合成孔径聚焦技术(SAFT)是超声数据后处理成像方法之一,可利用小孔径合成大孔径,且分辨率不随深度、位置而发生变化,有效地简化硬件系统。论文以“合成孔径聚焦技术在超声相控阵仪器中的应用”为题,分析超声相控阵基本原理,重点研究合成孔径聚焦算法在时域、频域上实现算法,为合成孔径聚焦在超声相控阵检测仪应用提供新思路,对该算法应用、改进具有重要学术价值与借鉴意义。研究工作得到国家重大科学仪器设备开发专项(No.2013YQ230575)资助。论文分析相控阵合成孔径聚焦成像基本原理,分别在时域、频域上建立仿真模型,提出基于相关性分析的合成孔径聚焦成像算法和距离-多普勒算法在超声成像应用,编写仿真软件,实验、分析仿真效果。论文主要工作包括:(1)分析超声相控阵工作基本原理,建立声场仿真模型,设计正交实验,研究影响声压分布的主要因素;分析超声数字成像坐标变换技术,研究邻近插值、二次线性插值、三次线性插值算法,并提出多次线性插值改进算法,以实现像素填充。(2)针对超声发射、接收回波信号具有很好的相关性,结合波包分解理论,提出关性分析的合成孔径聚焦算法,利用分解系数判断缺陷范围法,扩大基于相关性分析合成孔径聚焦算法的适用范围;建立仿真模型,与经典合成孔径聚焦算法进行成像对比,分析成像质量提升程度。(3)分析基于编码激励超声成像系统基本原理,借鉴合成孔径雷达中距离-多普勒(R-D)算法,着重研究调频解码技术,其中包括:脉冲压缩技术、距离徙动校正(RCMC)技术。根据R-D算法建立多点仿真模型,实现调频编码发射、接收信号解码成像。(4)基于合成孔径改进算法,结合Field II平台,利用MATLAB编制仿真软件,实现数据仿真,简要分析各成像效果。仿真结果表明,基于相关性分析合成孔径聚焦算法和R-D算法均可较快实现聚焦成像,分辨力显著提高。