图书介绍
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- 施克仁，郭寓岷主编 著
- 出版社： 北京：高等教育出版社
- ISBN：9787040294941
- 出版时间：2010
- 标注页数：380页
- 文件大小：53MB
- 文件页数：393页
- 主题词：相控阵－超声成象－超声检测
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图书目录
第一章 超声检测原理与超声成像检测技术3
1.1 超声检测的一般概念3
1.2 超声成像检测原理和特点6
1.3 超声成像检测技术的发展和分类7
1.3.1 扫描超声成像7
1.3.2 超声全息8
1.3.3 超声显微镜10
1.3.4 超声CT11
1.3.5 ALOK超声成像12
1.3.6 衍射传播时间技术12
1.3.7 合成孔径聚焦技术14
1.3.8 相控阵超声成像15
1.4 相控阵超声成像数字控制技术16
1.4.1 相位延时16
1.4.2 动态聚焦17
1.5 相控阵超声成像检测研究现状23
参考文献26
第二章 相控阵超声成像检测的物理依据31
2.1 波动方程31
2.2 连续波声场理论及仿真模型32
2.2.1 单源换能器的辐射声场32
2.2.2 阵列换能器的辐射声场33
2.2.3 矩形阵元辐射声场的快速算法34
2.3 基于空间冲激响应的脉冲场模型35
2.3.1 辐射声场模型36
2.3.2 散射场模型及相控阵超声成像仿真模型37
2.3.3 空间脉冲回波响应38
2.3.4 阵元空间冲激响应的计算39
2.4 相控阵超声波束的时空控制39
2.4.1 声束的偏转40
2.4.2 声束的聚焦40
2.4.3 聚焦声束的偏转41
2.4.4 二维阵列换能器的声束控制42
2.5 相控阵超声成像检测的声学特性43
2.5.1 空间分辨率问题43
2.5.2 伪像问题45
参考文献47
第三章 相控阵列换能器的理论分析与设计49
3.1 二维相控阵列的设计准则50
3.2 二维相控阵列的参数分析与设计52
3.2.1 阵元间距的分析52
3.2.2 阵元大小的分析54
3.2.3 阵元数目及阵列孔径的分析54
3.3 二维相控阵列的总体设计准则及方法56
3.4 二维相控阵列性能分析56
3.4.1 方孔径阵列的声学特性分析57
3.4.2 圆孔径阵列的声学特性分析59
3.4.3 圆孔径变迹阵列的声学特性分析60
参考文献62
第四章 基于统计学方法的二维随机稀疏阵列设计及优化65
4.1 问题的提出与背景65
4.2 二维稀疏相控阵列的设计方法66
4.2.1 不等间隔非周期型阵元分布66
4.2.2 基于统计学方法的二维稀疏阵列的设计68
4.3 稀疏阵列连续波声场的统计学分析68
4.3.1 稀疏阵列旁瓣特性的研究70
4.3.2 稀疏阵列主瓣特性的研究71
4.4 稀疏阵列的声学特性分析71
4.4.1 圆孔径满采样参考阵列的性能分析72
4.4.2 稀疏阵列的性能分析73
4.5 稀疏阵列阵元分布的遗传算法优化75
4.5.1 遗传编码原理76
4.5.2 适应度函数的设计77
4.5.3 稀疏阵列遗传算法优化中的参数控制78
4.5.4 优化实验结果及分析79
4.6 成像仿真实验82
4.7 参考阵列的选取83
4.8 本章小结86
参考文献86
第五章 二维周期型稀疏阵列89
5.1 一维周期型稀疏阵列的设计90
5.1.1 有效孔径的概念90
5.1.2 一维周期型稀疏阵列的孔径设计策略92
5.2 二维周期型稀疏阵列的设计94
5.2.1 二维有效孔径94
5.2.2 二维周期型稀疏阵列的孔径设计策略94
5.3 二维周期型稀疏阵列的性能分析99
5.3.1 二维周期型稀疏阵列仿真分析条件99
5.3.2 二维周期型稀疏阵列的性能仿真结果100
5.4 讨论105
5.5 结论105
参考文献106
第六章 稀疏阵列的（MRLA+GA）设计法109
6.1 最小冗余度阵列和遗传算法结合（MRLA+GA）设计一维稀疏阵列109
6.1.1 最小冗余度阵列简介109
6.1.2 计算机求解最小冗余度阵列的方法110
6.1.3 一维稀疏阵列设计结果、分析和实验验证111
6.2 最小冗余度阵列和遗传算法结合（MRLA+GA）设计二维稀疏阵列115
6.2.1 设计的思路与方法115
6.2.2 实验验证117
参考文献119
第七章 子阵合成相控阵121
7.1 子阵合成相控阵121
7.1.1 合成孔径技术的启示与子阵合成相控阵方法的提出121
7.1.2 子阵合成相控阵中子阵划分方案的确定124
7.2 模拟实验验证132
参考文献134
第八章 二维相控阵列的声场控制模式135
8.1 单焦点扫描声场模式135
8.2 多焦点直接合成声场模式136
8.2.1 基于伪逆矩阵的声场合成算法136
8.2.2 声强增益的优化137
8.2.3 激励向量的优化139
8.3 超声成像检测的声场模式140
8.3.1 实时三维超声成像的扫描方式140
8.3.2 检测声场纵向模式142
8.3.3 检测声场横向模式146
8.4 高强度聚焦超声HIFU的声场模式147
8.4.1 热疗场的声场模式147
8.4.2 二维阵列热疗场的声场模式仿真148
8.5 本章小结153
参考文献153
第九章 混频相控阵157
9.1 相控阵超声激励频率优化158
9.1.1 对比度分辨率分析158
9.1.2 超声衰减特征158
9.1.3 阵元带宽的影响162
9.1.4 相控阵列的频率优化163
9.1.5 实验研究170
9.2 混频相控阵简介173
9.2.1 混频相控阵的提出174
9.2.2 激励向量优化175
9.2.3 混频相控阵的本质及实现179
9.2.4 仿真实验184
9.2.5 实验研究186
参考文献192
第十章 相控阵超声成像检测自适应信号补偿技术197
10.1 声束的相位畸变模型198
10.1.1 超声信号的畸变198
10.1.2 声束畸变原因分析199
10.1.3 相位偏差分析模型205
10.2 基于相关分析法的相位偏差矫正207
10.2.1 超声信号的相关分析法208
10.2.2 邻近相关分析方法210
10.2.3 集总相关分析方法218
10.2.4 混合相关分析方法223
10.3 超声信号幅度畸变及其补偿方法228
10.3.1 超声信号幅度畸变模型228
10.3.2 超声信号幅度畸变补偿方法231
10.3.3 幅度畸变的自适应补偿算法233
10.3.4 实验结果235
10.4 超声信号畸变补偿算法的改进236
10.4.1 声束合成信号的快速重构236
10.4.2 检测信号的补偿239
10.4.3 实验结果243
10.5 基于自适应信号补偿的相控超声检测与目标分辨244
10.5.1 基于自适应信号补偿算法的相控超声检测244
10.5.2 主声束域中存在多个缺陷时的目标分辨249
10.5.3 人工缺陷试块上的自适应相控超声检测实验252
10.5.4 小结253
参考文献253
第十一章 数字相控阵超声成像检测系统257
11.1 数字相控阵超声成像检测系统的方案设计257
11.2 数字相控阵超声成像检测硬件系统260
11.2.1 超声发射电路的设计分析260
11.2.2 相控阵超声接收通道266
11.3 相控阵超声成像检测系统的同步与相位控制273
11.3.1 相控阵超声成像检测系统同步方案273
11.3.2 相控阵超声成像检测系统相位控制设计276
11.4 数字相控阵超声成像检测系统独立通道数的优化选择282
11.4.1 系统独立通道数与系统空间分辨率282
11.4.2 系统独立通道数与系统对比度分辨率287
11.5 数字相控阵超声成像检测系统模／数转换环节的设计287
11.5.1 系统模／数转换速度选择287
11.5.2 系统模／数转换精度研究291
11.6 数字声束合成技术292
11.7 影像显示技术292
11.8 数字相控阵超声成像检测系统的软件292
参考文献296
第十二章 自适应聚焦相控阵超声成像检测297
12.1 超声成像检测声束聚焦控制技术297
12.1.1 超声成像检测声束的几何聚焦控制297
12.1.2 超声成像检测声束的电子聚焦控制技术298
12.2 相控阵超声成像检测中的自适应聚焦技术299
12.2.1 相控阵超声自适应聚焦方法的分析300
12.2.2 相关法时间延迟估计301
12.2.3 声束偏转自适应聚焦315
参考文献319
第十三章 柔性阵列换能器相控阵超声成像检测技术323
13.1 柔性阵列换能器分析323
13.1.1 柔性阵列换能器的结构设计323
13.1.2 柔性阵列换能器阵元间互扰分析325
13.2 柔性阵列换能器相控阵超声成像检测327
13.2.1 柔性阵列换能器阵元定位327
13.2.2 柔性阵列换能器阵元有效检测区域判定329
13.2.3 柔性阵列换能器相控阵超声成像检测中的自适应聚焦技术331
13.2.4 柔性阵列换能器相控阵超声成像检测步骤331
13.3 柔性阵列换能器相控阵超声成像检测实验结果与分析332
参考文献333
第十四章 二维阵列相控阵超声三维成像检测技术335
14.1 二维阵列相控阵超声成像检测技术335
14.1.1 研究二维阵列相控阵超声成像检测技术的必要性335
14.1.2 国外二维阵列相控阵超声成像检测研究现状337
14.1.3 二维阵列相控阵超声成像检测的主要难点338
14.2 二维阵列相控阵超声三维成像340
14.2.1 空间波束采样定理的导出和数据扫描方案的确定341
14.2.2 波束合成简介与波束合成方案选择346
14.2.3 直接波束合成方案348
14.2.4 二维阵列相控阵超声三维成像实验351
14.2.5 低信噪比背景下相关相位校正353
14.2.6 适合于低信噪比信号的混合相关相位校正358
参考文献361
结束语365