Design and Simulation of a Birdcage Coil using CST Studio Suite for Application at 7T

تصميم ومحاكاة ملف تردد لاسلكي (RF Birdcage Coil) منخفض التمرير يعمل عند مجال مغناطيسي 7 تسلا باستخدام برنامج CST Studio Suite، مع ضبطه ليتوافق مع تردد لارمور للبروتون (~298 MHz) الخاص بأنظمة التصوير بالرنين المغناطيسي ذات المجال الفائق.

يتضمن العمل ما يلي:

إعادة بناء التصميم الهندسي

تصميم ملف Birdcage مكوّن من حلقتين طرفيتين و8 قضبان طولية (legs) بشكل أسطواني متماثل.

إضافة مكثفات ضبط (Tuning Capacitors)

توزيع مكثفات بقيمة 1.8 pF على الأرجل لتحقيق الرنين عند 298 MHz.

تصميم نظام المطابقة (Matching Network)

إضافة مكثف مطابقة بقيمة 1.5 pF لتحقيق مطابقة معاوقة مع مصدر 50 أوم.

تنفيذ منفذ إثارة (Excitation Port)

استخدام discrete face port بين الحلقة والدرع المعدني RF shield لضمان إثارة مستقرة وتمثيل واقعي لحقن التيار.

إجراء محاكاة كهرومغناطيسية كاملة (Full-wave Simulation)

باستخدام Time Domain Solver المعتمد على FIT داخل CST 2025.

تحليل معاملات الانتثار (S-parameters)

خصوصًا S11 لتقييم جودة المطابقة، حيث تم الوصول إلى قيمة تقارب −38 dB عند 298 MHz، مما يدل على مطابقة ممتازة.

دراسة تأثير توزيع المكثفات ومنفذ الإثارة

وتحليل الفرق بين النتائج المحاكاة والنتائج المنشورة في المرجع العلمي.