cMUT阵元的声学分析与环形扫描成像

摘要：

电容式微机械超声换能器(cMUT)具有宽带宽、灵敏度高、机械阻抗低和与电子电路集成制造等优点.由于超声换能器声场设计的好坏决定了成像质量的优劣,为了明确阵元参数与辐射声场的关系,该文对不同的阵元参数进行了计算仿真.与压电陶瓷超声换能器的结构不同,cMUT阵元是由多个电容单元(cell)并联构成.因此分析了cell的半径、cell数量、间距、振动频率等阵元参数与辐射声场分布、远近场分界点、辐射声压、指向性的关系,并进行了声轴声压与指向性实验测试验证.理论与实验测试结果基本一致.通过仿真计算,选用一种已制备的指向性强、发射性能好的cMUT单阵元器件对鸡骨进行了环形扫描和成像,实现了对生物体组织横截面的超声CT成像,验证了所制备的cMUT器件的可用性.此研究对工业与医学成像领域具有重要的参考价值.

关键词：电容式微机械超声换能器;声场;指向性;轴向声压;环形扫描成像

所属期刊栏目：41

分类号：TB552;TB559(声学工程)

资助基金：国家重点研发计划;中北大学电子测试技术国家重点实验室项目;国家重大科学仪器设备开发专项;山西省工程重点学科建设计划

在线出版日期：2022-03-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：293-300