单边核磁共振因其结构开放、便携性、能够实现无损测量等优势,在工程现场测量领域得到广泛应用。与传统闭合式磁体结构相比,虽然单边核磁共振具有上述优点,但是也牺牲了一定的信噪比:单边磁体的主磁场B₀均匀度较差、磁场强度较小,具有相对较低的核磁共振频率,因此单边核磁共振系统的信噪比较低。射频线圈作为射频激励和接收核磁共振信号的核心元件,其结构对核磁共振信号有着举足轻重的作用。因此,优化设计射频线圈成为提高单边核磁共振系统的信噪比的主要方式之一。阵列线圈在并行成像和高场强核磁共振领域已得到广泛的应用。与单一平面线圈相比,阵列线圈具有高信噪比的特点。阵列线圈通过信号组合技术将不同线圈的核磁共振信号结合起来,从而提高信噪比和信号采集速度,能够较大地提升单边核磁共振系统的效率。本文首先设计制作出一种半环形单边核磁共振传感器,该传感器不仅体积小、造价低,而且目标区域位于磁体外部,磁场分布呈弧形:弧面中心的磁场强度为172mT,对应的核磁共振频率为7.323MHz。在弧长为19.1mm、高度为20mm的弧面中的磁场均匀度为3‰,Z轴方向的梯度为0.51T/m。本文提出以阵列线圈在目标区域的总信噪比为优化参数的优化方法,设计出与单边磁场对应的双线圈阵列结构。得到最优的双通道阵列线圈结构参数:单个线圈的布线面积为12mm×14mm,线宽为0.5mm,线间距为0.5mm,匝数为5匝,两个线圈的中心距离为6.2mm,双线圈分别位于0.2mm厚电路板的两面。本文介绍了单边核磁共振实验中三种射频线圈系统的电路结构,设计并制作了三种电路结构的射频线圈系统和一种主动切换控制电路。该控制电路的驱动输出波形的上升时间为300ns,下降时间为1.5us,输入信号和输出信号的延时为500ns,可以实现快速驱动主动切换电路的功能。本文对三种电路结构进行了核磁共振信噪比对比实验,发现收发一体电路进行实验得到的核磁共振信号的信噪比要高于被动切换电路和主动切换电路得到的核磁共振信号的信噪比。采用信噪比最优的收发一体电路结构进行了阵列线圈与单一线圈的信噪比对比实验,最终发现双通道阵列线圈相比单个线圈的最大信噪比提高了14.8%,证明通过阵列线圈提高单边核磁共振系统信噪比的方法是可行的,可以通过增加阵列线圈的通道数目进一步提高单边核磁共振系统的信噪比。