环状活塞声源辐射声场特性和相控阵研究

"环状活塞换能器辐射声场研究 (2003年) - 研究了环状活塞声源辐射声场的特性，包括远场声压分布、指向特性和近场轴上声压分布，以及由m个同心圆环构成的相控阵的三维声压分布。" 这篇论文详细探讨了环状活塞换能器的声场辐射特性，这是超声聚焦技术中的关键元素，尤其在医学和生物工程领域具有重要应用。作者通过运用瑞利积分的方法，计算出环状活塞声源在远场的声压分布，并绘制了相应的声压分布图。这使得我们能够理解声波如何随着距离的变化而传播，以及环状结构如何影响声场的形状。 论文指出，环状活塞的宽度对其辐射声场的指向性有显著影响。当环带较窄时，声场的旁瓣增大，主瓣则变窄，这意味着声能主要集中在较窄的方向上。相反，环带较宽时，旁瓣减小，主瓣拓宽，声能分散得更为均匀。这种现象对于优化声能传输方向和提高聚焦精度至关重要。 此外，论文还深入研究了近场条件下的轴上声压分布，这对于设计和理解同心圆环聚焦阵列具有指导意义。近场声压分布的理解可以帮助研究人员更好地控制声波在有限空间内的传播和聚焦，从而在实际应用中实现更精确的超声成像或治疗。 论文进一步利用惠更斯原理，推导出由m个同心圆环构成的相控阵的三维声压分布。相控阵是一种能够动态调整声波传播方向的技术，对于超声聚焦有着重要作用。通过计算机模拟，作者可视化了这些复杂的声压分布，这有助于实验验证和实际系统的设计。 关键词：环状活塞声源、指向特性、相控阵 这篇论文的贡献在于提供了一套理论框架，用于理解和改进基于环状活塞换能器的超声聚焦系统。它不仅加深了我们对环状活塞声源辐射特性的认识，也为未来开发高性能的超声聚焦设备提供了宝贵的理论依据。