熔覆层厚度对相控阵表面波聚焦特性的影响

超声表面波是检测激光熔覆层质量的重要手段,为提高检测分辨率,采用可达到声束聚焦效果的相控阵表面波对激光熔覆层进行检测。建立了单探头与相控阵表面波传播的有限元模型,基于Fermat原理研究超声波传播路径并分析了阵元延时特性,实现了相控阵表面波的聚焦和偏转,研究了熔覆层厚度对相控阵表面波聚焦特性的影响。结果表明,对于基体材料为铝,熔覆层材料为45#钢时,熔覆层厚度在2.5 mm内,聚焦点的能量随厚度增加而减小,如1 mm厚相对于0.2 mm厚的聚焦点能量减小了58.8%;当厚度大于2 mm时,聚焦点处能量变化不明显,表明超声相控阵表面波对薄的熔覆层具有较好的检测效果。     

相控阵超声成像补偿聚焦技术

针对相控阵成像中因为聚焦深度唯一且不能改变而导致成像失真问题,提出改进方法,提高相控阵检测成像质量。在用单个换能器单元轮流发射声波,全孔径单元接收的收发超声方式得到基础数据组的基础上,在数据处理中重构出发射聚焦和接收聚焦。提出在重构过程中运用动态聚焦补偿技术,使各个深度都聚焦。该文给出重构发射和接收聚焦点及动态聚焦补偿的理论基础,补偿点的计算方法,补偿电路的具体实现。从仿真结果可看出成像效果比传统单点聚焦相控阵有显著提高。提出的相控阵动态深度补偿技术改善了成像质量,物理实现电路简单且具有实用价值。     

相控阵聚焦超声控制系统的设计

低强度聚焦超声治疗技术是当前超声治疗领域的研究热点,应用场景不同对于超声系统的参数和性能要求也具有差异化,相控阵技术的引入为解决聚焦声场精确控制带来了新的思路。现有相控阵聚焦超声控制系统的输出参数相对固定,频率和功率可调范围窄,且支持换能器阵列通道的规模较小。该文设计了一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的256通道的相控阵超声控制系统。实验结果表明,该系统实现频率1~3 MHz 可调,输出电压峰 峰值±100 V连续可调,相位延时精度为5 ns,可驱动不同阵元数的相控阵探头,从而为超声治疗技术的研究提供多元化激励实施方案。     

基于超声波相控阵的触觉反馈技术

随着人机交互领域研究的不断发展,交互途径已经从传统的视觉和听觉途径扩展到触觉途径.触觉是人类感知外界信息的重要途径之一.非接触式触觉反馈能够在AR/VR领域有更好的表现,为虚拟现实中的场景交互提供触觉反馈.本文提出一种基于相控阵技术的方法来使超声波的波束聚焦以模拟触觉.通过Matlab进行超声波换能器声场仿真分析设计开...     

大型相控阵天线阵面相位中心定位技术研究

介绍了相位中心的定位方法--相位梯度法,分析了大型相控阵天线远场主瓣相位特性,明确指出大型相控阵天线相位中心位于天线的口径面上.在此基础上,结合相位梯度法与大型相控阵天线相位中心的特点,推导出了大型相控阵天线相位中心的定位方程组,该方程组可直接用于大型相控阵天线的相位中心定位,最后通过求解一个非对称加权的相控阵天线相位中心的实例验证了该大型相控阵天线相位中心定位技术的正确性.     

一种超声相控阵大焦域聚焦的设计方法

本文提出一种实现超声相控阵换能器大焦域声场的方法。这种方法就是通过多次正向—逆向变换计算出相控阵换能器各阵元的激励向量。仿真结果表明：此方法能准确地控制169阵元相控阵换能器的声场模式,能得到比较满意的单焦点大焦域声场分布。     

混频相控阵聚焦特征的研究

混频相控阵作为超声相控阵中的一种新方法，在声场聚焦和偏转都有突出表现。文中对其在聚焦过程中的聚焦特征及相关因素与常规同频相控进行对比分析，得出混频相控阵有利于提高焦区的声能密度，信噪比和轴向分辨率；同时给出了如何优化选择阵列各阵元相应的激发频率。这对改善超声诊断的成像质量和提高聚焦治疗的能量密度等有重要意义。     

超声相控阵中的成像技术

近年来,微电子和计算机技术领域的发展大大带动了超声信号的处理和图像重建技术的发展.现论述了超声相控阵成像研究的重要意义,描述了目前用于超声相控阵成像的技术,其中着重介绍了抽样相控阵技术这一新技术的原理和技术.     

激光相控阵与微波相控阵发射天线技术体制的比较

借鉴微波相控阵雷达技术,有的放矢加快探测型激光相控阵雷达的技术发展与应用,从仿学微波相控阵雷达发射天线基础知识入手,提出微波相控阵雷达发射天线与光纤激光相控阵发射天线可比较的部分技术参数;分析了光纤激光相控阵发射天线的技术要点与潜在能力,并立足现有研发水平对其系统功能与规模进行了预测;尝试对光纤激光相控阵与微波相控阵天线的技术特点与面临主要问题进行了论述;提出两者体系内互相配置,不仅有助于提高微波相控阵雷达在复杂电磁环境下对中近程高速、隐身和多目标的探测、识别与定位能力;同时也可适当减少激光相控阵对目标大范围区域搜索的压力的观点。     

超声相控阵系统提高延时分辨率的研究进展

超声相控阵技术通过对超声阵列换能器中各阵元进行相位延时控制,获得灵活可控的合成波束及实现动态聚焦、偏转、声束形成等各种相控效果。精密聚焦延时是超声相控阵动态聚焦的核心,无论是在超声相控阵发射延迟控制还是接收延时补偿中,都需精确控制相位延时。该文介绍了国内外超声相控阵系统延时分辨率的发展历程和研究现状,并分析了各个方法的优缺点。     

基于窗函数的相控阵天线技术研究

对相控阵天线的基本原理、天线阵的加权方式及窗函数的概念进行了研究。利用MATLAB软件对相控阵天线方向图进行了仿真,重点通过窗函数仿真了相控阵天线的波束方向图,直观地显示出加权对于相控阵天线波束形成的影响。     

基于DDS 的电子相控聚焦系统的设计􀀂

本文提出了采用直接数字合成实现电子相控聚焦系统的设计。在该系统设计中，以FPGA芯片作为核心器件，通过底层软件编程实现高强度聚焦超声的数字化相位调控。实验表明，该设计具有调控准确、可靠性高等优点，对于高强度聚焦超声临床使用具有重要意义。     

相控阵天线集成技术

低成本、更高频段与可扩展是推动相控阵天线集成技术发展的主要动力。本文综述了砖块式与瓦片式两种相控阵天线集成阵列结构,以及多功能芯片与射频晶圆集成技术的发展,指出开发多功能芯片是当前发展毫米波相控阵天线的重要途径。     

相控阵雷达波控系统技术研究

介绍了相控阵雷达波控系统的基本功能和发展趋势，重点从雷达新技术的发展阐述了现代雷达对波控系统的新需求，并通过理论分析和实例相结合的方式介绍了波控系统发展的主要方向。     

相控阵技术在天气雷达中的应用

相控阵天气雷达以其高时空分辨率的探测能力，高实时性探测和准确的探测数据将成为天气探测雷达领域的一个热点。对相控阵天气雷达的特点及其相关的技术和应用进行了分析和研究。     

一种高性价比的相控阵雷达新技术

针对全数字阵多波束相控阵雷达天线阵元或子阵单元随着阵列单元数量增加,与之对应独立的收发通道数量随着增加的问题,提出一种由通信概念产生的扩频解扩技术实现在全数字阵多波束相控阵雷达中的应用。在雷达系统通过天线每个阵列端仅采用一个高速扩频／解扩二相调制器取代常规相控阵雷达的 MMIC T／R 组件和多个收发通道,实现雷达系统采用一个接收通道、一个发射通道实现数字阵多波束相控阵雷达的一种新技术。通过对完全移位正交二相编码的选取和对雷达系统体制的重构,进行仿真分析,结果表明扩频解扩技术在数字多波束相控阵雷达中应用的可行性。     

Ku频段宽带相控阵天线技术研究

阵列天线易于实现高增益、波束扫描及波束赋形等功能,成为现代无线通信、导航、雷达等信息系统收发信号的主要手段。为满足高速率、广覆盖、多功能等发展需求,现代无线信息系统要求阵列天线具有宽工作带宽、宽角波束扫描能力及平面化、低剖面等特性。为此,文中以Ku频段、低剖面、宽频带相控阵天线为研究方向,基于微带天线宽带化技术、L型探针耦合馈电技术及加载等效腔体结构,开展微带天线的宽带化和相控阵天线的宽角扫描技术研究。文中提出了一种基于L型探针耦合馈电结构的具有宽带、宽角扫描能力的8×8阵列天线。实测结果表明,在VSWR<3时,在13.0～18.0 GHz阻抗带宽内(相对带宽为32.3%),该阵列天线在E面和H面均可实现±60°的扫描覆盖范围。实测结果和仿真结果具有较好的一致性。     

相控阵天线集成技术

低成本、更高频段与可扩展是推动相控阵天线集成技术发展的主要动力。综述了砖 块式与瓦片式两种相控阵天线集成阵列结构,以及多功能芯片与射频晶圆集成技术的发展, 指出开发多功能芯片是当前发展毫米波相控阵天线的重要途径。