匹配器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種匹配器。所述匹配器，用于功率放大器與換能器之間傳輸功率，包括電路板、磁環(huán)、繞在所述磁環(huán)上的初級線圈和次級線圈，所述繞線的磁環(huán)固定在所述電路板上，在所述電路板上設(shè)公共地端，所述初級線圈和次級線圈的公共地連接到所述電路板上的公共地端，所述初級線圈設(shè)有連接功率放大器的輸入端口，所述次級線圈設(shè)有連接所述換能器的輸出端口。上述匹配器，通過在磁環(huán)上繞初級線圈和次級線圈，且初級線圈和次級線圈的公共地接在電路板的公共地端，初級線圈的輸入端口接功率放大器，次級線圈的輸出端口接換能器，避免了電能量在功率放大器傳輸?shù)綋Q能器時不會被放射回來，提高了功率的傳輸效率。
【專利說明】匹配器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及磁共振領(lǐng)域，特別是涉及一種匹配器。

【背景技術(shù)】
[0002] 高強聚焦超聲技術(shù)是通過換能器把功率放大器提供的電能轉(zhuǎn)換為機械能的應(yīng)用。 高強聚焦超聲技術(shù)是通過換能器把可控電能量轉(zhuǎn)換為超聲波束聚集于靶區(qū)，使靶區(qū)組織的 溫度在短時間內(nèi)達到65°C以上，使得腫瘤細胞變性、壞死，從而達到熱消融腫瘤的目的。
[0003] 高強聚焦超聲儀器的效率主要受到功率放大器、換能器和功率傳輸效率的影響。 傳統(tǒng)的換能器與功率放大器之間是不匹配的，電能量傳輸?shù)綋Q能器中會有很大的功率放射 回來，導(dǎo)致傳輸效率低下。 實用新型內(nèi)容
[0004] 基于此，有必要針對傳統(tǒng)的換能器與功率放大器之間傳輸效率低下的問題，提供 一種能提高功率放大器到換能器間功率傳輸效率的匹配器。
[0005] -種匹配器，用于功率放大器與換能器之間傳輸功率，包括電路板、磁環(huán)、繞在所 述磁環(huán)上的初級線圈和次級線圈，所述繞線的磁環(huán)固定在所述電路板上，在所述電路板上 設(shè)公共地端，所述初級線圈和次級線圈的公共地連接到所述電路板上的公共地端，所述初 級線圈設(shè)有連接功率放大器的輸入端口，所述次級線圈設(shè)有連接所述換能器的輸出端口。
[0006] 在其中一個實施例中，所述匹配器還包括屏蔽盒和屏蔽蓋，所述屏蔽盒設(shè)有開口， 所述電路板位于所述屏蔽盒內(nèi)，且所述屏蔽蓋封住所述屏蔽盒的開口。
[0007] 在其中一個實施例中，所述匹配器還包括第一射頻電纜和第二射頻電纜，所述第 一射頻電纜串接在所述初級線圈的輸入端口，所述第二射頻電纜串接在所述次級線圈的輸 出端口。
[0008] 在其中一個實施例中，所述匹配器還包括設(shè)置在所述屏蔽盒外的SMA射頻連接 器，所述SMA射頻連接器分別與所述第一射頻電纜和第二射頻電纜相連。
[0009] 在其中一個實施例中，所述初級線圈和次級線圈的直徑為0. 5?2毫米。
[0010] 上述匹配器，通過在磁環(huán)上繞初級線圈和次級線圈，且初級線圈和次級線圈的公 共地接在電路板的公共地端，初級線圈的輸入端口接功率放大器，次級線圈的輸出端口接 換能器，避免了電能量在功率放大器傳輸?shù)綋Q能器時不會被放射回來，提高了功率的傳輸 效率；通過屏蔽蓋和屏蔽盒降低了干擾；通過第一射頻電纜和第二射頻電纜屏蔽了部分干 擾。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1為一個實施例中匹配器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖2為繞線圈的磁環(huán)立體示意圖；
[0013] 圖3為一個實施例中匹配器的屏蔽合正視圖；
[0014] 圖4為匹配器的屏蔽蓋和屏蔽盒組合示意圖。

【具體實施方式】
[0015] 為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施 例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋 本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0016] 圖1為一個實施例中匹配器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為繞線圈的磁環(huán)立體示意圖。如 圖1和圖2所示，一種匹配器，用于功率放大器與換能器之間傳輸功率，包括磁環(huán)101、繞在 所述磁環(huán)上的初級線圈105和次級線圈106、第一射頻電纜107、第二射頻電纜108和電路 板110。繞線的磁環(huán)101固定在電路板110上，在電路板110上設(shè)公共地端，初級線圈105 和次級線圈106的公共地109連接到電路板110上的公共地端。初級線圈105設(shè)有連接功 率放大器的輸入端口，次級線圈106設(shè)有連接換能器的輸出端口，第一射頻電纜107串接在 初級線圈105的輸入端口，第二射頻電纜108串接在次級線圈106的輸出端口。其中，初級 線圈105的匝數(shù)為N1，次級線圈106的匝數(shù)為N2。
[0017] 如圖2所示，磁環(huán)101的磁導(dǎo)率為μ，磁環(huán)101的外直徑102為dl，內(nèi)直徑103為 d2,磁環(huán)101的高104為h。
[0018] 此外，上述匹配器還可包括SMA射頻連接器111，該SMA射頻連接器111包括兩個， 分別連接第一射頻電纜107和第二射頻電纜108。SMA射頻連接器111是一種同軸連接器， 具有頻帶寬、性能優(yōu)、高可靠性、壽命長等特點。
[0019] 初級線圈105和次級線圈106的直徑為0. 5?2毫米，優(yōu)選的為1毫米。
[0020] 電路板110可采用萬用板，成本低。
[0021] 圖3為一個實施例中匹配器的屏蔽合正視圖；圖4為匹配器的屏蔽蓋和屏蔽盒組 合示意圖。如圖3和4所示，上述匹配器還包括屏蔽盒202和屏蔽蓋201，該屏蔽盒202設(shè) 有開口（圖未示），電路板110位于屏蔽盒202內(nèi)，且屏蔽蓋201封住屏蔽盒202的開口。 通過屏蔽蓋201和屏蔽盒202可對外部信號進行屏蔽，降低干擾。
[0022] 在其他實施例中，匹配器可不包括第一射頻電纜107和第二射頻電纜108。
[0023] 功率放大器和換能器之間進行功率傳輸中，源阻抗值為Zin = Rin+jXin，負(fù)載阻抗為 ZL = RL+jXL〇由源傳輸?shù)截?fù)載上的功率為P =備丨+ y、2 ，計算得出，當(dāng) 1 \Rin +Kl) +(Xin+XL) Rin = &，xin = \時，最大的功率傳輸?shù)截?fù)載，功率為戶=1丨匕「i。在高強聚焦超聲系統(tǒng) 中，1MHz頻點處功率放大器的輸出阻抗為50歐姆，換能器的特性阻抗可通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析 儀測的，得到換能器的特性阻抗為A = 。通過Smith圓圖解法可以算出，匹配器的電 感值為L和初次線圈匝數(shù)比為N1:N2,將初級線圈105和次級線圈106繞在磁環(huán)101上，磁 環(huán)101的磁導(dǎo)率為μ ,磁環(huán)101的外半徑為R2，內(nèi)半徑為d2,磁環(huán)101的高104為h，N為線 圈匝數(shù)，電感量為 r uxhxN2 .
[0024] L = -----x ln(-^)。 2π i?!
[0025] 上述匹配器的工作頻率為500KHz至1. 5MHz，承載功率大于500W。
[0026] 上述匹配器，通過在磁環(huán)上繞初級線圈和次級線圈，且初級線圈和次級線圈的公 共地接在電路板的公共地端，初級線圈的輸入端口接功率放大器，次級線圈的輸出端口接 換能器，避免了電能量在功率放大器傳輸?shù)綋Q能器時不會被放射回來，提高了功率的傳輸 效率；通過屏蔽蓋和屏蔽盒降低了干擾；通過第一射頻電纜和第二射頻電纜屏蔽了部分干 擾。
[0027] 以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細， 但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬 于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種匹配器，用于功率放大器與換能器之間傳輸功率，其特征在于，包括電路板、磁 環(huán)、繞在所述磁環(huán)上的初級線圈和次級線圈，所述繞線的磁環(huán)固定在所述電路板上，在所述 電路板上設(shè)公共地端，所述初級線圈和次級線圈的公共地連接到所述電路板上的公共地 端，所述初級線圈設(shè)有連接功率放大器的輸入端口，所述次級線圈設(shè)有連接所述換能器的 輸出端口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的匹配器，其特征在于，所述匹配器還包括屏蔽盒和屏蔽蓋，所 述屏蔽盒設(shè)有開口，所述電路板位于所述屏蔽盒內(nèi)，且所述屏蔽蓋封住所述屏蔽盒的開口。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的匹配器，其特征在于，所述匹配器還包括第一射頻電纜和第 二射頻電纜，所述第一射頻電纜串接在所述初級線圈的輸入端口，所述第二射頻電纜串接 在所述次級線圈的輸出端口。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的匹配器，其特征在于，所述匹配器還包括設(shè)置在所述屏蔽盒 外的SMA射頻連接器，所述SMA射頻連接器分別與所述第一射頻電纜和第二射頻電纜相連。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的匹配器，其特征在于，所述初級線圈和次級線圈的直徑為 0. 5?2暈米。
【文檔編號】H01F38/00GK203910504SQ201420262965
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】孟德, 鄒超, 帖長軍, 劉新, 鄭海榮, 鐘耀祖 申請人:中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院