基于MATLAB的CMUT阵列设计及成像仿真研究*(2014年)

简介：
本文利用MATLAB软件进行CMUT（电容型微声学变换器）阵列的设计与优化，并开展相关的成像仿真研究，以探究其在医学超声领域的应用潜力。 为了分析阵列设计参数与成像效果之间的关系，并提高微电容超声传感器(CMUT)阵列设计的可靠性，提出了一种用于仿真CMUT阵列水下成像的方法。我们设计了一种CMUT结构：振膜厚度为3μm，振动单元边长1.16mm；通过ANSYS软件进行仿真得出该结构的中心频率为464kHz。此外，还探讨了阵列参数与声束指向性的关系，并基于空间脉冲响应理论提出了一种能够展示CMUT阵列成像效果图的设计方法。利用MATLAB对该方法进行了仿真测试，在不同激励形式下模拟了多种CMUT线阵的水下成像效果。根据仿真实验结果，64个单元且每个单元中心间距为0.5λ的CMUT线阵在单脉冲激励下的性能表现尤为突出。