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基于矩形换能器空间脉冲响应的相控阵声场研究
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB553[理学—物理;理学—声学;一般工业技术]
  • 作者机构:[1]西安科技大学机械工程学院,西安710054, [2]西安科技大学理学院,西安710054
  • 相关基金:国家自然科学基金(51074121)、西安科技大学博士启动金(2014QDJ003)和培育基金(201332)资助项目.
中文摘要:

针对矩形换能器空间脉冲响应利用分割阵元叠加和近似方法求解,提出一种精确求解的新方法。根据矩形换能器的对称性将观察点转换到第四象限进行求解,该方法不需要远场或近轴近似,只需要坐标变换就可以得到任意长宽比的矩形换能器在不同空间点处的脉冲响应函数。通过控制各阵元的延时实现相控阵声束的偏转和聚焦,分析一维相控阵的聚焦法则,得到各阵元的延时时间;对各矩形阵元加延时控制后的空间脉冲响应叠加求和,得到相控阵聚焦时的空间脉冲响应,进而求得各空间点的声压。计算相控阵换能器在不同聚焦角度时的空间声压分布,讨论不同阵元间距对分辨力的影响。结果表明该方法可以快速准确地计算较大偏转范围内的相控阵声场。

英文摘要:

An analytical method for calculating spatial impulse response of rectangular transducer without far-field or paraxial approximations is presented. According to symmetry of rectangular, the coordinate of observe point is transformed in the fourth quadrant. The solution using only inverse trigonometric functions and simple coordinate transformation, and impulse response of rectangular transducer with different length-width ratios can be calculated. Ultrasonic phased array can freely control the focus point position by exciting each element with independent phase delay, the focus laws of the ultrasonic l-D phased array are derived and the delay time of each element is obtained, then delay time is applied in every transducer element, and the impulse response of phased array transducer is obtained by superposition spatial impulse response of each element. Simulations are carried out for a l-D array transducer in different focusing angles, and the resolution of different distance between the transmitting elements is discussed. Results show that this method can efficiently and accurately predict the radiation field of linear phased array transducer over a wide range of steering angles.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603