[发明专利]一种基于射线理论相位修正的合成孔径波束形成方法

权利要求书

1.一种基于射线理论相位修正的合成孔径波束形成方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，采用发射阵元总数为L的线性阵列，单个所述发射阵元以预定的采样频率向声屏障内部发射超声波信号，并通过全部L个接收阵元获取与所述发射阵元相对应的采集信号，L个所述发射阵元依次循环发射，然后进入步骤S2；

步骤S2，获取声屏障的结构与声速，然后进入步骤S3；

步骤S3，成像区域空间离散化为二维方形网格集群M×N，并将网格的端点作为成像的离散点，在成像区域内确定所述声屏障及其他介质所在区域Ω，根据所述声屏障以及其他复杂介质在空间结构及声速c(m，n)|m＜M，n＜N，计算对应的空间慢度分布S(m，n)|m＜M，n＜N＝1/c(m，n)|m＜M，n＜N，然后进入步骤S4；

步骤S4，将每个所述发射阵元与所述接收阵元均设定为点源，确定每个阵元在所述二维方形网格集群中的位置，分别以这些点源为起点，对程函方程进行离散化求解，计算其他网格端点处的超声初至时间t(m，n)|m＜M，n＜N，而后得到超声初至时间矩阵，然后进入步骤S5；

步骤S5，将步骤S4得到的所述超声初至时间矩阵替代常规波数形成所需的时间矩阵，进行图像重建处理。

2.根据权利要求1所述的基于射线理论相位修正的合成孔径波束形成方法，其特征在于：

其中，所述步骤S1中所述接收阵元的数量为L个，

在接收所述采集信号时，每个所述接收阵元均为有效阵元，从而形成L次发射接收循环。

3.根据权利要求1所述的一种基于射线理论相位修正的合成孔径波束形成方法，其特征在于：

其中，所述步骤S2中所述声屏障的结构从X射线CT图像或者核磁共振MRI图像中获取，

所述声屏障的声速通过超声测量获得。

4.根据权利要求1所述的一种基于射线理论相位修正的合成孔径波束形成方法，其特征在于：

其中，所述步骤S2中所述声屏障的结构和声速均通过地震层析反演技术估计获取。

5.根据权利要求1所述的一种基于射线理论相位修正的合成孔径波束形成方法，其特征在于：

其中，所述步骤S2中，在获取声速数据的前提下，通过如下步骤获取所述声屏障的结构：

步骤S2-1，利用成像的方法获取所述声屏障的上表面的形状及空间位置，假定所述上表面以下是所述声屏障的速度，进入步骤S2-2；

步骤S2-2，在S2-1的基础上，重复步骤S3至S5，可以获得所述声屏障的下表层的形状及空间位置。

6.根据权利要求1所述的基于射线理论相位修正的合成孔径波束形成方法，其特征在于：

其中，所述步骤S3中的网格是正方形网格，该网格的边长为h，S表示速度慢度空间分布。