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合成孔径全聚焦相控阵

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发表于 2021-6-6 13:15:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
什么是合成孔径全聚焦相控阵?
顾名思义,该技术即为合成孔径和全聚焦技术的结合,在全聚焦的基础上,采用合成孔径技术对后期数据进行处理。
​何为合成孔径技术?
对于超声波信号,提高检测灵敏度、信噪比和分辨率最有效的方法就是采用合成孔径技术。
超声波合成孔径技术的原理与合成孔径雷达技术一样,就是传感器以一定步长沿线性孔径轨迹移动,在轨迹上的孔径位置向成像区域(被检测区域)发射脉冲信号,并接收和储存检测信号,然后下一孔径位置进行相同的发射、接收和储存,直到扫描完成;接着按照重建点,对相应孔径检测信号的回波,做时延调整、信号叠加和平均等处理,实现逐点聚焦,最终重建整个成像区域的信号反射图像。
合成孔径相控阵-信号时延叠加原理:由于换能器为电子扫描成像,扫描过程中各换能器处于空间的不同位置,使得同一目标反射的脉冲回波在接收时发生延迟。根据以上特点,由焦点所处的位置,对各个换能器通道设定不同的延迟形式,在叠加时使焦点处产生的回波同相叠加,从而使焦点处信号幅度得到放大。而组织体中其它位置产生的回波或随机噪声信号是非同相叠加,信号幅度放大有限甚至被降低,从而达到放大目标回波、抑制其它信号的作用,提高了成像的分辨率和信噪比。
合成孔径相控阵-自适应加权算法原理:在早期的时延叠加算法中,对各通道回波延迟后,对所有聚焦点采用一组固定的权值进行叠加。实际上,由于超声换能器的波束指向性和组织体对超声波的散射能力不同,采用固定的权值并不能对被测组织体的所有区域实现良好聚焦,因此,发展出了自适应阵列的处理方法。自适应阵列法对聚焦目标的回波进行延迟后,依据一定的自适应算法,由各通道回波的情况计算出一系列权值,最后进行加权叠加。
合成孔径技术优势:合成孔径聚焦超声成像作为一种超声后处理方法,能够将小孔径成像合成为大孔径成像,通过逐点聚焦的方法,使图像的分辨率不随位置 和深度变化。在采用同样换能器阵元探头的情况下,使用合成孔径聚焦方法能够得到更高分辨率的重建图像,为缺陷的定性分析提供更可靠的依据。

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