相控陣超聲波束合成技術(shù)研究及實現(xiàn).pdf

1、超聲檢測因其具有無創(chuàng)、實時、廉價、可重復(fù)等特點，在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像中發(fā)揮著重要的作用。相控陣超聲檢測通過對各陣元的獨立控制不僅可以靈活地控制發(fā)射波束形狀、優(yōu)化發(fā)射聲場，而且在接收時可以有效地對波束進(jìn)行合成。相比于傳統(tǒng)超聲檢測技術(shù)，相控陣檢測具有可控性強(qiáng)、掃描范圍廣、波束優(yōu)化力優(yōu)越等特點。
　　相控陣超聲波束合成技術(shù)包括發(fā)射聲場控制和接收波束合成兩部分。本文研究內(nèi)容主要包括以下方面：
　　1、發(fā)射聲場控制。首先進(jìn)行了單陣元圓形孔徑

2、和單陣元矩形孔徑換能器的研究，分析了換能器的聲場特性以及波束指向性；然后對相控陣換能器的陣列設(shè)計進(jìn)行研究，提出了分段發(fā)射動態(tài)聚焦方法，該方法可以使發(fā)射聲束的寬度均勻一致，提高系統(tǒng)的成像分辨率。
　　2、對目前的研究熱點編碼激勵發(fā)射技術(shù)進(jìn)行了初探，對常用編碼發(fā)射進(jìn)行了仿真實驗及性能驗證，編碼發(fā)射提高了系統(tǒng)的魯棒性。
　　3、接收波束合成。首先研究了動態(tài)孔徑和幅度變跡等波束處理技術(shù)，比較了不同的孔徑參數(shù)以及變跡方法對合成波束的影

3、響，提出了接收波束處理方案；然后對延時疊加進(jìn)行了深入分析，針對不同的分?jǐn)?shù)延時方法首次嘗試將Farrow分?jǐn)?shù)延時應(yīng)用于數(shù)字超聲系統(tǒng)，在節(jié)省系統(tǒng)存儲資源的情況下提高了波束合成質(zhì)量；最后對多波束并行接收進(jìn)行了研究，實現(xiàn)并行接收算法，并對多波束接收過程中產(chǎn)生的波束扭曲進(jìn)行了矯正。
　　4、系統(tǒng)實現(xiàn)。利用Sonix MDP超聲診斷系統(tǒng)、Sonix DAQ數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、通用多組織超聲模體040GSE以及Field II、MATLAB、Visu