基于MATLAB的超声场仿真.docx

基于MATLAB的超声场仿真 实验目的 1、通过实验，掌握MATLAB在仿真计算中的使用。 2、通过对超声场的仿真，理解聚焦、变孔径和变迹对超声场的改善作用。 3、掌握波束合成的原理与方法。 实验要求 1、用MATLAB编写程序，完成对32个阵元的聚焦仿真。 2、对聚焦多段处理，增加变孔径与变迹处理的技术。 实验内容 1、设发射超声波的中心频率f= 3.0Mhz，探头曲率半径R= 60mm，阵元间距d=0.48mm，声束c=1540m/s，阵元数N=32,探测范围为20~200mm，焦点在120mm处，计算在聚焦轴线±20mm左右的声场强度。 2、将声场强度转换为2维图像显示。 3、增加hanning窗和多段聚焦技术，观察对波束合成的改善作用。 实验原理 如右图所示，设阵元个数为N，半径为R，相邻阵元间距为d，由于dR，则相邻阵元的夹角为：Q = d/R；以中心阵元为原点，建立坐标系。则任一阵元i与中心线的夹角为θ=i-N-12×Q，该阵元的坐标为 xi=R×sinθ zi=R×(cosθ-1) 则阵元i到焦点F和A的距离分别为： l12=[xi2+(zi-f)2] l22=[(xi-x)2+(zi-y)2] 因此，阵元i到焦点F和空间点A有延时，该延时为： ?t=(l1-l2)/c 设探头中心频率为f，对于阵元i，在点A与点F的相位差为： ??=2πf?t 则超声发射声场的计算公式为： Dx,y=|i=1Nexp-j??iN| 实验结果图