随机相控高强度聚焦超声换能器的栅瓣抑制

• 作者: 杨可欣 薛洪惠 郭霞生 章东
• 来源期刊: 声学学报
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 页码范围: 759-766
• 页数: 8页
• 语种: 中文

摘要

采用3种随机排列策略形成相控阵元线性排列结构抑制高强度聚焦超声(HIFU)相控阵栅瓣.第1种和第2种策略中阵元基于规则排列随机移动,而第3种策略中阵元则直接进行随机移动,阵元可移动范围依次为:第1种＜第2种＜第3种.采用瑞利积分和非线性Westervelt方程分别计算了3种策略对应随机相控阵产生的线性和非线性声场,并通过归一化栅瓣最大声压、归一化栅瓣平均声强和归一化旁瓣平均声强3个参量,对栅瓣抑制效果进行评价.结果表明:线性声场中,阵元可移动范围的增加有利于栅瓣抑制,3种随机策略的归一化栅瓣最大声压相比规则排列分别降低30.7％,53.8％和55.8％;非线性声场中对于同一种随机排列策略,随机度的增加可以改善栅瓣抑制效果.例如,第3种随机策略在随机度为0.9时正负压的归一化栅瓣最大声压相比规则排列分别降低55.6％和54.8％.进一步讨论了焦点偏移时随机相控阵的非线性声场,以-8 dB作为栅瓣的安全标准,第2种和第3种随机策略可以满足要求,横向偏移分别为6 mm和10 mm.本文的工作为抑制栅瓣提供了新思路,有利于随机HIFU相控阵的设计优化.