本實用新型涉及一種無需電容的磁共振巴倫組件結(jié)構(gòu)，在磁共振成像系統(tǒng)中使用，用于遏制電纜線上的共模電流。

背景技術(shù)：

巴倫(Balance-unbalance，Balun)是英文“平衡－不平衡變換器”縮寫的音譯。原理是按天線理論，偶極天線屬平衡型天線，而同軸電纜屬不平衡傳輸線，若將其直接連接，則同軸電纜的外皮就有高頻電流流過(按同軸電纜傳輸原理，高頻電流應在電纜內(nèi)部流動，外皮是屏蔽層，是沒有電流的)，這樣一來，就會影響天線的輻射。因此，就要在天線和電纜之間加入平衡不平衡轉(zhuǎn)換器，把流入電纜屏蔽層外部的電流扼制掉，也就是說把從振子流過電纜屏蔽層外皮的高頻電流截斷。

磁共振成像是一種先進的人體無損成像的技術(shù)，廣泛應用于人體各個部位疾病的診斷。磁共振射頻線圈是磁共振成像系統(tǒng)的重要組成部分，其性能直接決定著磁共振成像質(zhì)量的好壞。

巴倫在磁共振系統(tǒng)中有著廣泛的應用，尤其是在磁共振射頻線圈中，基本上每個磁共振射頻線圈都至少要裝配一個巴倫。這是因為磁共振系統(tǒng)在射頻發(fā)射期間，系統(tǒng)內(nèi)部有很強的交變磁場和交變電場，會在電纜線上感應出很強的射頻電流，如果不能有效地遏制這些射頻電流，不僅射頻線圈的不能正常成像，還會產(chǎn)生嚴重的安全隱患，甚至會灼傷病人。

磁共振中使用的巴倫分為兩類，第一類直接插入在電纜線中，比如說繞線巴倫和電感電容形成的集總元件巴倫。第二類是套在電纜線上，這類巴倫實質(zhì)上是一個諧振回路，和電纜線沒有直接的連接，只是靠電感耦合的方式和電纜線相互作用，使電纜線感受到一個并聯(lián)諧振回路的高阻，從而抑制其共模電流。

本實用新型專利所牽涉到的是第二類巴倫，請參閱圖1，傳統(tǒng)的一個圓筒狀的巴倫，圓筒內(nèi)部有一個內(nèi)層導體11，外部有一個外層導體12，圓筒的一端端面上附著有端面導體13，此端面導體將內(nèi)層導體和外層導體連接到一起，圓筒的另一端端面上焊接有陶瓷電容14，陶瓷電容的一邊焊接到內(nèi)層導體上，另一側(cè)焊接到外層導體上，由內(nèi)層導體、端面導體、外層導體和端面上的電容形成一個諧振回路，此諧振回路和穿過次巴倫的電纜通過互感耦合，從而可以有效抑制電纜上的共模電流，而對差模電流卻沒有影響。

這種巴倫通常是通過更換陶瓷電容的方式進行頻率調(diào)諧，而電容只能有分離的容值，所以不能進行連續(xù)調(diào)諧，所以在生產(chǎn)過程中，要通過不斷地更換電容來調(diào)諧頻率，工作量很大，而且還不能保證每個巴倫都能正好調(diào)節(jié)到所需要的頻率。

另外，由于巴倫通常工作電壓較大，因此使用的電容的尺寸都很大，這就使得巴倫的尺寸也很大，這經(jīng)常會對線圈的使用造成很大不便。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種無需電容的磁共振巴倫組件結(jié)構(gòu)，不需陶瓷電容來進行頻率調(diào)節(jié)，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)工藝簡單，調(diào)試方便，適合批量生產(chǎn)，并且大大提高了可靠性能。

實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是：一種無需電容的磁共振巴倫組件結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)層導體、第一端面導體、第二端面導體、第一外層導體、第二外層導體和絕緣膜，其中：

所述內(nèi)層導體、第一外層導體、絕緣膜和第二外層導體從內(nèi)至外依次同軸設置；

所述第一外層導體的高度和第二外層導體的高度分別為所述內(nèi)層導體的高度的1/2～1倍，且所述第一外層導體的頂端與所述內(nèi)層導體的頂端齊平，所述第二外層導體的底端與所述內(nèi)層導體的底端齊平；

所述第一端面導體設置在所述內(nèi)層導體的頂端，且所述第一端面導體的內(nèi)圈與所述內(nèi)層導體相連，所述第一端面導體的外圈與所述第一外層導體相連；

所述第二端面導體設置在所述內(nèi)層導體的底端，且所述第二端面導體的內(nèi)圈與所述內(nèi)層導體相連，所述第二端面導體的外圈與所述第二外層導體相連。

上述的一種無需電容的磁共振巴倫組件結(jié)構(gòu)，其中:

所述內(nèi)層導體、第一外層導體、第二外層導體和絕緣膜均呈圓筒狀結(jié)構(gòu)；

所述第一端面導體和第二端面導體均呈圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)。

上述的一種無需電容的磁共振巴倫組件結(jié)構(gòu)，其中，所述絕緣膜由聚酰亞胺薄膜材料制成。

上述的一種無需電容的磁共振巴倫組件結(jié)構(gòu)，其中，所述絕緣膜由特氟龍薄膜材料制成。

本實用新型的無需電容的磁共振巴倫組件結(jié)構(gòu)，可以制作磁共振成像系統(tǒng)中使用的磁共振射頻線圈上的巴倫，該巴倫組件結(jié)構(gòu)，不需陶瓷電容來進行頻率調(diào)節(jié)，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)工藝簡單，調(diào)試方便，適合批量生產(chǎn)，并且大大提高了可靠性能。

附圖說明

圖1為傳統(tǒng)的圓筒狀的巴倫的分解結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型的無需電容的磁共振巴倫組件結(jié)構(gòu)的分解結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型的無需電容的磁共振巴倫組件結(jié)構(gòu)的剖視圖。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領域的技術(shù)人員能更好地理解本實用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對其具體實施方式進行詳細地說明：

請參閱圖2和圖3，本實用新型的實施例，一種無需電容的磁共振巴倫組件結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)層導體21、第一端面導體22、第二端面導體23、第一外層導體25、第二外層導體26和絕緣膜24。

內(nèi)層導體21、第一外層導體25、第二外層導體26和絕緣膜24均呈圓筒狀結(jié)構(gòu)；內(nèi)層導體21、第一外層導體25、絕緣膜24和第二外層導體26從內(nèi)至外依次同軸設置；第一外層導體25的高度和第二外層導體26的高度分別為內(nèi)層導體21的高度的1/2～1倍，且第一外層導體25的頂端與內(nèi)層導體21的頂端齊平，第二外層導體26的底端與內(nèi)層導體21的底端齊平；第一端面導體22和第二端面導體23均呈圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)；第一端面導體22設置在內(nèi)層導體21的頂端，且第一端面導體22的內(nèi)圈與內(nèi)層導體21相連，第一端面導體22的外圈與第一外層導體25相連；第二端面導體23設置在內(nèi)層導體21的底端，且第二端面導體23的內(nèi)圈與內(nèi)層導體21相連，第二端面導體23的外圈與第二外層導體26相連。

內(nèi)層導體21、第一端面導體22、第二端面導體23、第一外層導體25、第二外層導體26和絕緣膜24均附著在一定的塑料機械件上，從而形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。絕緣膜24由聚酰亞胺薄膜材料制成。24絕緣膜也可以由特氟龍薄膜材料制成。第一外層導體25和第二外層導體26均為導電銅皮。

本實用新型的磁共振巴倫組件結(jié)構(gòu)，第一端面導體22將內(nèi)層導體21和第一外層導體25連接起來，第二端面導體23將內(nèi)層導體21和第二外層導體26連接起來。第一外層導體25和第二外層導體26位于絕緣膜24兩側(cè)，由于第一外層導體25的高度和第二外層導體26的高度分別為內(nèi)層導體21的高度的1/2～1倍，第一外層導體25和第二外層導體26的有一部分面積形成交疊，如果交疊面積為A，絕緣膜的厚度為d，則第一外層導體25、第二外層導體通過中間夾層絕緣膜24形成的電容C，其間關(guān)系為：

C＝ε₀*ε_r*A/d；

其中ε₀為真空介電常數(shù)，ε_r為絕緣膜的相對介電常數(shù)。

這樣，內(nèi)層導體21、第一端面導體22、第二端面導體23、第一外層導體25和第二外層導體26，由于電容的存在，其形成一個封閉的回路，同時，內(nèi)層導體21、第一端面導體22、第二端面導體23、第一外層導體25和第二外層導體26包圍形成一個封閉的空間，形成一個電感，具有一定的電感量。而絕緣膜24兩側(cè)的第一外層導體25、第二外層導體26則形成分布電容，和上述電感形成諧振。因此，如果經(jīng)過適當?shù)卦O計上述各個導體的尺寸，并適當?shù)卣{(diào)節(jié)絕緣薄膜兩側(cè)的第一外層導體25和第二外層導體26之間的交疊面積，就能把這個巴倫的諧振頻率調(diào)節(jié)到所需要的工作頻率。

由于通常磁共振中所使用的電纜線線束都是圓形，因此本實施例中的內(nèi)層導體21、第一外層導體25和第二外層導體26都是圓筒形，且都和電纜線同軸。內(nèi)層導體21的內(nèi)徑是11mm，第二外層導體26的外徑是30mm，整個巴倫的長度為80mm。絕緣膜24使用聚酰亞胺薄膜，厚度為0.2mm。由于聚酰亞胺有很高的介電強度，可以達到100至300kV/mm，因此0.4mm可以承受至少40kV的電壓，足夠一般的磁共振環(huán)境使用。聚酰亞胺的相對介電常數(shù)為3.5左右。這樣，通過調(diào)節(jié)聚酰亞胺薄膜兩側(cè)的第一外層導體25和第二外層導體26高度，可以形成一個最大π*30mm*80mm的交疊面積，按照公式C＝ε₀*ε_r*A/d計算，可以形成一個0-584pF的電容。而這個尺寸的巴倫的電感量約為15nH左右，因此，如果需要1.5T的巴倫，需要把電容調(diào)節(jié)到400pF左右，對應的交疊長度是55mm左右；如果需要3.0T的巴倫，則只需要把電容調(diào)節(jié)到100pF左右，對應的交疊長度只需要14mm左右。而調(diào)節(jié)交疊長度，只需要通過剪刀或刀片裁剪巴倫第二外層導體26的面積即可，非常簡單易行。

也可以使用其它形狀的導體，或其它絕緣材料做絕緣膜，用同樣的思路很容易制作不同尺寸、形狀和工作頻率的的巴倫。

綜上所述，本實用新型的無需電容的磁共振巴倫組件結(jié)構(gòu)，可以制作磁共振成像系統(tǒng)中使用的磁共振射頻線圈上的巴倫，該巴倫組件結(jié)構(gòu)不需陶瓷電容來進行頻率調(diào)節(jié)，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)工藝簡單，調(diào)試方便，適合批量生產(chǎn)，并且大大提高了可靠性能。

本技術(shù)領域中的普通技術(shù)人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型，而并非用作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。