本书系统地介绍了核磁共振设备研制中的电磁场问题，论述了核磁共振、梯度线圈及匀场线圈、射频线圈的设计方法。针对梯度线圈及匀场线圈的设计，本书详细讨论了传统目标场方法、谐波系数法以及等效偶极子法；针对射频线圈的设计，本书讨论了低频射频线圈、鸟笼线圈以及横电磁模线圈的设计方法。全书共7章，第1章对核磁共振的发展历程及梯度线圈和射频线圈的设计方法进行了回顾；第2章介绍了核磁共振线圈设计所需要的数学物理理论基础；第3章介绍了梯度线圈及匀场线圈的传统设计方法；第4章介绍了梯度线圈及匀场线圈的逆问题设计方法；第5～7章介绍了射频线圈的设计原理。

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目 录
前 言
第1章 绪论 1
1.1 核磁共振概述 1
1.2 核磁共振中的电磁场问题 2
1.2.1 主磁体设计的电磁场问题 2
1.2.2 匀场线圈设计的电磁场问题 6
1.2.3 梯度线圈设计的电磁场问题 7
1.2.4 射频线圈设计的电磁场问题 11
1.3 本书内容概述 12
参考文献 12
第2章 核磁共报系统电磁设计中的戴学物理方程 16
2.1 有源区域磁场 16
2.2 无源区域磁场 17
参考文献 26
第3章 梯度结圈及匀场线圄传统设计方法 27
3.1 简单线圈结构的磁场分析 27
3.1.1 圆环线圈磁场计算 27
3.1.2 圆弧线圈磁场计算 30
3.2 超导磁体中梯度线圈及匀场线圈传统设计方法 31
3.2.1 轴向梯度线圈及匀场线圈设计方法 31
3.2.2 径向梯度线圈及匀场线圈设计方法 36
3.3 永磁磁体梯度线圈及匀场线圈传统设计方法 41
3.3.1 Halbach磁体梯度线圈及匀场线圈的传统设计方法 41
3.3.2 双极型永磁体梯度线圈及匀场线圈的传统设计方法 47
3.4 数值优化方法 57
3.4.1 智能算法优化方法 57
3.4.2 矩阵求逆方法 59
参考文献 60
第4章 梯度结圃及匀场缉圄逆问题设计方法 62
4.1 传统目标场方法 62
4.1.1 目标场方法 62
4.1.2 流函数理论 66
4.1.3 自屏蔽梯度线线圈 69
4.1.4 电感最小优化方法 71
4.2 谐波系数法 73
4.2.1 超导核磁共振成像梯皮线固及匀场线圈设计方法 73
4.2.2 永磁核磁共振成像梯度线圈及匀场线圈设计方法 79
4.2.3 Halbach磁体结构的梯度线圈及匀场线圈设计方法 85
4.3 等效磁偶极子法 93
4.3.1 等效磁化强度与流函数 93
4.3.2 等效磁偶极子方法应用于梯度线圈的设计方法 94
4.3.3 线圈计算结果与仿真 98
参考文献 101
第5章 低频射频线圈设计方法 103
5.1 射频线圈简介 103
5.2 射频线圈仿真设计方法 105
5.2.1 螺线管射频线圈设计方法 106
5.2.2 平面形射频线圈设计方法 110
5.2.3 马鞍形射频线圈设计方法 114
5.3 射频线圈设计的电磁场逆问题 115
5.3.1 目标场法 116
5.3.2 流函数法 120
5.3.3 多目标优化 122
5.4 有限区域内射频线固的设计方法 126
5.5 阵列射频线圈设计方法 129
5.5.1 均句样品下射频线圈的信噪比 129
5.5.2 阵列射频线圈的基本结构 130
5.5.3 阵列射频线圈的电磁参数计算 132
5.5.4 阵列射频线圈的效率及信噪比优化 133
参考文献 136
第6章 鸟笼线圈设计方法 138
6.1 鸟笼线圈简介 138
6.2 鸟笼线圆的分析 141
6.2.1 鸟笼线圈等效电路模型介绍 141
6.2.2 鸟笼线圈等效电路模型分析 143
6.3 鸟笼线固的屏蔽 151
6.4 鸟笼线固的结构、导体、电容选择 151
6.4.1 鸟笼线圈的结构选择 151
6.4.2 鸟笼统圈腿及瑞环材料的选择 152
6.4.3 匹配电容的选择 152
6.5 鸟笼线圈的调谐、匹配与正交驱动 153
6.5.1 鸟笼线圈的调谐 153
6.5.2 鸟笼线圈的匹配 153
6.5.3 正交驱动 153
参考文献 154
第7章 横电磁模谐振器设计方法 156
7.1 多导体传输线理论 157
7.1.1 多导体传输线方程 157
7.1.2 多导体传输线单位长度参数 163
7.2 同轴空腔谐振器 165
7.2.1 同轴空腔谐振器的传输线模型 165
7.2.2 同轴空腔谐振器的传输线参数 168
7.3 同轴电缆谐振器 170
7.3.1 同轴电缆谐振棒的传输线模型 170
7.3.2 同轴电缆谐振器模式 172
7.3.3 同轴电缆谐振器的射频磁场 173
7.3.4 同轴电缆谐振椿结构 175
7.4 藕合微带谐振器 176
7.4.1 搞合徽带谐振器模型 176
7.4.2 藕合徽带谐振棒的频域解 177
7.4.3 藕合徽带谐振器的传输线参数 179
7.4.4 搞合徽带谐振器磁场求解 183
7.5 开放式谐振器 185
7.5.1 全体积线圈与开放式线圈 186
7.5.2 开放式横电磁模线圈结构 187
参考文献 189
附录A 偏导数的求解 192
附录B 泰勒级教展开式票数的求解 197