超声驻波悬浮技术，是非接触式支撑技术的一种，它能够用来模拟空间环境的微重力、无接触等特性，为生物化学以及材料科学领域提供一种接近理想状态的实验条件，还能够克服传统的接触式操作对精密零件表面的破坏等问题。超声驻波悬浮是利用超声换能器的辐射端产生高频的活塞式振动，在介质中形成声场，在声波传输路径上放置反射端，使声波反射回来与入射声波相互叠加，调节辐射端面与反射端面之间的距离，使之为超声波半波长的整数倍，入射波与反射波在声场空间中反复多次叠加形成高强驻波声场，并形成辐射声压，置于驻波声场中的物体在辐射声压的作用下，将达到悬浮状态。本文首先分析了理想媒质中的声波方程，并通过平面驻波的基本概念，推导出了平面驻波声场中，媒质质点速度及声场空间中声压的分布；结合Gor’kov的时间平均势理论，推导出相对时间平均势、轴向声悬浮力和声回复力常数的表达式，并理论分析了被悬浮物在驻波声场中稳定悬浮的位置；通过建立简化的碰撞模型，从动量交换的角度，分析了驻波声悬浮的基本原理并定性分析悬浮位置。其次，探讨了具有平面反射面的声悬浮系统的结构参数（谐振腔长度、反射端面直径和辐射端面直径）对悬浮能力的影响，确定了反射面为平面时最优结构尺寸参数。根据凹球面的聚焦作用，将反射面设计为凹球面的形式，优化了声悬浮装置的结构参数；对超声驻波声场进行了仿真，分别确定了反射面为平面和凹球面时，在不同谐振腔长度下，声场中的理论悬浮位置及每层悬浮位置处的轴向和径向回复力常数，对比悬浮系统的悬浮稳定性。最后，根据单轴式声悬浮的原理，建立了简易的声悬浮实验装置。对直径为2mm的泡沫球进行了平面/凹球形反射面悬浮能力、悬浮稳定性实验，实验验证声悬浮装置的悬浮能力及其稳定性。