64阵元高强度聚焦超声相控换能器的仿真研究

超声相控换能器具有焦距可调，多焦点聚焦的特性。以64阵元球面相控换能器为例，利用 Westervelt声波非线性传播方程及时间反转法（TR）对64阵元圆形相控换能器在水中不同焦点处形成的焦域声压分布进行时域有限差分法（FDTD）仿真研究。研究结果表明，频率为0．5～0．8 MHz时自聚焦形成的焦距均小于球面几何焦距；单焦点聚焦时，随着焦点偏离声轴的距离增大，焦点处的最大声压逐渐降低，随着焦距增大，旁瓣与主瓣最大声强比值先减小后增大；频率为0．7 MHz，双焦点聚焦时，在焦点间设定距离＞7 mm的条件下，焦点间旁瓣很小，当焦点间距离≤2．5 mm时，两焦域融合成单一焦域。