[发明专利]用于超声波阵列的基于菲涅耳的波束形成

权利要求书

1.一种超声波波束形成器，所述超声波波束形成器用于基本上补偿在超声波换能器阵列中的超声波元件和远离所述超声波换能器阵列的位置之间在距离上的差别，所述超声波元件中的每一个都从所述位置接收到反射的宽带脉冲，所述超声波波束形成器包括：

用于所述超声波元件中的每一个的输入信号线，所述输入信号线被配置为载送来自所述超声波元件的宽带脉冲；

多个信号移位器，所述多个信号移位器的数目基本上少于换能器元件的数目，每一个信号移位器都被配置为以与其他信号移位器被配置以移位宽带脉冲的方式不同的方式来移位宽带脉冲；

用于所述输入信号线中的每一条的复用器，所述复用器被配置为将在所述输入信号线上接收的宽带脉冲电连接到所述信号移位器中所选择的一个，所述所选择的一个信号移位器基于控制信号；以及

复用器控制器，所述复用器控制器被配置为以使得所述超声波波束形成器基本上补偿在所述距离上的所述差别的方式来产生用于所述复用器中的每一个的所述控制信号。

2.根据权利要求1所述的超声波波束形成器，其中，所述信号移位器中的每一个都是移相器，所述移相器被配置为提供与其他移相器中的每一个提供的相移相差不大于360度的相移。

3.根据权利要求2所述的超声波波束形成器，其中，由所述移相器提供的相移以基本上相等的量间隔开。

4.根据权利要求3所述的超声波波束形成器，其中，存在至少四个移相器，所述至少四个移相器分别提供基本上0、90、180和270度的相移。

5.根据权利要求3所述的超声波波束形成器，进一步包括差分放大器，所述差分放大器被配置为用作提供基本上0度相移的所述移相器中的一个、提供基本上180度相移的所述移相器中的另一个，并且对结果求和。

6.根据权利要求3所述的超声波波束形成器，其中，所述移相器中的一个提供基本上0度的相移，另一个提供基本上180度的相移，并且所述超声波波束形成器进一步包括：加法器，所述加法器被配置为对所述移相器的输出求和；以及延迟元件，所述延迟元件被配置为将所述加法器的输出延迟宽带脉冲的中心频率的基本上四分之一周期。

7.根据权利要求4所述的超声波波束形成器，进一步包括：

第一加法器，所述第一加法器被配置为对提供基本上0和180度相移的所述移相器的输出求和；

第二加法器，所述第二加法器被配置为对提供基本上0和180度相移的所述移相器的输出求和；以及，

移相器，所述移相器被配置为将所述第二加法器的输出移位90度，由此产生在权利要求4中涉及的90和270度的相移。

8.根据权利要求7所述的超声波波束形成器，其中，所述加法器中的一个在模拟域中求和，而另一个加法器在数字域中求和。

9.根据权利要求4所述的超声波波束形成器，其中，以90和270度移位的所述移相器中的每一个都是带通滤波器的一部分。

10.根据权利要求4所述的超声波波束形成器，其中，存在至少四个另外的移相器，所述至少四个另外的移相器分别提供基本上45、135、225和315度的相移。

11.根据权利要求3所述的超声波波束形成器，其中，存在至少六个移相器，所述至少六个移相器分别提供基本上0、60、120、180、240和300度的相移。

12.根据权利要求11所述的超声波波束形成器，其中，存在至少六个另外的移相器，所述至少六个另外的移相器分别提供基本上30、90、150、210、270和330度的相移。

13.根据权利要求2所述的超声波波束形成器，其中：

所述移相器中的至少一个在模拟域中移位；并且

所述移相器中的至少一个在数字域中移位。

14.根据权利要求1所述的超声波波束形成器，其中，信号移位器的数目不多于超声波元件的数目的1/4。

15.根据权利要求1所述的超声波波束形成器，进一步包括多个模-数转换器，所述多个模-数转换器的数目不多于超声波元件的数目的1/8，所述多个模-数转换器中的每一个都被配置为将宽带脉冲中的一个从模拟格式向数字格式转换。