硅油介质中矩形电容式微机械超声换能器发射与接收声场特性研究

摘要：

与传统压电式超声换能器相比,基于微机电系统微加工技术制备的电容式微机械超声换能器(CMUT)具有频带宽、灵敏度高、一致性好、易于集成等优势,在医学超声成像中具有广阔的应用前景.该文针对研制的矩形CMUT器件,开展硅油介质中CMUT发射、接收声场特性的理论分析及实验验证研究.首先,针对CMUT阵元结构特征和工作原理,根据指向性函数理论和Bridge乘积原理,建立了矩形CMUT阵元指向性函数分析模型.此基础上,分析微元数目以及谐振频率对CMUT指向性的影响规律.最后,针对7mm×7 mm二维矩形CMUT在硅油介质中的发射和接收特性进行了实验验证,测试表明发射指向性曲线与仿真理论曲线基本吻合;此外,CMUT接收与发射指向性的测试表明,收发指向性具有一致性,从而验证了声场的互易性.该文的研究对CMUT器件的封装设计以及基于CMUT阵列的乳腺超声CT成像系统的研制具有重要参考价值.

关键词：电容式微机械超声换能器、矩形阵元、指向性、声场互易

所属期刊栏目：43

分类号：TB552(声学工程)

资助基金：国家重大科研仪器研制项目;国家自然科学基金

在线出版日期：2024-02-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：151-159