匹配器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种匹配器。所述匹配器，用于功率放大器与换能器之间传输功率，包括电路板、磁环、绕在所述磁环上的初级线圈和次级线圈，所述绕线的磁环固定在所述电路板上，在所述电路板上设公共地端，所述初级线圈和次级线圈的公共地连接到所述电路板上的公共地端，所述初级线圈设有连接功率放大器的输入端口，所述次级线圈设有连接所述换能器的输出端口。上述匹配器，通过在磁环上绕初级线圈和次级线圈，且初级线圈和次级线圈的公共地接在电路板的公共地端，初级线圈的输入端口接功率放大器，次级线圈的输出端口接换能器，避免了电能量在功率放大器传输到换能器时不会被放射回来，提高了功率的传输效率。
【专利说明】匹配器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及磁共振领域，特别是涉及一种匹配器。
【背景技术】
[0002] 高强聚焦超声技术是通过换能器把功率放大器提供的电能转换为机械能的应用。 高强聚焦超声技术是通过换能器把可控电能量转换为超声波束聚集于靶区，使靶区组织的 温度在短时间内达到65°C以上，使得肿瘤细胞变性、坏死，从而达到热消融肿瘤的目的。
[0003] 高强聚焦超声仪器的效率主要受到功率放大器、换能器和功率传输效率的影响。 传统的换能器与功率放大器之间是不匹配的，电能量传输到换能器中会有很大的功率放射 回来，导致传输效率低下。 实用新型内容
[0004] 基于此，有必要针对传统的换能器与功率放大器之间传输效率低下的问题，提供 一种能提高功率放大器到换能器间功率传输效率的匹配器。
[0005] -种匹配器，用于功率放大器与换能器之间传输功率，包括电路板、磁环、绕在所 述磁环上的初级线圈和次级线圈，所述绕线的磁环固定在所述电路板上，在所述电路板上 设公共地端，所述初级线圈和次级线圈的公共地连接到所述电路板上的公共地端，所述初 级线圈设有连接功率放大器的输入端口，所述次级线圈设有连接所述换能器的输出端口。
[0006] 在其中一个实施例中，所述匹配器还包括屏蔽盒和屏蔽盖，所述屏蔽盒设有开口， 所述电路板位于所述屏蔽盒内，且所述屏蔽盖封住所述屏蔽盒的开口。
[0007] 在其中一个实施例中，所述匹配器还包括第一射频电缆和第二射频电缆，所述第 一射频电缆串接在所述初级线圈的输入端口，所述第二射频电缆串接在所述次级线圈的输 出端口。
[0008] 在其中一个实施例中，所述匹配器还包括设置在所述屏蔽盒外的SMA射频连接 器，所述SMA射频连接器分别与所述第一射频电缆和第二射频电缆相连。
[0009] 在其中一个实施例中，所述初级线圈和次级线圈的直径为0. 5?2毫米。
[0010] 上述匹配器，通过在磁环上绕初级线圈和次级线圈，且初级线圈和次级线圈的公 共地接在电路板的公共地端，初级线圈的输入端口接功率放大器，次级线圈的输出端口接 换能器，避免了电能量在功率放大器传输到换能器时不会被放射回来，提高了功率的传输 效率；通过屏蔽盖和屏蔽盒降低了干扰；通过第一射频电缆和第二射频电缆屏蔽了部分干 扰。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1为一个实施例中匹配器的结构示意图；
[0012] 图2为绕线圈的磁环立体示意图；
[0013] 图3为一个实施例中匹配器的屏蔽合正视图；
[0014] 图4为匹配器的屏蔽盖和屏蔽盒组合示意图。
【具体实施方式】
[0015] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0016] 图1为一个实施例中匹配器的结构示意图；图2为绕线圈的磁环立体示意图。如 图1和图2所示，一种匹配器，用于功率放大器与换能器之间传输功率，包括磁环101、绕在 所述磁环上的初级线圈105和次级线圈106、第一射频电缆107、第二射频电缆108和电路 板110。绕线的磁环101固定在电路板110上，在电路板110上设公共地端，初级线圈105 和次级线圈106的公共地109连接到电路板110上的公共地端。初级线圈105设有连接功 率放大器的输入端口，次级线圈106设有连接换能器的输出端口，第一射频电缆107串接在 初级线圈105的输入端口，第二射频电缆108串接在次级线圈106的输出端口。其中，初级 线圈105的匝数为N1，次级线圈106的匝数为N2。
[0017] 如图2所示，磁环101的磁导率为μ，磁环101的外直径102为dl，内直径103为 d2,磁环101的高104为h。
[0018] 此外，上述匹配器还可包括SMA射频连接器111，该SMA射频连接器111包括两个， 分别连接第一射频电缆107和第二射频电缆108。SMA射频连接器111是一种同轴连接器， 具有频带宽、性能优、高可靠性、寿命长等特点。
[0019] 初级线圈105和次级线圈106的直径为0. 5?2毫米，优选的为1毫米。
[0020] 电路板110可采用万用板，成本低。
[0021] 图3为一个实施例中匹配器的屏蔽合正视图；图4为匹配器的屏蔽盖和屏蔽盒组 合示意图。如图3和4所示，上述匹配器还包括屏蔽盒202和屏蔽盖201，该屏蔽盒202设 有开口（图未示），电路板110位于屏蔽盒202内，且屏蔽盖201封住屏蔽盒202的开口。 通过屏蔽盖201和屏蔽盒202可对外部信号进行屏蔽，降低干扰。
[0022] 在其他实施例中，匹配器可不包括第一射频电缆107和第二射频电缆108。
[0023] 功率放大器和换能器之间进行功率传输中，源阻抗值为Zin = Rin+jXin，负载阻抗为 ZL = RL+jXL〇由源传输到负载上的功率为P =备丨+ y、2 ，计算得出，当 1 \Rin +Kl) +(Xin+XL) Rin = &，xin = \时，最大的功率传输到负载，功率为户=1丨匕「i。在高强聚焦超声系统 中，1MHz频点处功率放大器的输出阻抗为50欧姆，换能器的特性阻抗可通过矢量网络分析 仪测的，得到换能器的特性阻抗为A = 。通过Smith圆图解法可以算出，匹配器的电 感值为L和初次线圈匝数比为N1:N2,将初级线圈105和次级线圈106绕在磁环101上，磁 环101的磁导率为μ ,磁环101的外半径为R2，内半径为d2,磁环101的高104为h，N为线 圈匝数，电感量为 r uxhxN2 .
[0024] L = -----x ln(-^)。 2π i?!
[0025] 上述匹配器的工作频率为500KHz至1. 5MHz，承载功率大于500W。
[0026] 上述匹配器，通过在磁环上绕初级线圈和次级线圈，且初级线圈和次级线圈的公 共地接在电路板的公共地端，初级线圈的输入端口接功率放大器，次级线圈的输出端口接 换能器，避免了电能量在功率放大器传输到换能器时不会被放射回来，提高了功率的传输 效率；通过屏蔽盖和屏蔽盒降低了干扰；通过第一射频电缆和第二射频电缆屏蔽了部分干 扰。
[0027] 以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通 技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属 于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1. 一种匹配器，用于功率放大器与换能器之间传输功率，其特征在于，包括电路板、磁 环、绕在所述磁环上的初级线圈和次级线圈，所述绕线的磁环固定在所述电路板上，在所述 电路板上设公共地端，所述初级线圈和次级线圈的公共地连接到所述电路板上的公共地 端，所述初级线圈设有连接功率放大器的输入端口，所述次级线圈设有连接所述换能器的 输出端口。
2. 根据权利要求1所述的匹配器，其特征在于，所述匹配器还包括屏蔽盒和屏蔽盖，所 述屏蔽盒设有开口，所述电路板位于所述屏蔽盒内，且所述屏蔽盖封住所述屏蔽盒的开口。
3. 根据权利要求2所述的匹配器，其特征在于，所述匹配器还包括第一射频电缆和第 二射频电缆，所述第一射频电缆串接在所述初级线圈的输入端口，所述第二射频电缆串接 在所述次级线圈的输出端口。
4. 根据权利要求3所述的匹配器，其特征在于，所述匹配器还包括设置在所述屏蔽盒 外的SMA射频连接器，所述SMA射频连接器分别与所述第一射频电缆和第二射频电缆相连。
5. 根据权利要求1所述的匹配器，其特征在于，所述初级线圈和次级线圈的直径为 0. 5?2晕米。
【文档编号】H01F38/00GK203910504SQ201420262965
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】孟德, 邹超, 帖长军, 刘新, 郑海荣, 钟耀祖 申请人:中国科学院深圳先进技术研究院