Анализ и изготовление компактного радиочастотного балансного трансформатора для усилителя магнитно-резонансной визуализации

В настоящем исследовании авторы сообщают о разработке и изготовлении компактного смешанно-интегрированного балансного трансформатора (балуна) для магнитно-резонансной визуализации (MRI). Устройство спроектировано с использованием метода положительного антисимметричного связи, который предусматривает применение сосредоточенных SMD-конденсаторов и зеркально-симметричных полос связи, травленых на верхнем и нижнем слоях печатной платы. Конденсаторы сократили длину полос связи и компенсировали возникшие при изготовлении ошибки, приводящие к дисбалансу фазы и усиления. Структура устройства и эквивалентная even–odd электрическая модель были смоделированы в коммерческом программном обеспечении для оптимизации параметров проекта. После этого устройство было изготовлено и протестировано с помощью анализатора цепей. Результаты показали дисбаланс усиления и фазы менее 0.1 дБ и 1° соответственно, а коэффициент передачи (вставные потери) и входное значение коэффициента стоячей волны по напряжению (VSWR) были ниже 0.4 дБ и −25 дБ соответственно. Устройство имеет компактные размеры 50 × 60 × 1.5 мм, что делает его пригодным для высокоинтегрированных миниатюризированных MRI-систем. Предложенный балун был интегрирован в радиочастотный усилитель мощности (RFPA) 3.0 Т, что позволило уменьшить размеры силовых модулей на 20% по сравнению с традиционным балуном. Наконец, модуль RFPA был использован в 3.0 Т MRI-системе для экспериментов визуализации, и результаты показали, что балун способствует получению высококачественных изображений сканирования.