基于Computer Simulation Technology的磁共振射频线圈模拟与设计

摘要

目的:基于CST(Computer Simulation Technology)软件设计磁共振射频线圈,利用软件功能计算S参数、驻波比,求解每个网格的电场和磁场的方向、大小等,辅助完成实际线圈设计.方法:以单圈线圈为例,设计3层仿真模型:铜箔线圈层、环氧玻璃布层压板层、水模层.正确输入每一层的材料参数,并加入电容、端口等集总参数元件.设计合适的网格划分要求,插入场监视器.结果:数据结果包括一维结果和二、三维结果,其中一维结果包括S参数,驻波比,不连续端口的电流、电压、阻抗,集总参数元件的电流、电压、阻抗等,二、三维结果包括电场分布、磁场分布、表面电流等.从S11参数看出此线圈模型可在21.86 MHz处实现调谐和匹配,实际中可用作0.5T磁共振成像设备的线圈.电磁场分布结果可以看出电容附近电场强度较高,磁场强度在线圈附近z方向强度较高.结论:磁共振射频线圈的设计可以利用CST软件辅助完成,通过调整线圈的形状、铜箔宽度等建立模型,根据S参数查看调谐匹配、耦合结果,通过场监视器的设置,查看二、三维电磁场分布.由结果再修改模型,最终完成设计.