度。

示例5可以包括示例1的主题,其中,谐振陷波器具有频率衰减响应;其中,螺旋绕组部分包括与第一螺旋绕组段和第二螺旋绕组段等距的、在螺旋绕组部分内纵向延伸的对称轴;并且其中,螺旋绕组部分能够在不实质改变频率衰减响应的情况下绕对称轴变形。

示例6可以包括示例3的主题,其中,螺旋绕组部分能够在不实质改变频率衰减响应的情况下绕对称轴变形多达三百六十度。

示例7可以包括示例1的主题,其中,螺旋绕组的厚度与导体线的厚度相称。

示例8可以包括示例1的主题,其中,螺旋绕组的厚度与螺旋绕组部分中的绕组段的数量相称。

示例9可以包括示例1的主题,其中,螺旋绕组部分被布置成包括折叠部分,折叠部分界定第一螺旋绕组段和第二螺旋绕组段的接合。

示例10可以包括示例1的主题,还包括:

导体材料,其被沉积在折叠部分的一部分上以调节螺旋绕组部分的电感。

示例11可以包括示例1的主题,其中,导体线段被布置成包括在第一螺旋绕组段和第二螺旋绕组段的接合处具有一百八十度折叠的折叠部分。

示例12可以包括示例1的主题,其中,螺旋绕组部分包括在第一螺旋绕组段和第二螺旋绕组段的接合处的折叠部分;其中,第一螺旋绕组段包括第一基部并且在第一基部与折叠部分之间延伸;并且其中,第二螺旋绕组段包括第二基部并且在第二基部与折叠部分之间延伸。

示例13可以包括示例1的主题,其中,电容器包括在第一螺旋绕组段与第二螺旋绕组段之间的自电容。

示例14可以包括示例1的主题,其中,电容器包括电耦合在第一基部与第二基部之间的至少一个外部电容器。

示例15可以包括示例1的主题,其中,第一螺旋绕组段包括一个或更多个相应的第一面向内表面部分;其中,第二螺旋绕组段包括一个或更多个相应的第二面向内表面部分;并且其中,所述一个或更多个第一面向内表面部分面向所述一个或更多个第二面向内表面部分。

示例16可以包括示例1的主题,其中,第一螺旋绕组段和第二螺旋绕组段的相对面向的表面被布置在螺旋部分内以自屏蔽由螺旋绕组部分内的电流流动引起的磁场和电场。

示例17可以包括示例1的主题,其中,导体线包括传输线,并且螺旋绕组部分包括传输线的连续部分。

示例18可以包括示例1的主题,其中,导体线包括传输线,传输线包括第一导体、第二导体以及在第一导体与第二导体之间的介电材料;并且其中,电容器包括至少一个外部电容器,所述至少一个外部电容器耦合在第二导体在第一螺旋绕组段处的一部分与第二导体在第二螺旋绕组段处的一部分之间。

示例19可以包括示例1的主题,其中,导体线包括同轴线缆,同轴线缆包括外导体、内导体以及在外导体与内导体之间的介电材料;

其中,电容器包括至少一个外部电容器,所述至少一个外部电容器耦合在外导体在第一螺旋绕组段处的一部分与外导体在第二螺旋绕组段处的一部分之间。

示例20可以包括示例1的主题,其中,导体线包括传输线,传输线包括由电介质隔开的至少两个导体。

示例21可以包括示例1的主题,其中,电容器包括耦合在第一螺旋绕组段与第二螺旋绕组段之间的至少一个外部电容器;其中,导体线包括传输线,传输线包括由电介质隔开的至少两个导体;并且其中,所述至少两个导体的至少一部分耦合至所述至少一个电容器,并且所述至少两个导体的至少另一部分未耦合至所述至少一个电容器。

示例22可以包括示例1的主题,其中,导体线包括传输线,传输线包括由电介质隔开的至少两个导体;其中,所述至少两个导体的至少一部分用作差分信号线;并且其中,所述至少两个导体的至少另一部分用作针对差分信号线的电位参考。

示例23可以包括示例1的主题,其中,电容器包括耦合在第一螺旋绕组段与第二螺旋绕组段之间的至少一个外部电容器;其中,导体线包括传输线,传输线包括由电介质隔开的至少两个导体;其中,传输线包括差分线和接地屏蔽件;并且其中,至少一个电容器耦合在接地屏蔽件在第一螺旋绕组段处的一部分与接地屏蔽件在第二螺旋绕组段处的一部分之间。

示例24可以包括示例1的主题,其中,所述至少一个电容器包括多个电容元件。

示例25可以包括示例1的主题,其中,所述至少一个电容器包括第一螺旋绕组段与第二螺旋绕组段之间的分布电容。

示例26可以包括示例1的主题,其中,导体线包括同轴线缆,同轴线缆包括外导体、内导体以及在外导体与内导体之间的介电材料;并且其中,所述至少一个电容器包括由同轴线缆的两个或更多个屏蔽件之一供应的分布电容。

示例27可以包括示例1的主题,其中,电容器包括耦合在第一螺旋绕组段与第二螺旋绕组段之间的至少一个外部电容器;其中,所述至少一个电容器包括介电层,介电层包括在其各相对侧的第一导体层和第二导体层,第一导体层和第二导体层被布置成使得第一导体层机械接触和/或电接触第一螺旋绕组段并且第二螺旋绕组段机械接触和/或电接触第二螺旋绕组段。

示例28可以包括示例27的主题,其中,介电材料包括柔性介电材料。

示例29可以包括示例1的主题,还包括:柔性盖,其围绕螺旋绕组部分的至少一部分并且防止螺旋绕组部分的退绕。

示例30可以包括示例1的主题,其中,导体线包括多层印刷电路。

示例31可以包括示例30的主题,其中,多层印刷电路包括分层介电基板和耦合至信号导体和接地导体的导体迹线,信号导体和接地导体位于分层介电基板内的不同层处;其中,信号导体线和接地导体线两者均遵循基板内的平行螺旋路径。

示例32可以包括示例30的主题,还包括:刚性分层介电基板或柔性分层介电基板;其中,导体线包括位于基板内的不同层处并且遵循基板内的螺旋路径的第一接地导体和第二接地导体;并且其中,导体线还包括位于基板内的第一接地导体与第二接地导体之间并且遵循基板内的螺旋路径的信号导体。

示例33可以包括示例1的主题,其中,螺旋绕组部分还包括第三螺旋绕组段;其中,第一螺旋绕组段、第二螺旋绕组段和第三螺旋绕组段被扭曲在一起,并且还包括:第二螺旋绕组段与第一螺旋绕组段或第三螺旋绕组段之间的电容。

接收电路的示例可以包括:

示例34包括一种用于磁共振成像系统的接收电路,包括:接收线圈;耦合至接收线圈的传输线;以及第一谐振陷波电路,第一谐振陷波电路包括:被布置成包括第一螺旋绕组部分的传输线的第一部分;以及第一电容器,第一电容器被布置成提供跨第一螺旋绕组部分的一部分的电容。

示例35可以包括示例34的主题,其中,第一电容器包括跨第一螺旋绕组部分的自电容。

示例36可以包括示例34的主题,其中,第一电容器包括跨第一螺旋绕组部分耦合的至少一个外部电容器。

示例37可以包括示例34的主题,还包括:两个或更多个谐振陷波电路,其分别包括:被布置成包括第二螺旋绕组部分的传输线的相应第二部分;以及相应的第二电容器,第二电容器被布置成提供跨第二螺旋绕组部分的一部分的电容。

示例38可以包括示例37的主题,其中,第一谐振陷波器和相应的第二谐振陷波器具有匹配的频率衰减;其中,第一谐振陷波电路和相应的第二谐振陷波电路彼此间隔不超过谐振频率的四分之一波长。

示例39可以包括示例37的主题,其中,第一谐振陷波器和相应的第二谐振陷波器对不同的频率进行衰减。

示例40可以包括示例35的主题,其中,第一谐振陷波电路和相应的第二谐振陷波电路并排定位。

示例41可以包括示例35的主题,其中,第一谐振陷波电路和相应的第二谐振陷波电路中的至少一个被折叠至少一百八十度。

示例42可以包括示例34的主题,其中,接收线圈由柔性材料形成。

接收电路阵列焊盘的示例可以包括:

示例43包括一种用于磁共振成像系统的接收电路阵列焊盘,包括:多个接收线圈,其被布置成使得每个接收线圈覆盖另一接收线圈的至少一部分;多个传输线,每个传输线耦合至不同的接收线圈;并且其中,每个相应传输线被布置成提供相应的第一谐振陷波电路,第一谐振陷波电路包括:被布置成包括相应第一螺旋绕组部分的相应传输线的相应第一部分;以及相应第一电容器,第一电容器被布置成提供跨相应第一螺旋绕组部分的一部分的电容。

示例44可以包括示例43的主题,其中,相应第一电容器包括跨相应第一螺旋绕组部分的自电容。

示例45可以包括示例43的主题,其中,相应第一电容器包括跨相应第一螺旋绕组部分耦合的相应的至少一个外部电容器。

示例46可以包括示例43的主题,其中,每个相应传输线被布置成提供相应的第二谐振陷波电路,相应的第二谐振陷波电路包括:被布置成包括相应第二螺旋绕组部分的传输线的相应第二部分;以及相应的第二电容器,第二电容器被布置成提供跨相应第二螺旋绕组部分的一部分的电容。

示例47可以包括示例46的主题,其中,由相应传输线形成的相应的第一谐振陷波器和第二谐振陷波器各自对不同的频率进行衰减;其中,由相应的传输线形成的相应的第一谐振陷波电路和第二谐振陷波电路彼此间隔不超过谐振频率的四分之一波长。

示例48可以包括示例43的主题,其中,接收线圈由柔性材料形成。

示例49可以包括示例44的主题,还包括:

围绕多个接收线圈的壳体,壳体由柔性材料形成。

制造方法的示例可以包括:

示例50包括一种用于产生谐振陷波电路的方法,包括:扭曲传输线的一部分以形成螺旋绕组部分,螺旋绕组部分包括螺旋地扭曲在一起的第一螺旋绕组段和第二螺旋绕组段,并且包括在第一螺旋绕组段和第二螺旋绕组段的接合处的折叠部分;以及在第一螺旋绕组段与第二螺旋绕组段之间耦合至少一个电容器。

示例51可以包括示例50的主题,其中,耦合包括:在传输线在相应的第一螺旋绕组段和第二螺旋绕组段处的相应接地屏蔽部分之间耦合电容器。

示例52可以包括示例50的主题,其中,耦合的电容元件由两侧覆盖有柔性传导涂层的柔性介电片制成;其中,柔性电容元件以卷状方式围绕传输线的螺旋扭曲缠绕,使得在不使电容器短路的情况下减小电路的轮廓。

示例53可以包括示例52的主题,其中,收紧或松开电容元件的卷状缠绕调节元件的二阶电感和电容。

示例54可以包括示例50的主题,还包括:调节螺旋绕组的电感。

示例55可以包括示例54的主题,其中,调节螺旋绕组的电感包括调节折叠部分处的导体量。

示例56可以包括示例54的主题,其中,调节螺旋绕组的电感包括调节螺旋绕组部分的半径。

示例57可以包括示例54的主题,其中,调节螺旋绕组的电感包括调节围绕螺旋绕组的传导屏蔽量。

示例58可以包括示例54的主题,其中,调节螺旋绕组的电感包括调节电容器耦合至螺旋绕组的位置。

示例59可以包括示例50的主题,还包括:围绕螺旋绕组放置柔性盖。

示例60可以包括示例50的主题,其中,一段传输线穿过螺旋绕组,形成螺旋的附加腿部。

示例61可以包括示例60的主题,其中,形成螺旋的附加腿部的传输线与形成螺旋绕组的前两个腿部之一的传输线是电连续的。

示例62可以包括示例60的主题,其中,传输线被添加至包含多于两个部分的螺旋绕组。

示例61可以包括示例60的主题,其中,电容器耦合在螺旋的附加腿部的接地屏蔽件与原始螺旋绕组中的一个或更多个之间。

呈现以上描述以使得本领域的任何技术人员能够创建和使用谐振陷波器。对示例的各种修改对于本领域技术人员将是明显的,并且在不脱离发明的精神和范围的情况下,本文中限定的一般原理可以应用于其他示例和应用。在前面的描述中,出于说明的目的阐述了许多细节。然而,本领域的普通技术人员将意识到,可以在不使用这些具体细节的情况下实践本公开内容中的示例。在其他情况下,以框图形式示出了公知的过程,以免不必要的细节使本发明的描述不清楚。在一些地方使用相同的附图标记来表示不同附图中相同或相似项的不同视图。因此,实施方式和示例的前述描述和附图仅仅是对本发明原理的说明。因此,将理解,本领域技术人员可以在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下对实施方式进行各种修改。

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