一种基于MATLAB的CMUT阵列设计与成像仿真方法

• 作者: 何常德 张慧 张文栋 李玉平 苗静 薛晨阳
• 来源期刊: 传感技术学报
• 学科: 工学
• 关键词: 电容式微加工超声传感器(CMUT) 阵列设计 空间脉冲响应理论 MATLAB 水下成像仿真
• 年，卷（期）: 2014,（4）
• 所属期刊栏目: 物理类传感器
• 页码范围: 490-494
• 页数: 5页
• 分类号: TP212.1|TB552
• 字数: 3451字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1004-1699.2014.04.013

摘要

为了分析阵列设计参数与成像效果的关系,提高微电容超声传感器( CMUT)阵列设计的可靠性,提出了一种仿真CMUT阵列水下成像方法。设计了一种CMUT结构,振膜厚3μm,振动单元边长1.16 mm,ANSYS仿真得出中心频率为464 kHz。讨论了阵列参数与声束指向性关系,以空间脉冲响应理论为基础提出了一种可显示CMUT阵列成像效果图的仿真设计方法。通过MATLAB对该方法的仿真,模拟了不同结构的CMUT线阵在不同激励形式下的水下成像。仿真结果表明,64阵元且阵元中心距0.5λ的CMUT线阵在单脉冲激励下成像效果最好。该仿真方法的实验结果与理论一致,且相比单纯理论分析该方法结论更直观,考虑成像影响因素更全面。