资源描述：
《合成孔径聚焦超声成像_二_孙宝申》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、制砚合成孔径聚焦超声成像二暗介孙宝申沈建中卜,北京。。中国科学院声学研究所年峪月‘日收到这里是换能器的坐标、我们这里》,三合成孔径超声成像信号讨论一的情况式可以近似为分析及处理,,、。‘,、二一,又几夕几一一二了二二、‘一一丁‘一人」在本文第一讲已经介绍了合成孔径的基本概念,并由等效线阵说明了合成孔径换能器具称为菲涅尔近似或近轴近似如果超声换能器有高分辨率的原理,无限制地减小,波束开角过大时,菲涅尔在这一讲我们
2、将对合成孔径孔径超声成像系统中采用的信号,及该信号在近轴条件将被破坏合成孔径方位分辨率的表由发射至接收的过程中所经历的变化作进一步示式兰见第一讲式将不再成立分析并进而说明如何对此信号进行处理、加一,工以得到高方位分辨率当然,由此得到的主理论分析表明合成孔径线阵的极限方位分辨,,要结果和用等效线阵方法所得的结果是一致率为生是工作波长实际上由于种种其它的,。因素限制可达到的方位分辨率通常要比三从下面的分析可以看到,对合成孔径超声,成像信号的分析及处理本质上是和对线性调差得多
3、频信号的分析与处理相似设超声换能器位于时发射连续信号,,,了今‘收发兼用超声换能器的接收信号。,,,。设超声换能器沿图中的方向移动收式中是信号幅度是信号载频该信号,被点目标尸散射换能器收到的回波信号为,,““一,一天,,,式中为一常数其值和点目标对人射声波的散射系数有关,为回波滞一般为复数后发射信号的时间。一互图,‘换能器移动路径和目标的几何关系式中是声波在介质中传播的速度当换能,,发兼用,点目标位于
4、一平面内为点目器位于时它到目标的距离由式给出,至,将式代人式得到标换能器移动平面的垂直距离为尸点,,,,。,。一,,的坐标当换能器沿方向移动时,尸至换一犬才午二一能器的距离也随之改变生二、了孟分所二一丫干不牙刃实际上,如图丽丁换能器是间歇工作的应用声学,示,轴移动,在间隔为灵敏度也不高在其工作环境中又存在各种类换能器沿△的位置点,,发射声脉冲声脉冲具有一定宽度,中心频率型的噪声最简单地可以将此类问题看成是在,‘
5、,为。用△代替式中的一并白噪声中检测有用信号希望在输出端获得最,略去固定相位项丝就得到大信噪比,,设有任一确定信号‘,‘。其频谱为,止二‘,△二通过频响为护。的接收机或滤波器后在,,·‘·,△一尺注。‘。一,孟只。,的’确定时刻输出信号为,。一,‘“式中”项正是由于换能器相对于点器。,。十一‘。。。,臼才。一弃、。,‘。目标尸移动造成的回波信号平方相位变化如图一。才示,,如果在滤波器输人端同时加人白
6、噪声其。,功率谱密度为则输出噪声气眨的功率谱密度为。’。夕的。,在确定时刻一输出噪声均方值为,。十“。厂乡、,。以。,卜一。奢,。,外、刃所以在任意确定时刻一滤波器输出信噪一我么不一八万么趁八工比为图合成孔径线阵接收信号平方相位示意图一。,汽,对式中的回波方位信号如何处理是合十‘。〔·山‘。“田成孔径超声成像的中心问题如果不作进一步乒,‘忆
7、吊,。十一处理方泣分辫率实际将为土旧,切、。。。一月。二尺一、主尺当满足以下条件时、见第一讲式这就是真实孔径超声少。一产。。一“‘。,成像的情况方位分辨率将是很差的,,时这里是常数将得到最大输出信噪比回波信号式,这等效具有平方相位变化‘’。。。甲厂。。。一、、,牛于回波瞬时频率有线性变化这就是熟知的多二乙丫了。,一普勒频移对此进行处理作所谓方位向波束。户,压缩可以提高方位分辨率方位向信号压缩一
8、一,的方法很多可以在频域用匹配滤波技术实现也可以在时域用相关接收技术实现这两种方它与信号波形无关式中,法是通过傅立叶变换联系在一起的将在下面,〔己’。·“。‘‘生阮““”一“,介绍此外还有近年来发展很快的逆散射方法,我们将在第三讲介绍是输人信号能量,,匹配滤波和相关接收原理满足式的条件被称为匹配滤波可以,进一步表示为在合成孔径超声成像中换能器的孔径很,,,小,幅射
