[发明专利]一种宽带导波相控阵聚焦扫描方法及系统

权利要求书

1.一种宽带导波相控阵聚焦扫描方法，该方法采用相控阵实现对目标的检测信号，所述方法包含如下步骤：

步骤101）用于聚焦发射的步骤，该步骤采用如下激励信号来控制换能器各阵元发射的导波分量发射的时间延迟，使得各阵元发出的所有频率分量的导波同时到达预定焦点实现聚焦；

Fj′(ω)=e-iωrj/vF(ω)---(1)]]>

其中，F′_j(ω)表示第j个阵元发射的激励信号的频谱，ω为角频率，r_j为第j个阵元到焦点的距离，v表示导波传播的相速度，F(ω)表示换能器激励信号的窗函数的幅度，中包含的r_j/v为用于实现导波分量的延时；

步骤102）用于聚焦接收的步骤，该步骤将换能器各阵元接收的回波信号进行时间反转处理，并设定将时间反转处理后的信号作为激励信号加载到换能器对应的阵元上进行激励，然后再计算得到预设焦点处的声信号作为聚焦接收后的检测信号。

2.根据权利要求1所述的宽带导波相控阵扫描方法，其特征在于，所述的方法还包含：动态设置预设焦点的位置并调整各阵元的激励信号实现对不同位置的扫描。

3.根据权利要求2所述的宽带导波相控阵聚焦扫描方法，其特征在于，所述步骤101）进一步包含：

首先，对于某预定的焦点，按照上述公式(1)通过计算得到换能器各阵元的激励信号，将这个激励信号加载到对应的阵元上，此时声场将在预设焦点处实现聚焦；然后，不断地改变焦点的位置，对于每一个焦点位置，都分别按照公式(1)得到各阵元的激励信号，使声场聚焦在焦点上，这样就实现了声场的聚焦与扫描。

4.根据权利要求1所述的宽带导波相控阵聚焦扫描方法，其特征在于，所述步骤102）进一步包含：

首先，对于每一焦点位置，在步骤101）中的聚焦发射过程之后，换能器各阵元接收到回波信号，并将这个回波信号进行时间反转处理；

然后，假设将时间反转处理后的信号加载在换能器对应的阵元上进行激励，计算出焦点处的声信号；

最后，将计算出的声信号作为聚焦接收过程中的检测信号，依据该检测信号判断扫描介质的性质。

5.根据权利要求1所述的宽带导波相控阵聚焦扫描方法，其特征在于，所述窗函数幅度在换能器带宽范围内设置。

6.一种宽带导波相控阵发射接收系统，所述系统包含：

发射子系统，用于产生超声换能器阵列的激励脉冲信号，该激励信号用于加载在换能器阵元上控制各阵元发出导波所有的频率分量延时，最终使导波同时到达预定焦点实现聚焦；

接收子系统，用于接收超声换能器各阵元上的回波信号，并将回波进行时间反转处理，然后假设将这个时间反转处理后的信号加载到对应的阵元上发射出去，接收子系统计算得到焦点处的声信号，将这个信号将作为待测目标聚焦接收过程中的检测信号。