电容式微机械超声传感器(CMUT)声场特性分析

作     者：王朝杰 王红亮 段培盛 陈一波 胡晓峰 WANG Chao-jie WANG Hong-liang DUAN Pei-sheng CHEN Yi-bo HU Xiao-feng

作者机构：中北大学电子测试国家重点实验室山西太原030051 山西古交西山义城煤业有限责任公司山西太原030203 

出 版 物：《仪表技术与传感器》 (Instrument Technique and Sensor)

年 卷 期：2016年第12期

页      面：1-4页

学科分类：082403[工学-水声工程] 08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(61127008) 

主　　题：电容式微机械超声传感器(CMUT) 声场 指向性 MATLAB 仿真 

摘      要：为研究CMUT指向性,将CMUT微元看成圆形活塞式换能器,根据指向性函数的理论,计算出CMUT微元的指向性公式,依据Bridge乘积原理,推导出了一种计算CMUT阵元、CMUT一维线阵和CMUT面阵指向性公式,并利用MATLAB软件对CMUT微元、阵元、线阵和面阵指向性进行了仿真分析,得出CMUT类型对指向性、主瓣宽度和旁瓣的影响,证实了多维模型的优势,为CMUT结构优化设计提供了基础。基于CMUT微元声场理论分析基础,根据瑞利-索末菲积分公式推导出CMUT阵元、CMUT阵列的辐射声场分布函数,并仿真验证了其聚焦和指向性性能。