Optimization of coupled class-E RF power amplifiers for a transmit array system in 1.5t MRI
Kuplajlı E-sınıfı RF güç yükselteçlerinin 1.5t MRG verici dizisi sistemi için optimizasyonu
- Tez No: 612732
- Danışmanlar: PROF. DR. ERGİN ATALAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRG) de, Radyo Frekans (RF) alanı genellikle doğrusal RF güç yükselteçleriyle üretilir. Bu yükselteçler nispeten düşük verimliliğe sahiptir ve verici sargısından uzaktaki MRG sistem odasına yerleştirilirler. Ek soğutma sistemleri ve uzun iletim kabloları, MRG donanım maliyetini arttırmaktadır. Doğrusal RF yükselteçler yerine, verici dizisi sistemi için kuplajlı E-sınıfı sargı üzeri RF yükselteçler önerilmiştir. E-sınıfı RF yükselteci, ideal durumda %100 verimliliğe sahip, anahtarlamalı, doğrusal olmayan bir yükselteçtir. İdeal E-sınıfı yükselteç ve kuplajlı E-sınıfı yükselteçler için durum-uzay modeli oluşturuldu, kuplajlı E-sınıfı yükselteçlerin denge durumu işleyişi incelendi. E-sınıfı yükselteç simülasyonu ile durum-uzay modeli doğrulandı. Kanallar arasındaki kuplajın, verici sisteminin çıkış karakteristiği üzerindeki etkisi gözlemlendi. Dekuplaj yöntemlerini uygulamak yerine kuplaj durumu devam ettirilmiş, yüksek verimlilik ve yüksek RF çıkış gücü elde etmek amacıyla kuplajlı E-sınıfı yükselteçlerin devre parametrelerinin optimize edilmesi öne sürülmüştür. Durum-uzay modelinde, iki kuplajlı E-sınıfı yükselteç kullanılarak 600 W çıkış gücü ve %90'ın üzerinde toplam verimlilik, yüksek kuplaj seviyelerinde bile başarılmıştır. Güç ve verimlilik ölçümleri kuplajlı yükselteçler ile yapılmış ve MRG deneyleri, 1.5T Scimedix MRG tarayıcısında gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, devre parametrelerinin optimizasyonu ile kuplajlı E-sınıfı RF yükselteçleri, sargı üzeri yükselteçler olarak verici dizisi sistemi içerisinde yüksek çıkış karakteristiği ile çalıştırılabilmektedir.
Özet (Çeviri)
Radio Frequency (RF) field is generated mostly by linear RF power amplifiers in Magnetic Resonance Imaging (MRI). These amplifiers have relatively low efficiency and are placed far from the transmit coil in MRI system room. Additional cooling systems and long transmission cables increase the cost of MRI hardware. Coupled Class-E on-coil RF amplifiers for a Transmit Array System is proposed instead of linear RF amplifiers. Class-E RF amplifier is a nonlinear switching amplifier which has 100% drain efficiency ideally. State-space models for single Class-E amplifier and coupled Class-E amplifiers are derived and steady-state operation of coupled Class-E amplifiers is investigated. The state-space models are verified with the simulation results of the Class-E amplifier. Effect of coupling between channels on the output characteristics of the transmit system is observed. Instead of implementing decoupling methods, coupling is maintained and optimization of circuit parameters for coupled Class-E amplifiers is proposed to achieve high drain efficiency and high output RF power. Output power of 600 W and overall drain efficiency higher than 90% are achieved by two coupled Class-E amplifiers even with high coupling levels in the state-space model. Power and efficiency measurements are done with coupled amplifiers and MRI experiments are performed in 1.5T Scimedix MRI Scanner. In conclusion, coupled Class-E RF power amplifiers can be operated as on-coil amplifiers in a Transmit Array system with high output characteristics by optimization of circuit parameters.
Benzer Tezler
- H&-robust optimal kontrol tekniğinin kullanılması ile T 700 turbo motorunun güç türbini hızının kontrolü
Power turbine speed control of the GE-T700 turbo engine using the H -robust optimal control technique
CÜNEYT YILMAZ
- Bir robot manipülatör için adaptif model izleme kontrol sistemi
An Adaptive model following control system for robotic manipulators
İHSAN ÖMÜR BUCAK
- Bir otomotiv fabrikasında baca gazı arıtım ekipmanının crıtıc ve multımoora metodları ile belirlenmesi
Selection of flue gas treatment equipment in an automotive factory using the critic and multimoora methods
SERKAN ERDOĞAN
- Nöromorfik hesaplama ve memristor tabanlı ağ saldırı tespit sistemleri: Siber güvenlikte yeni yaklaşımlar
Neuromorphic computing and memristor-based network attack detection systems: New approaches in cyber security
YUSUF ETKA KÖYLÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
İstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Elektrik motoru seçim kriterleri ve kontrol organına bir limiter konulmuş motorun optimal parametrelerinin simpleks metodu ile tayini
Başlık çevirisi yok
VOLKAN ÇAKMAKÇI