JPH02190004A - 平衡不平衡変成器なしに無線周波アンテナに多重同軸ケーブルを接続する方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は無線周波（ＲＦ）アンテナ（単一コイルおよび
多重コイル・アレー）に関するものであり、更に詳しく
は接続に平衡不平衡変成器（ｂａｌｕｎ）を使用するこ
とを必要とせずにＲＦアンテナに対して多重同軸ケーブ
ルを接続するための新規な方法と装置に関するものであ
る。

特定の装置、たとえば核磁気共鳴（ＮＭＲ）イメージン
グ（ｉｍａｇｌｎｇ　）システムで所望のＲＦ磁界を発
生するための所望のＲＦ電流分布を形成するようにＲＦ
アンテナを選択することは周知である。直角容積イメー
ジング・コイルまたは多重表面コイル−アレーのような
所望の多種類のアンテナでは、複数の別々の入力／出力
接続が必要となる。通常、別々の各ＲＦ接続は平衡接続
である。

その構造に不平衡な第１の同軸ケーブルを直接取り付け
る場合、同軸ケーブルのシールド側は通常アース電位に
あるので、付加的な接続を同軸形式にすることはできな
い。第１のケーブルのシールド取付は点での同じアース
電位に対して、アース電位点である第２のシールド取付
は点を設けることはできないからである。したがって、
第１の同軸ケーブルおよび／または第２の同軸ケーブル
のＲＦアンテナ構造への取付けは、差動電流の通過を許
容しながら共通モード電流が流れないようにするＲＦ隔
離変成器（平衡不平衡変成器等）のような隔離回路によ
って行なわれなければならない。

都合の悪いことに、隔離変成器および／または平衡不平
衡変成器によってＲＦコイル構造に少なくとも１つの付
加的な回路素子か付加されることになる。また、これら
の隔離部品ではそれらの内部電子部品両端間に高電圧が
かかるので、部品の許容範囲、信頼性、コスト、および
／または性能に対して付加的な要求が加えられる。コイ
ルまたはコイル・アレーに対する直接の多重接続を避け
るため、相互インダクタンス結合を含む誘導性の駆動回
路を使うことが示唆された。誘導性駆動を使用すると次
のような不都合が生じる。すなわち、余計な共振構造を
製造しなければならず、またこれらの構造はそれぞれ付
加的な磁界を発生ずることがあり、この付加的な磁界は
ＮＭＲイメージング容積の中に既に存在するＲＦ磁界に
加わって有害な影響を及ぼすことがある。したがって、
ＲＦアンテナ（単一コイルまたはコイル拳アレー）に複
数のＲＦ接続部を形成し、各接続部で同軸ケーブルがア
ンテナ構造の異なる部分に直接接続されるようにする方
法を提供することが非常に望ましい。

発明の要約 本発明によれば、とのＲＦ接続にも隔離手段を使うこと
を必要とせずに、それぞれ単一の無線周波（ＲＦ）アン
テナの異なる部分に複数の同軸ケーブルを接続するため
の方法が提供され、該方法は、同軸ケーブルを取付ける
べき異なるアンテナ部分をそれぞれ識別するステップ、
各ケーブル接続部に隣接し、かつそこに所望のＲＦｆｉ
位をａするアンテナ内の少なくとも１つの点を判定する
ステップ、ト記少なくとも１つの点にそれぞれの対応す
る同軸ケーブルのシールド導体を結合するステップ、お
よびその同じ同軸ケーブルの中心導体を上記複数の異な
る部分のうちの選択された１つの部分に接続するステッ
プを含む。共通電位はアンテナ内の関係した１点に、も
しくは線または表面に沿って、或いはその一部に設定す
ることができる。共通電位に対して接続を適切に位相調
節するために適切な中心導体接続部が選択される。共通
電位は特定のＲＦアンテナに対して仮想のアース電位と
なるように選ばれることが多い。１つのセグメントとそ
れに隣接した１対のセグメントとの間のすべてのＤＣ（
直流）接続を物理的に切断して、これにより生じた１対
のギャップを、別々のセグメント・ケーブル接続部で正
しい入力インピーダンスとなるように選んだ等しい値を
有する１対のコンデンサでそれぞれ結合することによっ
てリアクタンス性分離を達成することができる。

すべてのアンテナに於いて、ケーブルは少なくとも最初
は共通電位点または共通電位線を通過する平面に沿って
アンテナを離れる。

好適な態様では、１対の同軸ケーブルの各々が円筒形の
「鳥かご状」コイルの異なる軸方向導体の中央に接続さ
れる。短い中央導体セグメントが（１）一対のエンド・
リング（ｅｎｄ　ｒｌｎｇ）の間に配置された仮想アー
ス線に沿って位置し、そして（２）軸方向導体の隣接セ
グメントから容量的に隔離される。中央セグメントは半
径方向に互いに９０＠の間隔を置いて配置された２つの
導体の中に形成され、一対の直交モードの励起を行う。

各同軸ケーブルは１つの隔離コンデンサの両端間に接続
され、そのケーブルのシールド導体が中央セグメントに
接続され、ケーブルの中心導体が中央セグメントの同じ
側の隣接したセグメント端に接続される。

更に他の好適な態様では、共通電位点で容量性リアクタ
ンスの両端間に接続された同軸ケーブルを使用すること
により複数の共振モードを励起することが好ましくなか
ったり不可能な場合には、ケーブル争シールドは共通電
位線からアンテナの連続導体に沿って、ケーブルの内側
導体とシールド導体を容量性リアクタンスの両端間に接
続することができる点（箇所）まで接続する。この場合
、ケーブル拳シールドの接続された部分はアンテナ構造
の一部となる。

したがって、本発明の１つの目的は、平衡不平衡変成器
および／または変成器手段を使うことなく、少なくとも
１つのコイルを含むＲＦアンテナのＲＦ構造の異なる部
分に複数のＲＦ同軸ケーブルの各々を直接に接続するた
めの新規な方法を提供することである。

本発明のもう１つの目的は各アンテナが少なくとも１つ
のコイルを有し、少なくとも１つの隔離手段を使うこと
なく複数の同軸ケーブルの各々をアンテナの異なる部分
に接続した新規のアンテナ装置を提供することである。

本発明のこれらの目的および他の目的は添付の図面を参
照した以下の詳細な説明により明らかとなろう。

発明の詳細な説明 まず第１図には、従来技術の高域通過型「鳥かご状ＪＲ
Ｆコイル・アンテナ１０が示されている。

このコイルについては米国特許第４．　６８０．　５４
８号に説明されている。この形式のアンテナは容積ＮＭ
ＲイメージングにおけるＲＦ磁界のような無線周波（Ｒ
Ｆ）信号の送受信の両方に宵月であり、また受信のため
にＲＦ表面コイルを使用するＮＭＲ装置では送信コイル
として使うこともできる。コイルは中空絶縁部材１１の
上に作られ、この中空絶縁部材１１は横断面が円形で外
側表面の半径がＲの円筒形とすることができる。ここで
絶縁部材外側表面の上に形成された１対の対向する誘導
性エンド・リング１４および１５はそれぞれ複数個Ｓの
セグメント１４ｓまたは１５ｓを有する（例えば、５−
１６セグメントであり、そのうちのセグメント１４ｓ−
１乃至１４ｓ−９および１５ｓ−１乃至１５ｓ−９が図
示されている）。

エンド・リング１４と１５の間隔はその中点間で距離り
である。各エンドφリングの分離されたセグメント間の
各ギャップ（１４ｇまたは１５ｇ）は同じ複数個Ｓの容
量性素子１６の１つで無線周波において電気的に接続す
なわち橋絡される。−方のエンド・リング中の各セグメ
ント（たとえばエンド・リング１４のセグメント１４ｓ
−２）は他方のエンド・リング中の同じ番号のセグメン
ト（たとえばエンド・リング１５のセグメント１５Ｓ−
２）に、一体に接合された軸方向導電性部材または導体
１８（たとえば軸方向導体１８−１）によって接続され
ている。平衡給電ケーブル１９−１が第１および第２の
導体を含む。この第１および第２の導体は、ギャップ１
５ｇ−６を橋絡する第１の容量性素子１６の両側にある
エンド・リングの導電性セグメント１５ｓ−７および１
５ｓ−６上の第１および第２のＲＦ接続点１０ａおよび
１０ｂにそれぞれ接続される。直角位相の第２のモード
で送信および／または受信を行なうために第２の給電ケ
ーブル１９−２の対の平衡導体は、両端間に第１の平衡
ケーブル導体対が取付けられたギャップ１５ｇ−６に対
して直角のギャップ１５ｇ−２を橋絡する第２の容量性
素子１６の両側にあるエンド・リングの導電性セグメン
ト１５ｓ−３および１５　Ｓ−２上の第３および第４の
ＲＦ接続点１０ｃおよび１０ｄにそれぞれ接続される。

接続点１０ａおよび１０ｂはともに接続点対１０Ｃおよ
び１０ｄに対して物理的にも電気的にも直角である。送
信中、接続点ｌｅａおよび１０ｂの人力ＲＦ主電流ｓｌ
ｎ　（ωｔ）に比例し、接続点１０ｃおよび１０ｄの人
力ＲＦ主電流ｃｏｓ（ｃｕｔ）に比例している場合には
、少なくともコイル１０内の容積にＲＦ回転磁界が生じ
ることがわ°かる。

ここで注目すべき特に重要なことは、単一の同軸ケーブ
ルを接続点１０ｇと１０ｂとの間に（たとえば接続点１
０ａをアース電位にして）直接取り付けたとした場合、
（端子すなわち接続点１０ａおよび１０ｂにこのケーブ
ルから印加される）電圧によりコイルのエンド・リング
の外周に沿った正弦波状の電流分布に対応する共振モー
ドにコイルが励振されたとすると、端子すなわち接続点
１０Ｃおよび１０ｄはそれぞれ接続点１０ａに対して非
常に大きなＲＦ電位を持つこと（そして実際には共振現
象のため、接続点１０ｂに対しても大きなＲＦ電位を持
つこと）になるということである。但し、接続点１０ｅ
と１０ｄとの間は零電位になることがあり得る。１．た
がって、接続点１０Ｃまたは１０ｄに第２の同軸ケーブ
ルのシールド導体（このシールドは第１の同軸ケーブル
のシールドと同様に電気的にアース電位になっている）
を取付けると、第１の端子点対１０ａ／１０ｂの間に接
続された第１の同軸ケーブルによって励振される第１の
共振モードからＲＦ雷電流望ましくない方向にそらされ
、そのモードが破壊される。

したがって、複数の同軸ケーブルを直接接続することは
従来禁止されており、この型の直角位相コイルでは該コ
イルに直接給電するために１対の平衡入カケープル１９
−１および１９−２を使うことが必要である。同軸ケー
ブルの使用が望ましい場合には、送信器および／または
受信器手段の通常不平衡同軸出力を図示する平衡ケーブ
ル形式に変換するために各同軸ケーブルと各平衡ケーブ
ルとの間に平衡不平衡変成器（図示しない）を使用しな
ければならない。平衡不平衡変成器などの隔離および／
または変成素子を使うことなく、（多重入力イメージン
グ・コイルまたは他の形式のＲＦコイルならびにそのア
レーの直角励振のように）通常、平衡ケーブルのみによ
り給電される型のＲＦアンテナに複数の不平衡同軸ケー
ブルを直接接続できるようにすることは非常に望ましい
。

このため第２図に示すように、本発明の一実施例によれ
ば、高域通過（バイパス）型烏かご状コイル１０’が提
供され、これは半径がＲで長さが少なくともＬの円筒形
絶縁部材１１をそなえている。部材１１の外側表面には
１対の対向する導電性エンド・リング１４および１５が
設けられている。エンド・リング１４および１５はｉ！
数個すなわち８個のセグメントを有し、各エンド・リン
グのセグメントは同じ複数個すなわち８個の容量性素子
１Ｂによって相互接続され、またこれらのセグメントに
は同じ複数（Ｓ）個の軸方向導電性部材または導体１８
′が一体に接合さね、こねにより両エンド・リングの対
応するセグメントの中央部分同士が接続される。完全直
角位を口を使用する場合には、励振（または入力／出力
）接続点対の対の各接続点を１対の同軸ケーブルの１つ
に接続しなければならない。ＲＦ同軸ケーブルの外側シ
ールドはシステムの共通電位になっており、またコイル
の形状によって同じ電位になるように拘束される１つ以
」二の点でコイルに接続される。取付は点で同軸ケーブ
ル・シールド相互の間に電位差がない場合は、共通モー
ド電流が励振されない。

したがって、一端が共通電位点に取付けられたリアクタ
ンス性隔離素子（容量性素子）に同軸ケーブル中心導体
をそれぞれ取付けることによって両方の直交モードの励
振を取付は点で行なうことができる。共通電位はすべて
特定のＲＦアンテナの幾何学的形状によって定まる形状
の線、平面または表面の上にある。図示のアンテナ１０
′では、共通電位線１０′　Ｃが各エンド・リング上の
中点からＬ／２の距離のところ、すなわち導電性エンド
φリング１４と１５との間の中間点に位置する。

軸方向導体１８’−１および１８’−５のように、一対
の軸方向導体が互いに９０”の間隔となるように選択さ
れる。また一対の軸方向導体は部分１８’−１ａまたは
部分１８’−５８のように導電性の第１の（左側の）細
長い部分を持つように再構成される。導電性の第１の細
長い部分は部分１ｇ’−ｉｂまたは１８’−５ｂのよう
な短い導電性中央部分からギャップ１８ｇ〜１３または
１８ｇ−５ａのような第１のギャップによって隔てられ
ている。短い導電性中央部分はほぼ共通電位線１０′　
ｃに沿って配置され、かつ部分１８’−ＩＣまたはｆ８
’−５ｅのような第２の（右側の）細長い部分からギャ
ップ１８ｇ−１ｂまたは１８ｇ−５ｂのようなもう１つ
のギャップによって隔てられている。ギャップ１８ｇ−
１ａおよび１８ｇ−１ｂもしくは１８ｇ−５８および１
８ｇ−５ｂのような中央部分を規定するギャップはそれ
ぞれ容量性隔Ｍ素子対１６−１の１つの素子によって橋
絡される。第１の同軸ケーブル２０−１は、共通電位線
１０’ｃＪ：の第１の軸方向導体の中央部分１８’−１
ｂに接続された導電性シールド２０−１５．および第１
のコイル共振モードの励振のために細長い部分１８’　
−１ａまたは１８′１ｃのいずれか（図示例では部分１
ｇ’　−１ａ）の隣接端に接続された中心導体２Ｏ−１
ｃを有する。第２の直角位相モードは第２の同軸ケーブ
ル２０−２から励振することができる。第２の同軸ケー
ブル２０−２は結合された細長い軸方向導体１８’−５
の中央セグメントすなわち中央部分１８’　−５ｂに接
続された導電性シールド２０−２８、および仮想の共通
電位線１０′　Ｃに対して他方の被駆動導体部分（１ｇ
’−１ａ）と同じ側に、位相を一様にするために配置さ
れた細長い導体部分の隣接端（図示例では導体部分１８
’−５８の隣接端）に接続された中心導体２Ｏ−２ｃを
有する。したがって、同軸ケーブル２０が励振すべき各
モードに対して１つずつ設けられ、各同軸ケーブル２０
は１つの軸方向導体１８′の中央でコイル１０’　に接
続されたシールドを有する（軸方向導体は９０°の角度
で隔てられた、第１および第２の直角位相の励振のため
のものである）。また、各同軸ケーブル２０は同じ軸方
向導体の直流隔離された中央部分に接続された１つのリ
アクタンス性隔離素子の片側に接続された中心導体を存
する。

要約すると、高域通過型鳥かご状コイルのすべての軸方
向導体の中央部分は、対称性により、同じ電位にあるよ
うに拘束される。したがって、９０°接続点として作用
する軸方向導体が中央で切断され、等しいリアクタンス
（コンデンサ１６−１）が挿入される。、２つのコンデ
ンサの間の導体部分は他方の軸方向導体の中央部分と同
じ電位にとどまる。したがって、ケーブルのシールドは
容量性分割器の中央点に取付けることができ、またケー
ブルの中心導体は１つのコンデンサの反対側の端に取付
けることができる。コンデンサの値は（ある選択された
試料またはサンプルがコイルの電気的負荷となる状態で
）接続点で正しい入力インピーダンスを構成するように
選定される。ケーブル２０はそれぞれコイルから半径方
向に（すなわちほぼ円筒形のコイル枠１１の表面に垂直
に）離れてから、円筒形のコイルの軸にほぼ平行に伸び
るように配置される。コイル１０′が勾配コイル・アセ
ンブリ（当業者には周知のようにすべてＮＭＲイメージ
ング装置の中に配置される）の内部に配置されたＲＦシ
ールドの内側の全身用コイルとして利用される場合には
、各同軸ケーブルのシールドはＲＦアース電位にあるＲ
Ｆシールドに電気的に接続することができる。

次に第３図を参照すると、米国特許節４，６９２．７０
５号に説明されているような低域通過型鳥かご状コイル
３０が、本発明を使用して、同軸ケーブルを介して駆動
される励振入力をそなえている。コイルは半径Ｒのほぼ
円筒形の絶縁性部材３１の外側表面上に形成されている
。コイルはそれぞれ比較的少数の８２個（ここではＳ’
　−４）のセグメント３２ｓ（図ではセグメント３２ｓ
−１乃至３２ｓ−３が見える）およびセグメント３３ｓ
（図ではセグメント３３ｇ−１乃至３３ｓ−３が見える
）に分割された左側および右側の導電性エンド・リング
３２および３３を含む。各エンド◆リング中の８２個の
ギャップは勾配パルスの渦電流発生を防止する同数Ｓ′
個の容量性素子３５によってそれぞれ橋絡される。複数
ｎ個の軸方向の細長い導電性部材または導体３６が左側
のエンド・リングの各セグメント３２ｓ−ｉとそれに対
応する右側のエンド・リングのセグメント３３ｓ−ｉと
の間に伸びる。ここで、１≦ｌ≦Ｓ′である。したがっ
て、軸方向導体３６の総数５−１６であり、各エンド・
リングのセグメントの数Ｓ’−４である図示の実施例で
は、左右の各エンド嗜リングのセグメント３２ｓ＝ｉと
３３ｓ−１との間に伸びる軸方向導体３６の数はｎ−８
／Ｓ’−４である。高域通過型コイル１０では、高域通
過フィルタの擬似π形式に於けるように、エンド・リン
グは正味の容量性リアクタンスを有し、かつ軸方向導体
は正味の誘導性リアクタンスを有するが、これと異なり
低域通過型コイル３０では、擬似簡略π形式の低域通過
フィルタに於けるように、エンド・リングは正味の誘導
性リアクタンスを有し、かつ各軸方向導体は正味の容量
性リアクタンスを有する。したがって、各軸方向導体３
６は複数のセグメント３６−ｃｓに分割される。ここで
Ｃは各軸方向導体を指定し、Ｓはその中の各セグメント
を指定する。セグメントはコンデンサ３７によって互い
に結合され、端のセグメントはコンデンサ３８によって
エンド・リングに結合される。コンデンサ３７および３
８は（容量値および動作周波数に適合するように）Ｍ機
影または分布形とすることができる。各軸方向導体３６
を奇数Ｐ個のセグメントに分割、たとえば第１の軸方向
導体３６−１をＰ−７の導体セグメント３６１ａ乃至３
６−１ｇに分割し、１つの容量性素子３７で一対の軸方
向のセグメントの間の各ギャップを橋絡するのが都合が
好い。各々のギャップ橋絡用のコンデンサ３７をほぼ同
じ容量性リアクタンスとするのが都合が好い。少なくと
も同軸ケーブル（たとえばケーブル３９−１または３９
−２）を取り付けなければならない軸方向導体（たとえ
ば導体３６−１または３６−５）の中の中央の導電性セ
グメント（たとえばセグメント３６−１ｄまたは３６−
５ｄ）はコイルの仮想共通電位線または表面３０ｅに沿
っていることが好ましい。ケーブルのシールド導体（た
とえばシールド３９−１ｓまたは３９−２ｓ）が共通電
位表面の所にある軸方向導体セグメント（たとえばセグ
メント３ｄ−１ｄまたは３６−５ｄ）に接続され、また
該ケーブルの中心導体（たとえば中心導体３９−ＩＣま
たは３９−２ｅ）は同じ軸方向導体の隣接セグメント（
たとえばセグメント３６−１ｅまたは３６−５ｅ）に接
続される。理想的には、両端間に同軸ケーブルが接続さ
れたコンデンサ３７はケーブルのインピーダンスと適切
に整合させるために選択されたリアクタンスを持つべき
である。この容量もコイル（またはアンテナ）の動作周
波数に影響を及ぼす他のすべての軸方向の容量３７とほ
ぼ同じでなければならない。周波数応答とケーブル・イ
ンピーダンス整合（ＶＳＷＲ）との間の妥協点を見つけ
ることが必要になることがある。

注目すべきことは、ケーブル３９は最初コイルを離れる
とき半径方向に配置され、次に軸方向にそろえられると
いうことである。コイル３０のまわりに外側ＲＦシール
ドを使う場合には、ケーブルを半径方向にシールドまで
伸び出させて、ケーブルを（ＲＦアース電位の）シール
ドに取付けた後、ケーブルをコイルから離れるように軸
方向に伸ばすことが好ましい。

次に第４図を参照すると、アンテナ４０はアレーアンテ
ナの４個のＲＦ表面コイル４０−１乃至４０−４のよう
な複数の個別ＲＦコイルで構成することができる。たと
えば、４個の表面コイルのアレーは１９８７年１２月７
日に出願された米国特許出願第１３０，０４６号に説明
されているようなものとすることができる。同数の同軸
ケーブルが１つずつ接続される複数の別々のＲＦコイル
よりなるアレーを使用するどのアンテナも、１つの点、
線または表面４０ｃで、またはそれに沿って所望の共通
電位がアレーの各コイル全体を通じて生じる場合には本
発明の方法を使うことができる。各コイルが分割可能で
ある場合には、各コイルの少なくとも１つのセグメント
を共通電位線または表面４０ｃに沿って配置し、それぞ
れコイルの残りの部分からリアクタンス素子により分離
することが特に有用である。図示した例では、表面コイ
ル４０〜１乃至４０−４の各々は一般にへ角形であり（
長方形／正方形コイルと円形コイルとの間の中間の場合
であり）、４個の主要セグメント４Ｏ−ｉｓｌ乃至４Ｏ
−ｆｓ４の組（但し１≦１≦Ｍであり、Ｍはアレー内の
コイル数である）および中央の電位線４０ｃに沿って設
けられた第５の小さいセグメント４Ｏ−ｉｓ５に分割さ
れる。

セグメント４Ｏ−ｉｓｌ乃至４Ｏ−ｉｓ４は容量性素子
４１によって結合され、セグメント４Ｏ−ｉｓｌまたは
４Ｏ−ｉｓ４と共通電位のセグメン）４０−ｉｓ５との
間のギャップがコンデンサ４２によって橋絡される。各
コンデンサ４１はほぼ同じ容量性リアクタンスを持ち、
各コンデンサ４２はほぼ等しい容量性リアクタンスを持
つ。コンデンサ４１の容量性リアクタンスは各コイルを
所望の共振周波数に正しく同調させるように選択するこ
とができ、他方コンデンサ４２の容量性リアクタンスは
コイルを関連する同軸ケーブル４４目こ正しく整合させ
るように選択することができる。対応する同軸ケーブル
４４−ｉ（たとえばケ−プル４４−２）のシールド導体
４４−ｉｓ（たとえばシールド４４−２ｇ）が対応する
コイルの共通電位セグメント４Ｏ−ｉｓ５（たとえばセ
グメント４Ｏ−２ｓ５）に接続されるとともに、同軸ケ
ーブルの中心導体４４−１ｃ（たとえば中心導体４４−
２ｃ）が隣接のセグメント４Ｏ−ｉｓ４（たとえばセグ
メント４Ｏ−２ｓ４）または４Ｑ−ｉｓｌ（たとえばセ
グメント４Ｏ−２ｓｌ）のうちのいずれか一方（図示例
ではセグメント４Ｏ−２ｓ４）の隣接端に接続される。

正しい位相調整のため、各ケーブルの中心導体４４−ｉ
ｃ（図示例では中心導体４４−１　ｃ　ｓ　４４　２　
ｃ　５４４−３ｃおよび４４−４ｃの各々）は対応する
セグメントたとえばセグメント４Ｏ−ｉｓ４（図示例で
はそれぞれのセグメント４Ｏ−１ｓ４．４Ｏ−２ｓ４．
４Ｏ−３ｓ４および４Ｏ−４ｓ４）に接続される。した
がって、個別の表面コイルの中間面に対して対称で、コ
ンデンサ４１によって隔てられたセグメントをそなえた
個別の表面コイル４０−ｉのアレーでは、表面コイルの
中間線は仮想のアースを形成する。したがって、表面コ
イルのアレーの中間面４０ｃに沿って配置された各ケー
ブル４４ｉは隔離コンデンサ４２の中間点に取付けられ
たシールド４４−ｉｓおよび隔離コンデンサのうちの選
択されたコンデンサの反対側の端に取付けられた中心導
体を持つことができる。

（それぞれ第２図および第３図の）コイル１０′および
３０のように複数の同軸ケーブルの各々の中心導体を１
つの軸方向導体に接続するのではなく、第５図に示すよ
うに異なるエンド・リングのセグメントに直接接続する
ことが望ましい場合が多い。本発明の方法によれば、コ
イル中間面で同軸ケーブルがコイルに入るようにしてエ
ンド・リングのコンデンサの両端間に平衡不平衡変成器
なしで接続を行うことができる。このため、半径Ｒの絶
縁性円筒５１の外側表面の上に作られた高域通過型鳥か
ご状コイル５０は対向したエンド・リング５２および５
３を有し、このエンド・リング５２および５３はそれぞ
れ複数５個のセグメント（たとえばセグメント５２−ｓ
ｊおよび５３−ｓｊ、但し１≦ｊ≦Ｓ）に分割される。

各セグメントは容量性素子５４の容量性リアクタンスに
よって橋絡されたセグメント間ギャップ（たとえばギャ
ップ５２−ｇ５または５３−ｇ５）によって次のセグメ
ントから隔てられている。同数Ｓ個の軸方向導体５５ｊ
は対応するエンド・リングのセグメント５２−ｓｊから
反対側のエンド・リングのセグメント５３−ｓｊまで伸
びる（たとえば軸方向導体５５−２が左のエンド・リン
グのセグメント５２−ｓ２の中間点から右のエンド・リ
ングのセグメント５３−ｓ２まで伸びる）。励振すべき
各直交モードに対して１つづつ設けられた一対の同軸ケ
ーブル５７−１および５７−２は、一対の９０″隔った
軸方向導体（たとえば導体５５−３および５５−７）の
中間に配置された軸方向導体（たとえば導体５５−５）
の中の中間点（すなわち、いずれかのエンド・リングの
中心線からＬ／２の距離にある点、但しエンド・リング
相互は距ＭＬだけ離れているとする）まで−緒に持って
来られる。同軸ケーブルのシールド５７−１Ｓおよび５
７−２ｓはそれぞれ選択された導体に沿った（図示例で
はコイルの共通電位線５０ｃに沿った）選定された共通
点で、接続部５７−１ａおよび５７−２ａで示すように
中間の導体５５−５の中間点にはんだ付は等により電気
的に接続される。次にケーブルは９０”隔った軸方向導
体５５−３および５５−７に達するまで共通電位線５０
ｃに沿って伸ばされる。シールドはそれぞれ共通電位線
５０ｃに沿ったシールド接続点５７−１ｂおよび５７−
２ｂで、離れた軸方向導体の中間点に電気的に接続され
る。その後、ケーブルは直角に配置されて、軸方向導体
に沿って、たとえば導体５５−３および５５−７に沿っ
て伸び、数個の位置たとえば接続部５７−１ｄおよび５
７−２ｄでそれらの導体に接続される。やがて、同軸ケ
ーブルは、その中心導体５７−１ｃまたは５７−２ｃを
接続しなければならないエンドφリングのセグメント（
たとえばセグメント５２−ｓ２または５２−ｓ６）に隣
接したセグメント（たとえばセグメント５２−ｓ３また
は５２−ｓ７）と軸方向導体が一体に接合する点のすぐ
手前の最終接続位置に達する。その後、ケーブルは再び
ほぼ直角に配置され、その中心導体はその関連するセグ
メントに、好ましくはこのセグメントとその軸方向導体
が互いに一体に接合する点で接続される。

このように、２つの同軸ケーブルは共通点（ここでは共
通電位平面上）で最初に接触１．た後に逆方向に伸ばさ
れてから、物理的および電気的に９０＃隔った２つのそ
れぞれの軸方向導体（５５−３および５５−７）に沿っ
て伸ばされる。共通電位線上の接続点５７−１ｂおよび
５７−２ｂと軸方向導体の端の接続点５７−１ｅおよび
５７−２ｅとの間のケーブルのシールド部分は対応する
軸方向導体５５−３および５５−７の一部となる。

すなわち、コイル電流は実際には接続点５７−１ｄと５
７−１ｅとの間、または接続点５７−２ｄと５７−２ｅ
との間のケーブルのシールド部分を流れる。ガウスの法
則により、（たとえば鳥かご状コイルの電流により）各
同軸ケーブルのシールドの外側表面に印加された任意の
電荷に対して、シールド外側表面の電位はすべての点で
シールド内側表面の電位およびケーブル中心導体の電位
と同じでなければならない。したがって、ＴＥＭモー　
ドの電磁波としてケーブルの内側に印加される差動電圧
はケーブルの中心導体とそれに関連するエンド・リング
のセグメントとの接続点のコイル端子に忠実に送られる
。ガウスの理論により、この差動電圧はまたケーブルの
外側シールド表面の電位に何ら影響を及ぼさない。

次に第６図を参照すると、直角モードの用途で、エンド
・リングのセグメントへの直接接続を低域通過型鳥かご
状コイル６０に対して少し違った仕方で行なうことがで
きる。この場合、軸方向導体は正味の容量性リアクタン
スを構成するので、ケーブルのシールドの誘導性部分は
軸方向にコイル電流を通すことができない。そのかわり
に、複数の全ての同軸ケーブル６８のシールドは若干の
電位を持つ（アース電位である必要はない）共通電位に
接続される。図示の実施例では、この共通電位点はエン
ド・リングのセグメント６３−ｓ２の中間の位置Ｃであ
る。この共通点は、各ケーブルの中心導体をそれぞれ１
つのコンデンサ６６の少し先に取付けるＲＦ電位の箇所
（たとえば、それぞれ中心導体６８−１ｃおよび６８−
２ｅを取付けるためのエンドφリングのセグメント６３
−５１および６３−ｓ３の端近くの箇所）のほぼ中間に
位置する。ケーブルのシールド６ｇ−１ｓおよび６８−
２ｓは数個の点６８−１ａおよび６８−２８ではんだ付
は等によりエンド・リングのセグメント（たとえばセグ
メント６３−ｓ２）に接続される。そして各シールドは
実質的にエンド・リングの一部となり、その外側表面に
ＲＦエンド・リング電流が流れる。

本発明の好ましい実施例をいくつか図示し説明してきた
が、当業者は多くの変更や変形を考え付くことができよ
う。したがって、本発明は特許請求の範囲により限定さ
れ、説明のため示した細部や手段によりて限定されるも
のではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術の高域通過型心かご状ＲＦコイル・ア
ンテナの斜視図であり、本発明によって解決しようとす
る問題の理解に有用である。第２図は本発明に従って一
対の離れた同軸ケーブルを接続した高域通過型心かご状
ＲＦコイル・アンテナの斜視図である。第３図は多重同
軸ケーブルを接続した低域通過型鳥かご状ＲＦコイル・
アンテナの斜視図である。第４図は多重同軸ケーブルを
接続したＲＦ表面コイルのアレーの形に形成されたアン
テナの平面図である。第５図は複数の同軸ケーブルをそ
れぞれエンド・リングのコンデンサに接続した高域通過
型心かご状ＲＦコイル・アンテナの斜視図である。第６
図はエンドやリングに複数の同軸入カケープルを取付け
た好ましい低域通過型鳥かご状ＲＦコイル・アンテナの
斜視図である。 ［主な符号の説明］ １０′・・・アンテナ、 １０′　Ｃ・・・共通電位線、 １４．１５・・・導電性エンド・リング、１６・・・容
量性素子、 １８′・・・軸方向導体、 ２０・・・同軸ケーブル、 ３０・・・低域通過型鳥かご状コイル、３２．３３・・
・導電性エンド・リング、３２　ｓ、　　３３　ｓ・・
・エンドψリングのセグメント、３５・・・容量性素子
、 ４０・・・アンテナ、 ４０−１〜４０−４・・・ＲＦ表面コイル、４Ｏ−ｆｓ
５・・・共通電位のセグメント、４２・・・コンデンサ
、 ４４−１・・・同軸ケーブル、 ５０・・・高域通過型鳥かご状コイル、５０ｃ・・・共
通電位線、 ５２．５３・・・エンドψリング、 ５２−ｓ　ｊ、　　５３−ｓ　ｊ・・・エンド・リング
のセグメント、 ５５−ｊ・・・軸方向導体、 ５７−１ｃ、５７−２ｃ・・・同軸ケーブルの中心導体
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、どのＲＦ接続部においても隔離手段を必要とせずに
   複数の同軸ケーブルを単一の無線周波（ＲＦ）アンテナ
   の複数の異なる部分にそれぞれ直接接続するための方法
   であって、 （ａ）同軸ケーブルを取付けるべき異なる 各アンテナ部分を定めるステップ、 （ｂ）ケーブル接続部分の各々に隣接し、 かつ所望のＲＦ電位を有する、アンテナ内の少なくとも
   １つの点を決定するステップ、 （ｃ）各ケーブルのシールド導体を上記少 なくとも１つの点の関連する１つに結合するステップ、
   および （ｄ）関連するケーブルの中心導体を複数 の異なる部分のうちの選択された１つの部分に接続する
   ステップ、 を含むことを特徴とする方法。 ２、上記ステップ（ｂ）が所望のＲＦ電位点を電位線お
   よび電位表面の少なくとも一方まで伸ばすステップを含
   む請求項１記載の方法。 ３、上記ステップ（ｃ）が、（ｃ１）各異なる部分の中
   に、ほぼ共通電位の所に配置した別個のセグメントを形
   成するステップ、（ｃ２）この別個のセグメントの各々
   を関連する部分の隣接セグメントにリアクタンスにより
   結合するステップ、および（ｃ３）関連する異なるケー
   ブルのシールド導体を、そのケーブルに対する異なる部
   分に関連したその別個のセグメントに直接接続するステ
   ップを含む請求項２記載の方法。 ４、上記アンテナが一対の互いに対向するエンド・リン
   グを有するＲＦコイルであり、各々の上記異なる部分が
   エンド・リング相互の間に接続された軸方向導体であり
   、上記ステップ（ｂ）がエンド・リング相互の間のほぼ
   中間に共通電位線を配置するステップを含む請求項３記
   載の方法。 ５、上記各軸方向導体の中に、該導体を切断して、切断
   されたセグメントをその軸方向導体の隣接部分からリア
   クタンスにより隔離することにより、ほぼ共通電位線の
   ところに別個の導電性セグメントを形成するステップ、
   および共通電位に対して接続部の位相を正しく調整する
   ように選定された軸方向導体の隣接部分の端に関連する
   ケーブルの中心導体を直接接続するステップを更に含む
   請求項４記載の方法。 ６、上記アンテナが複数の異なるＲＦコイルのアレーよ
   りなり、各コイルが異なる部分であり、上記ステップ（
   ｂ）が異なる各コイルのほぼ中間を通るように共通電位
   線を配置するステップを含む請求項３記載の方法。 ７、各コイルの導体の中に、該導体を切断して、この遮
   断されたセグメントをその導体の隣接部分からリアクタ
   ンスにより隔離絶縁することによって、ほぼ共通電位線
   のところに別個の導電性セグメントを形成するステップ
   、および共通電位に対して接続部の位相を正しく調整す
   るように選定された上記導体の隣接部分の端に関連する
   ケーブルの中心導体を直接接続するステップを更に含む
   請求項６記載の方法。 ８、上記アンテナが一対の対向したエンド・リングを有
   するＲＦコイルよりなり、各異なる部分がその上の異な
   る位置でエンド・リング相互の間に接続された異なる軸
   方向導体であり、上記ステップ（ａ）がケーブルの中心
   導体の取付け点を１つのエンド・リングに沿って定める
   ステップを含み、上記ステップ（ｂ）がエンド・リング
   相互の間のほぼ中間に共通電位線を配置するステップを
   含み、上記ステップ（ｃ）が、（ｃ１）すべてのケーブ
   ルのシールド導体を共通電位線上の選択された点に接続
   するステップ、（ｃ２）各ケーブルをほぼ共通電位線に
   沿って軸方向導体のうちの選択された関連する異なる１
   つの軸方向導体まで伸ばすステップ、および（ｃ３）各
   ケーブルのシールドを共通電位線と１つのエンド・リン
   グとの間の関連する軸方向導体に接続するステップを含
   む請求項２記載の方法。 ９、上記コイルのエンド・リングが複数のセグメントに
   分割され、隣接したセグメントの間の各ギャップは容量
   性素子によって橋絡され、上記ステップ（ｄ）が各ケー
   ブルのシールド導体が接続されるエンド・リングのセグ
   メントから容量性素子の反対側にあるエンド・リングの
   セグメントに、各ケーブルの中心導体を直接接続するス
   テップを含む請求項８記載の方法。 １０、上記アンテナは複数のセグメントに分割された一
   対の対向するエンド・リングを有するＲＦコイルよりな
   り、上記ステップ（ａ）が、隣接するセグメントの間の
   各ギャップが容量性素子によって橋絡され、ケーブルの
   中心導体の取付け点をエンド・リングのうちの選択され
   た一方に沿って定めるステップを含み、上記ステップ（
   ｂ）が選択されたエンド・リング上で、取付け点相互の
   ほぼ中間に共通電位点を配置するステップを含み、上記
   ステップ（ｃ）が（ｃ１）すべてのケーブルのシールド
   導体を共通電位点に接続するステップ、および（ｃ２）
   各ケーブルのシールドをエンド・リングのセグメントの
   少なくとも一部に沿って、共通電位点とエンド・リング
   のセグメントの一端との間に接続するステップを含み、
   上記ステップ（ｄ）が、各ケーブルのシールド導体が接
   続されるエンド・リングのセグメントから容量性素子の
   反対側にあるエンド・リングのセグメントに各ケーブル
   の中心導体を接続するステップを含む請求項１記載の方
   法。 １１、無線周波（ＲＦ）アンテナに於いて、複数のＲＦ
   コイルであって、各ＲＦコイルが残余のＲＦコイルから
   分離された導体セグメントを有し、かつ他のどのＲＦコ
   イルの導体セグメント上のＲＦ電位にも本質的に等しい
   共通ＲＦ電位を有し、この共通電位のセグメントが線お
   よび表面の一方の上に位置するようにコイルが配列され
   ている複数のＲＦコイル、および 同数の複数の同軸ケーブルであって、各同軸ケーブルは
   ＲＦコイルのうちの異なる１つのコイルに関連し、各同
   軸ケーブルは関連するＲＦコイルの共通電位セグメント
   に接続されたシールド導体を有し、かつそのＲＦコイル
   の残りの部分の選択された点に直接接続された中心導体
   を有する複数の同軸ケーブル、 を含むことを特徴とする無線周波アンテナ。 １２、上記各ＲＦコイル中の各ギャップを橋絡するリア
   クタンス手段を含む請求項１１記載の無線周波アンテナ
   。 １３、両側間に同軸ケーブルが接続されたギャップを橋
   絡する上記リアクタンス手段が容量性素子である請求項
   １２記載の無線周波アンテナ。 １４、上記容量性素子の容量が選択された周波数に於い
   てＲＦコイルに対してケーブルのインピーダンスを整合
   させるように選択されている請求項１３記載の無線周波
   アンテナ。 １５、無線周波（ＲＦ）アンテナに於いて、それぞれ第
   １の複数のセグメントに分割された一対の対向する導電
   性エンド・リング、およびそれぞれ両エンド・リングの
   対応する位置にあるセグメント相互の間に伸びる複数の
   軸方向導体を有するＲＦコイル、および 各々、コイル上の共通電位点、共通電位線および共通電
   位表面のうちの選択された１つに接続されたシールド導
   体、およびＲＦコイル上の異なる位置に直接接続された
   中心導体を有する複数の同軸ケーブル、 を含むことを特徴とする無線周波アンテナ。 １６、異なる１つの上記軸方向導体が各ケーブルに関連
   し、関連する各軸方向導体が共通電位にあって該軸方向
   導体の残りの部分から分離されたセグメントを有し、関
   連するケーブルのシールド導体が該軸方向導体のセグメ
   ントに接続され、また関連するケーブルの中心導体が該
   軸方向導体の残りの部分の上の所定の位置に接続されて
   いる請求項１５記載の無線周波アンテナ。 １７、上記軸方向導体のセグメントと残りの部分とを分
   離する各ギャップを橋絡するリアクタンス手段を含み、
   ケーブルの中心導体とシールド導体が１つのリアクタン
   ス手段の両端間に接続されている請求項１６記載の無線
   周波アンテナ。 １８、上記ＲＦコイルがＲＦシールドの中に密閉され、
   上記ケーブルが該ＲＦシールドまで伸びて、ケーブルの
   シールド導体がそれに接続されている請求項１７記載の
   無線周波アンテナ。 １９、異なる１つの上記軸方向導体が各ケーブルに関連
   し、関連する各軸方向導体がその上に共通電位の位置を
   有し、すべてのケーブルのシールド導体は関連する軸方
   向導体に、その上の共通電位点とエンド・リングのセグ
   メントの１つに接合されたその一端との間で接続され、
   各ケーブルの中心導体がもう１つのエンド・リングのセ
   グメントに直接接続されている請求項１６記載の無線周
   波アンテナ。 ２０、１つのエンド・リングの異なるセグメントが各ケ
   ーブルに関連し、すべてのケーブルのシールド導体が、
   上記関連するすべてのセグメントとは異なる同じエンド
   ・リング中のもう１つのセグメントであって、共通電位
   に定められた該セグメントに接続され、各ケーブルの中
   心導体が関連するエンド・リングのセグメントに直接接
   続されている請求項１５記載の無線周波アンテナ。