一种多通道射频信号控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种多通道射频信号控制系统，包括多通道射频信号发射单元，用于提供多通道的第一射频信号；功率信号接收单元，用于接收所述多通道射频信号发射单元中任意一个通道的第一射频信号反馈的第一功率信号；数字信号处理单元，与所述多通道射频信号发射单元和所述功率信号接收单元相连接，用于处理多通道待发射的射频信号并传输第一基带信号至所述多通道射频信号发射单元；接收、处理所述功率信号接收单元接收的第二功率信号后，传输第三功率信号至外部设备。本发明提供的多通道射频信号控制系统减少了模拟中频过程，提高信号性能，模块化设计灵活配置，适应各种场强的磁共振设备需求。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及磁共振控制【技术领域】，尤其涉及一种多通道射频信号控制系统。 一种多通道射频信号控制系统
【背景技术】
[0002] 射频信号发射系统是核磁共振成像设备的必要组成部分，用于产生频率、相位和 幅度可以快速调制的射频激发信号，信号经过功率放大器传输至射频线圈，使静磁场中的 原子核发生共振从而获得磁共振信号；随着磁共振系统日益向高场发展的趋势，多通道射 频信号并行发射日益引起人们重视。多通道射频信号并行发射主要适用于高场磁共振系统 中，用于解决发射场不均匀性和射频能量吸收等问题，采用多通道并行发射技术需要产生 多路频率、相位和幅度可调得射频信号。
[0003] 现有技术中，MRI射频信号发射和传输是基于无线电中频数字化原理，射频发射系 统中的射频发射和功率检测选择模拟中频的方式，例如公布号为CN102724162的专利文献 中介绍了一种多通道核磁共振的发射机，采用模拟中频的发射方式，通过直接数字合成器 (DDS)将信号调整到中频，然后通过模拟混频调制到载波频率；由于中频频率较低，对模式 转换器和数模转换器的采样率要求降低，但由于采用了模拟混频，会带来本振泄露、IQ不平 衡等问题，同时系统的噪声水平也较高。
【发明内容】
[0004] 本发明解决的问题是提供一种多通道射频信号控制系统，用以解决现有技术中多 通道并行发射系统采用模拟混频方式引起的本振泄露，I/Q不平衡等问题，减少噪声水平和 镜像抑制并且适用于各种磁场强度的磁共振设备要求。
[0005] 为了解决上述问题，本发明提供了一种多通道射频信号控制系统，包括：
[0006] 多通道射频信号发射单元，用于提供多通道的第一射频信号；
[0007] 功率信号接收单元，用于接收所述多通道射频信号发射单元中任意一个通道的第 一射频信号反馈的第一功率信号；
[0008] 数字信号处理单元，与所述多通道射频信号发射单元和所述功率信号接收单元相 连接，用于处理多通道待发射的射频信号并传输第一基带信号至所述多通道射频信号发射 单元，接收、处理所述功率信号接收单元接收的第二功率信号后，传输第三功率信号至外部 设备。
[0009] 可选地，所述多通道射频信号发射单元包括多通道射频信号发射通道，每路射频 信号发射通道包括数模转换单元、重建滤波单元及第一可变增益放大器，每路射频信号依 次通过所述数模转换单元、所述重建滤波单元和所述第一可变增益放大器发射至所述外部 设备；所述外部设备包括功率放大器，定向耦合器和射频线圈。
[0010] 可选地，所述功率信号接收单元包括多路功率信号接收通道，每路功率信号接收 通道包括第二可变增益放大器、抗混叠滤波器和模数转换器，每路功率信号依次经过所述 第二可变增益放大器、所述抗混叠滤波器和所述模数转换器传输至所述数字信号处理单 J Li 〇 toon] 可选地，所述数字信号处理单元包括主控制芯片；所述主控制芯片为现场可编程 门阵列。
[0012] 可选地，所述现场可编程阵列还包括光纤接口，用于与外界进行数据通信。
[0013] 可选地，所述数模转换单元包括多级插值滤波器和数字振荡器，用于基带信号进 入数模转换单元之前，使得基带信号的频率达到数模转换单元的频率。
[0014] 可选地，所述第三功率信号输出至所述外部设备和/或反馈至所述多通道射频信 号发射单元，用于发射信号的功率校正、射频能量场能量的计算监控或通过所述外部设备 进行信息交互处理。
[0015] 可选地，所述系统还包括时钟管理单元，用于输出多路高精度时钟源至所述多通 道射频信号发射单元、所述功率信号接收单元和所述数字信号处理单元。
[0016] 可选地，所述时钟管理单元包括参考时钟振荡器、压控振荡器和时钟管理芯片。
[0017] 可选地，所述参考时钟振荡器的输入为系统内部晶振产生或外部时钟输入。
[0018] 可选地，所述时间管理单元的时钟源数目等于所述射频信号发射通道的数目、功 率信号接收通道和现场可编程门阵列通道的数目之和。
[0019] 为解决上述技术问题，本发明还提供了一种实现多通道射频信号控制系统的方 法，包括以下步骤：
[0020] 所述数字信号处理单元完成处所述多路射频信号发射通道数据的第一数字信号 处理，传输任意一个发射通道的第一基带信号至所述多通道射频信号发射单元；
[0021] 所述多通道射频信号发射单元提供多通道射频发射信号，任意一个发射通道输出 第一射频信号发射至外部设备；
[0022] 所述功率信号接收单元接收所述第一射频信号反馈的第一功率信号，进行直接采 样，获得第二功率信号；
[0023] 所述数字信号处理单元接收第二功率信号进行第二数字信号处理，获得第三功率 信号传输至所述外部设备。
[0024] 可选地，所述第一数字信号处理包括调整射频发射信号的幅度、相位属性和对射 频发射信号进行插值滤波、数字正交上变频。
[0025] 可选地，所述第一基带信号通过任意一路发射通道中的数模转换单元进行一级正 交上变频或通过所述数字信号处理单元和所述数模转换单元进行二级正交上变频。
[0026] 可选地，所述二级正交上变频包括如下步骤：
[0027] 在所述数字信号处理单元中，所述第一基带信号变频到第一频率，获得第一级输 出射频发射信号输出至所述数模转换单元中；
[0028] 所述数模转换单元中将所述第一级输出射频发射信号变频至磁场强度对应的拉 莫尔频率，获得第二级输出射频发射信号。
[0029] 可选地，所述第一频率为第二级输出射频发射信号的中心频率与磁场强度对应的 拉莫尔频率的差值，所述差值小于1MHz，所述第二级输出射频发射信号为所述第一射频信 号。
[0030] 可选地，所述第一基带信号进入任意一路发射通道中的数模转换单元之前，第一 基带信号的频率经过多级插值达到任意一路发射通道中的数模转换单元的频率。
[0031] 可选地，所述第一射频信号依次经过任意一路发射通道的重建滤波器和第一可变 增益放大器后出输出至功率放大器。
[0032] 可选地，所述第一功率信号为任意一个发射通道输出的第一射频信号经过射频线 圈或定向耦合器后返回至任意一个功率信号接收通道的功率信号。
[0033] 可选地，所述第一功率信号依次经过任意一个接收通道的第二可变增益放大器和 抗混叠滤波器进入模数转换器。
[0034] 可选地，所述直接采样方法为射频采样或带通采样，若采用射频采样，则抗混叠滤 波器为低通滤波器；若采用带通采样，则抗混叠滤波器为带通滤波器。
[0035] 可选地，所述第二功率信号经过数字信号处理单元进行第二数字信号处理，所述 第二数字信号处理包括调整射频发射信号的幅度、相位属性、对射频发射信号进行数字正 交下变频和数字滤波。
[0036] 可选地，所述第二功率信号经过正交下变频和数字滤波后得到第二基带信号，所 述第二基带信号通过数字信号处理单元进行调整射频发射信号的幅度、相位属性，获得第 二功率信号。
[0037] 可选地，所述数字滤波器为抽取滤波器，所述第二功率信号经正交下变频后，通过 一级或多级抽取滤波器，得到所述第二基带信号。
[0038] 可选地，所述第三功率信号在所述数字信号处理单元经过编码后通过光纤接口输 出，所述第三功率信号用于发射功率校正或射频场能量的计算监控。
[0039] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：（1)减少模拟中频环节，有效提高发射性 能，降低噪声水平，镜像抑制，减少本振泄露、I/Q不平衡等问题；（2)通过数字控制，可以在 较宽的频率范围内调制发射射频信号和接收的功率信号，满足多种不同磁场强度的核磁共 振设备的要求；（3)采用模块化设计，系统的通道数目能根据需求灵活配置，产生的多路射 频信号相互隔离，能独立完成频率、相位和幅度的调制。
【专利附图】
【附图说明】
[0040] 图1所示为本发明中一种多通道射频信号控制系统的框架示意图；
[0041] 图2所示为本发明中时钟管理单元的架构示意图；
[0042] 图3所示为本发明中多通道射频信号控制系统的方法流程示意图；
[0043] 图4所示为本发明中单通道射频信号发射通道的工作原理示意图；
[0044] 图5所示为本发明中第一基带信号一级变频方法的工作原理示意图；
[0045] 图6所示为本发明中第一基带信号二级变频方法的工作原理示意图；
[0046] 图7所示为本发明中单通道功率信号接收通道的数据流程示意图。
【具体实施方式】
[0047] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以 很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况 下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0048] 其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，所 述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。
[0049] 下面结合附图对本发明进行详细描述。
[0050] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多通道射频信号控制系统，图1为多 通道射频信号控制系统的框架示意图，如图1所示，本发明中多通道射频信号控制系统100 包括多通道射频信号发射单元110、功率信号接收单元120、数字信号处理单元130和时钟 管理单元140 ;所述射频信号发射单元110用于提供多通道的第一射频信号，每一路射频信 号发射通道包括数模转换单元111、重建滤波器112和第一可变增益放大器（VGA) 113。每 路射频信号依次通过数模转换单元111、重建滤波器112和第一可变增益放大器113发射 至外部设备；所述数模转换单元111用于将数字信号处理单元传输的第一基带信号进行差 值滤波后转换为模拟信号，所述数模转换单元111还包括多级插值滤波器21和数字振荡 器22,如图4所示，用于将第一基带信号进入数模转换单元111之前，使得第一基带信号的 频率达到数模转换单元111的频率。所述重建滤波单元112接收所述高速数模转换单元 ill传输的模拟信号，滤出所述模拟信号中除有用频段以外的镜像信号，并传输至所述第一 可变增益放大器113,所述第一可变增益放大器113用于调整第一射频信号的幅度、相位属 性，以满足不同输出功率的要求。
[0051] 所述功率信号接收单元120用于接收所述多通道射频信号发射单元110中任意一 个通道发射的第一射频信号反馈的第一功率信号，每路功率信号接收通道包括第二可变增 益放大器121、抗混叠滤波器122和模数转换器123,每路功率信号依次经过第二可变增益 放大器121、抗混叠滤波器122和模数转换器123传输至数字信号处理单元130。所述可变 增益放大器121用于改变接收第一功率信号的幅度、相位属性，以满足所述模数转换器123 的输入范围要求，所述抗混叠滤波器122根据采样定理，滤出带外的干扰和噪声，所述模数 转换器123对滤波后的模拟信号进行数字化，获得第二功率信号。
[0052] 所述数字信号处理单元130与所述多通道射频信号发射单元110和所述功率信号 接收单元120相连接，用于处理多通道待发射的射频信号并传输第一基带信号至所述多通 道射频信号发射单元110,接收、处理所述功率信号接收单元120接收的第二功率信号后， 传输第三功率信号至外部设备进行交互处理。所述数字信号处理单元130包括主控制芯 片；所述主控制芯片为现场可编程门阵列131，用于对射频发射和功率接收信号进行处理， 所述数字信号处理单元还包括光纤接口 132,发射时将光纤接收到的第一数字信号经过插 值、滤波和正交上变频等第一数字处理后传获得的第一基带信号传输至所述多通道射频信 号发射单元110 ;功率接收时，将所述模数转换器123传输过来的第二功率信号进行正交下 变频处理，经过滤波和插值等第二数字信号处理后通过光纤接口 132将第三功率信号传输 至外部设备；所述第三功率信号输出至外部设备和/或反馈至所述多通道射频信号发射单 元，用于发射信号的功率校正、射频能量场能量的计算监控和通过所述外部设备进行信息 交互处理。
[0053] 本发明中，多通道射频信号发射单元110中每一路的信号数据采用所述现场可编 程门阵列131或采用所述现场可编程门阵列131和所述数模转换器111在数字域内通过一 级或者两级数字正交混频后经过重建滤波器112和可变增益放大器113后输出第一射频信 号，与现有技术相比，减少了模拟中频过程，有效提高如噪声水平，镜像抑制等发射性能；同 时采用直接采样，对多通道射频信号发射单元110反馈的功率表信号进行检测，经过所述 第二可变增益放大器121和抗混叠滤波器122后进入模数转换器123进行直接采样，再经 过所述现场可编程门阵列131进行第二数字信号处理处理，整个过程在数字域中进行，获 得所述第三功率信号可用于发射功率校正或者SAR的计算监控等应用。
[0054] 所述时钟管理单元140用于输出多路高精度时钟，包括参考时钟输入141、压控振 荡器142和多路时钟输出管理芯片143,为高速模数转换器123、数模转换单元111和现场 可编程门阵列131提供高稳定性的时钟输入。图2为本发明中时钟管理单元的架构示意图， 请参见图2,时钟管理单元140用于输出多通道的皮秒或飞秒级数量级的高稳定度时钟源， 为所述多通道射频信号发射单元110、所述功率信号接收单元120和所述数字信号处理单 元130提供低抖动、高精度和高稳定度的时钟源。具体地，通过系统内部晶振或外部时钟输 入的参考时钟源，压控振荡器142可选为压控滤波器VCX0(Voltage Control Oscillator)， 时钟管理芯片143通过内部寄存器配置输出时钟的频率和通道路数，多路输出可根据系统 需要的时钟通道路数进行合理选择，所述时间管理单元140的时钟源数目为所述射频信号 发射通道的数目、所述功率信号接收通道和所述现场可编程门阵列通道的数目之和。
[0055] 本发明所提出的一种多通道射频信号控制系统采用模块化设计，通道数目能根据 系统需求灵活配置，产生的多路射频信号相互隔离，能独立完成频率、相位和幅度的调制。
[0056] 本发明为解决上述技术问题还提供了一种实现多通道控制系统的方法。图3所示 为本发明中多通道射频信号控制系统的方法流程示意图。请参见图3, 一种多通道射频信号 控制系统工作的方法，包括以下步骤：
[0057] 执行步骤S1，所述数字信号处理单元130完成处所述多路射频信号发射通道数据 的第一数字信号处理，获得第一基带信号，通过任意一路发射通道中的数字信号处理单元 130进行一级正交上变频后发射至多通道射频信号发射单元110。
[0058] 执行步骤S2,所述多通道射频信号发射单元提供多通道射频发射信号，任意一个 发射通道输出第一射频信号至外部设备；所述第一基带信号传输至数模转换单元111进行 信号模拟化和/或二级正交上变频后，通过所述重建滤波器112滤去镜像信号，所述第一可 变增益放大器113调整输出信号的幅度、相位属性后传输至所述外部设备，如功率放大器， 定向耦合器和射频线圈等。具体地，第一基带信号依次经过任意一路发射通道的重建滤波 器112和第一可变增益放大器113后出输出第一射频信号至功率放大器后，发射至射频线 圈。
[0059] 上述步骤S1和步骤S2为射频信号经过数据处理单元130第一数字信号处理后经 任意一路射频信号发射单元110发射至外部设备的过程。
[0060] 图4所示为本发明中单通道射频信号发射通道的工作原理示意图；请参见图4,所 述第一数字信号在现场可编程门阵列131或现场可编程门阵列131和数模转换单元111内 部经过调整发射信号的幅度、相位属性、对射频发射信号进行插值、滤波和正交上变频的数 字信号基带处理后，通过所述数模转换单元111进行信号模拟化，所述插值的倍数由基带 数据的频率（F data)和数模转换单元111的中心频率（Fda。）决定，所述数模转换单元121的内 部中心频率可以通过具有可编程性的现场可编程门阵列131进行设置。所述数模转换单元 111包括插值滤波器21和数字振荡器22。第一基带基带信号进入数模转换单元111模拟 化之前，第一基带信号经过多级插值滤波器21和数字振荡器22对基带信号进行第一数字 信号处理，使得基带信号的频率达到数模转换单元111的频率（F da。)。另外所述多级插值滤 波器可以用于降低现场可编程门阵列和数模转换单元111之间的接口数据率。具体地，对 于超高场磁共振设备，例如7T，300MHz的磁共振设备，当输出模拟信号时，根据采样定理， 数模转换单元111的转换频率在1GHz以上，而基带数据率为10MHz左右，计算得到的插值 倍数较为100倍左右。所述第一数字信号为通过光纤接收传输至所述数字处理单元的第一 基带I/Q数据。
[0061] 所述第一基带信号通过任意一路发射通道中的数模转换单元111进行一级正交 上变频或通过所述数字信号处理单元131和所述数模转换单元111进行二级正交上变频， 输出所述第一射频信号至任意一个射频信号发射通道的后续部件。
[0062] 图5所示为本发明中第一基带信号一级变频方法的工作原理示意图。请参见图5 :
[0063] 在现场可编程门阵列内部，利用其可编程性的特点将第一基带数据通过多级插值 滤波和正交上变频将所需的射频中心频率，所述射频中心频率为磁场强度对应的拉莫尔频 率，此时通过现场可编程门阵列设置数模转换器内部的中心频率。
[0064] 所述输出第一射频信号的射频中心频率范围受到数模转换单元111频率的限 制，根据采样定理，当数模转换单元111的频率为1GHZ，则可输出的射频中心频率可达到 400MHz。第一基带信号在进入模数转换器111之前，经过插值滤波器使数据率达到数模转 换器的频率，所述数模转换单元111内部包括插值滤波器21和压控振荡器22,采用二级正 交上变频方式，在现场可编程门阵列131中实现第一级混频电路，在数模转换单元111中实 现第二级混频电路，以降低现场可编程门阵列131的处理负担。
[0065] 图6所示为本发明中第一基带信号二级变频方法的工作原理示意图。请参见图6 : 所述第一基带信号在现场可编程门阵列131内部经过幅度、相位属性调整，插值滤波和正 交上变频至第一频率后，获得第一级输出射频发射信号输出至所述数模转换单元111中； 所述数模转换单元111中的多级插值滤波器21和数字振荡器22通过多级插值、滤波将所 述第一级输出射频发射信号正交上变频至磁场强度对应的拉莫尔频率，获得第二级输出射 频发射信号；所述第一频率为第二级输出射频发射信号的中心频率与磁场强度对应的拉莫 尔频率的差值，所述差值小于1MHz，所述第二级输出射频发射信号为所述第一射频信号，所 述第一射频信号经过信号模拟化后传输至后续部件。具体地，对于磁场强度为1.5T，中心 频率为64MHz的磁共振系统，所书射频信号的中心输出频率为64. 2MHz时，首先通过第一级 混频将第一基带信号混频至〇. 2MHz的第一输出射频发射信号，然后通过第二级混频达到 64MHz的第二级输出射频发射信号。所述第一级混频电路在现场可编程门阵列131中实现， 第二级混频电路在数模转换单元中实现。
[0066]执行步骤S3,所述功率信号接收单元接收所述第一射频信号反馈的第一功率信 号，进行直接采样，获得第二功率信号；
[0067] 执行步骤S4,所述数字信号处理单元接收第二功率信号进行第二数字信号处理， 获得第三功率信号传输至外部设备。
[0068] 上述步骤S3和步骤S4为功率信号接收单元120接收、采样射频信号反馈的第一 功率信号，并经过数字处理单元130进行第二数字信号处理后得到第三功率信号，传输至 外部设备的过程
[0069] 图7所示为本发明中单通道功率信号接收通道的数据流程示意图，请参见图7 : [0070] 所述第一功率信号依次经过功率信号接收单元120的任意一个接收通道的第二 可变增益放大器121和抗混叠滤波器122进入模数转换器123进行采样。所述第一功率信 号为任意一个发射通道输出的第一射频信号经过射频线圈或定向耦合器后返回至任意一 个功率信号接收通道的功率信号。高速模数转换器123采样速率Fs的选取要根据能获取 的模数转换器的最高采样速率，采样速率会影响到前端抗混叠滤波器的设计，原则上，采样 速率越高，滤波器设计指标要求降低。前端抗混叠滤波器122可根据采样速率和射频信号 最高频率的关系来选取带通或低通滤波器。若采用带通采样，则抗混叠滤波器为带通滤波 器。具体地，对于中、高场磁共振系统，例如，对于1. 5T，射频中心频率64M左右的磁共振系 统，采用射频直接采样，此时滤波器可选为低通滤波器；对于高场或超高场的磁共振系统， 例如场强为3. 0T，射频中心频率在128M及以上，采用带通滤波器。
[0071] 从高速模数转换器得到采样率为Fs的第二功率信号，所述第二功率信号经过数 字信号处理单元进行第二数字信号处理。所述第二数字信号处理包括调整射频发射信号 的幅度、相位属性，对射频发射信号进行数字正交下变频和数字滤波等数字信号处理。所 述第二功率信号经过数字振荡器31的正交下变频和数字滤波器32的滤波后得到第二基 带信号，所述第二基带信号通过数字信号处理单元进行调整射频发射信号的幅度、相位属 性获得第三功率信号。所述数字滤波器32为抽取滤波器，所述第二功率信号经正交下变 频后，通过一级或多级抽取滤波器，得到所述第二基带信号。将所述第二基带信号送入功 率计33进行计算，得到所述第三功率，用于发射功率校正或者射频场能量（SAR，Specific Absorption Rate)的计算监控。所述第三功率和基带数据通过接口，如光纤或USB接口传 输到应用层，一方面输出至外部设备进行数据通信，如提供PC机进行其它处理，用于SAR的 监控和功率校正，另一方面传输至发射单元，以供功率校正。所述第三功率信号在所述数字 信号处理单元经过编码后通过光纤接口输出，所述第三功率信号用于发射功率校正或射频 场能量的计算监控。
[0072] 本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域 技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发 明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明 的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案 的保护范围。
【权利要求】
1. 一种多通道射频信号控制系统，其特征在于，包括： 多通道射频信号发射单元，用于提供多通道的第一射频信号； 功率信号接收单元，用于接收所述多通道射频信号发射单元中任意一个通道的第一射 频信号反馈的第一功率信号； 数字信号处理单元，与所述多通道射频信号发射单元和所述功率信号接收单元相连 接，用于处理多通道待发射的射频信号并传输第一基带信号至所述多通道射频信号发射单 元；接收、处理所述功率信号接收单元接收的第二功率信号后，传输第三功率信号至外部设 备。
2. 如权利要求1所述的多通道射频信号控制系统，其特征在于，所述多通道射频信号 发射单元包括多通道射频信号发射通道，每路射频信号发射通道包括数模转换单元、重建 滤波单元及第一可变增益放大器，每路射频信号依次通过所述数模转换单元、所述重建滤 波单元和所述第一可变增益放大器发射至所述外部设备；所述外部设备包括功率放大器， 定向f禹合器和射频线圈。
3. 如权利要求1所述的多通道射频信号控制系统，其特征在于，所述功率信号接收单 元包括多路功率信号接收通道，每路功率信号接收通道包括第二可变增益放大器、抗混叠 滤波器和模数转换器，每路功率信号依次经过所述第二可变增益放大器、所述抗混叠滤波 器和所述模数转换器传输至所述数字信号处理单元。
4. 如权利要求1所述的多通道射频信号控制系统，其特征在于，所述数字信号处理单 元包括主控制芯片；所述主控制芯片为现场可编程门阵列。
5. 如权利要求4所述的多通道射频信号控制系统，其特征在于，所述现场可编程门阵 列还包括光纤接口，用于与外界进行数据通信。
6. 如权利要求2所述的多通道射频信号控制系统，其特征在于，所述数模转换单元包 括多级插值滤波器和数字振荡器，用于基带信号进入所述数模转换单元之前，使得基带信 号的频率达到数模转换单元的频率。
7. 如权利要求1所述的多通道射频信号控制系统，其特征在于，所述第三功率信号输 出至所述外部设备和/或反馈至所述多通道射频信号发射单元，用于发射信号的功率校 正、射频能量场能量的计算监控或通过所述外部设备进行信息交互处理。
8. 如权利要求1所述的多通道射频信号控制系统，其特征在于，所述系统还包括时钟 管理单元，用于输出多路高精度时钟源至所述多通道射频信号发射单元、所述功率信号接 收单元和所述数字信号处理单元。
9. 如权利要求9所述的多通道射频信号控制系统，所述时钟管理单元包括参考时钟振 荡器、压控振荡器和时钟管理芯片。
10. 如权利要求9所述的多通道射频信号控制系统，其特征在于，所述参考时钟振荡器 的输入为系统内部晶振产生或外部时钟输入。
11. 如权利要求9所述的多通道射频信号控制系统，其特征在于，所述时间管理单元的 时钟源数目等于所述射频信号发射通道的数目、功率信号接收通道和现场可编程门阵列通 道的数目之和。
12. -种实现如权利要求1所述的多通道射频信号控制系统的方法，其特征在于，包括 以下步骤： a) 所述数字信号处理单元完成所述多路射频信号发射通道数据的第一数字信号处理， 传输任意一个发射通道的第一基带信号至所述多通道射频信号发射单元； b) 所述多通道射频信号发射单元提供多通道射频发射信号，任意一个发射通道输出第 一射频信号发射至外部设备； c) 所述功率信号接收单元接收所述第一射频信号反馈的第一功率信号，进行直接采 样，获得第二功率信号； d) 所述数字信号处理单元接收所述第二功率信号进行第二数字信号处理，获得第三功 率信号传输至所述外部设备。
13. 如权利要求12所述的实现多通道射频信号控制系统的方法，其特征在于，所述第 一数字信号处理包括调整射频发射信号的幅度、相位属性和对射频发射信号进行插值滤 波、数字正交上变频。
14. 如权利要求12所述的实现多通道射频信号控制系统的方法，其特征在于，所述第 一基带信号通过所述任意一路发射通道中的数模转换单元进行一级正交上变频或通过所 述数字信号处理单元和所述数模转换单元进行二级正交上变频。
15. 如权利要求14所述的实现多通道射频信号控制系统的方法，其特征在于，所述二 级正交上变频包括如下步骤： 在所述数字信号处理单元中，所述第一基带信号变频到第一频率，获得第一级输出射 频发射信号输出至所述数模转换单元中； 所述数模转换单元中将所述第一级输出射频发射信号变频至磁场强度对应的拉莫尔 频率，获得第二级输出射频发射信号。
16. 如权利要求15所述的实现多通道射频信号控制系统的方法，其特征在于，所述第 一频率为第二级输出射频发射信号的中心频率与磁场强度对应的拉莫尔频率的差值，所述 差值小于1MHz，所述第二级输出射频发射信号为所述第一射频信号。
17. 如权利要求16所述的实现多通道射频信号控制系统的方法，其特征在于，所述第 一基带信号进入任意一路发射通道中的数模转换单元之前，第一基带信号的频率经过多级 插值达到任意一路发射通道中的数模转换单元的频率。
18. 如权利要求12所述的实现多通道射频信号控制系统的方法，其特征在于，所述第 一射频信号依次经过任意一路发射通道的重建滤波器和第一可变增益放大器后出输出至 功率放大器。
19. 如权利要求12所述的一种实现多通道射频信号控制系统的方法，其特征在于，所 述第一功率信号为任意一个发射通道输出的第一射频信号经过射频线圈或定向耦合器后 返回至任意一个功率信号接收通道的功率信号。
20. 如权利要求12所述的实现多通道射频信号控制系统的方法，其特征在于，所述第 一功率信号依次经过任意一个接收通道的第二可变增益放大器和抗混叠滤波器进入模数 转换器。
21. 如权利要求12所述的实现多通道射频信号控制系统的方法，其特征在于，所述直 接采样方法为射频采样或带通采样，若采用射频采样，则抗混叠滤波器为低通滤波器；若采 用带通采样，则抗混叠滤波器为带通滤波器。
22. 如权利要求12所述的实现多通道射频信号控制系统的方法，其特征在于，所述第 二功率信号经过数字信号处理单元进行第二数字信号处理，所述第二数字信号处理包括调 整射频发射信号的幅度、相位属性、对射频发射信号进行数字正交下变频和数字滤波。
23. 如权利要求22所述的实现多通道射频信号控制系统的方法，其特征在于，所述第 二功率信号经过正交下变频和数字滤波后得到第二基带信号，所述第二基带信号通过数字 信号处理单元进行调整射频发射信号的幅度、相位属性获得第三功率信号。
24. 如权利要求23所述的实现多通道射频信号控制系统的方法，其特征在于，所述数 字滤波器为抽取滤波器，所述第二功率信号经正交下变频后，通过一级或多级抽取滤波器， 得到所述第二基带信号。
25. 如权利要求12所述的实现多通道射频发射信号控制系统的方法，其特征在于，所 述第三功率信号在所述数字信号处理单元经过编码后通过光纤接口输出，所述第三功率信 号用于发射功率校正或射频场能量的计算监控。
【文档编号】A61B5/055GK104055516SQ201310089098
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年3月20日 优先权日:2013年3月20日
【发明者】胡贤龙, 王木林, 钱砾, 周建帆 申请人:上海联影医疗科技有限公司