线性声场分布计算

2021-04-02 14:52:19 浏览:1101

定义

在均匀介质中,声信号进行振幅不变的传播的情况下,进行的声场数值计算。

图像分辨率通常是评价图像质量的重要标准之一,而在超声成像系统中的图像横向分辨率是由超声波束的声场分布决定的。超声辐射声场的空间分布与换能器的辐射频率、辐射孔径及辐射面结构有关,称为换能器的空间响应特性为了表征换能器空间响应特性,常引入一指向性函数。指向性函数是描述发射器辐射声场或接收器灵敏度的空间函数。由于探头类型不尽相同,包括连续曲线阵、连续曲面阵、连续体性阵和离散阵四大类,因此指向性函数的类型也有所不同。图1常用的凸阵探头(离散阵)为例介绍超声空间发射声场的计算。

图 1  凸型探头声场数值计算

图 1 所示,设阵元数为 N,阵元的半径为 R,相邻两阵元间的距离为 d,由于 d << R,可近似得到相邻两个阵元之间的夹角为 Q=d/R。那么探头上任一阵元i 与中心线的夹角为:

该i阵元的坐标为:

则阵元到发射焦点F和A的距离为:

那么,由阵元i发射的超声波到F和A之间就存在了时间差:

设该探头频率为f,则两点之间相位差为:

于是,超声发射声场的计算公式为:

考虑到换能器的空间响应特性满足互易原理,它的接收空间响应特性与其发射空间响应特性是一致的。因此,关于接收声场的计算,基本上和发射声场的计算方法相同,只是接收焦点的深度总是和计算深度 z 相同。

参考文献

[1] https://field-ii.dk/?faq.html
[2] https://wenku.baidu.com/view/85b3a42f3b3567ec112d8a69.html
[3] https://field-ii.dk/

参阅:超声延时叠加算法、相控阵

超声成像

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