Page 162 - 《应用声学》2024年第1期

158 2024 年 1 月

̉᫾ஊܸ٨ ᇨฉ٨
(LTC6268-10) (KEYSIGHT ฉॎԧၷ٨
DSOX3024T)
(Agilent 33521A)
RF
ႃืູ
ᄰืϠᎶ٨ DC (KIKUSUI Ҫဋஊܸ٨
DC & RF PMM35-1.2DU) (NF HSA4101)

ԍႃ૱ᑟ٨ԧ࠱
CMUTଌஆ CMUT ଌஆ

ԍႃ૱ᑟ٨ԧ࠱

(a) CMUTଌஆૉՔভ฾តᜉᎶᇨਓڏ (b) CMUTଌஆૉՔভ฾តᜉᎶڏ
图 10 CMUT 接收指向性测试
Fig. 10 CMUT receiving directivity test

1.0 MHz, D1=20 cm 1.0 1.8 MHz, D1=20 cm
1.0
CMUTԧ࠱ CMUTԧ࠱
CMUTଌஆ CMUTଌஆ
0.8 0.8
ॆʷӑࣨϙ 0.6 ॆʷӑࣨϙ 0.6

0.4
0.4
0.2 0.2

0
0
-30 -20 -10 0 10 20 30 -30 -20 -10 0 10 20 30
ᝈए/(°) ᝈए/(°)
(a) 1.0 MHz (b) 1.8 MHz

图 11 不同频率下 CMUT 发射、接收指向性测试结果
Fig. 11 Test results of CMUT transmission and reception directivity at different frequencies

性进行分析，后续将进一步在CMUT阵列指向性方
4 结论
面进行深入研究。

本文对基于硅晶圆键合工艺制备出的矩形
CMUT 进行了声场指向性仿真与测试分析。根据
参 考 文 献
乘积原理推导矩形 CMUT 阵元的指向性函数，并
对包含不同微元数目的矩形 CMUT 阵元进行不同
[1] 赵方伟, 兰从庆. 时域反卷积算法用于提高超声反射 CT 成像
频率下的指向性分析。结果表明，微元尺寸一定时， 分辨率 [J]. 声学学报, 1995, 20(6): 413–396.
CMUT 微元数目越多，主瓣宽度越窄，指向性越强； Zhao Fangwei, Lan Congqing. A time-domain deconvo-
lution algorithm used to improve resolution for ultrasonic
微元数目一定时，CMUT 振动频率越高，主瓣宽度
reflection mode computerized tomography[J]. Acta Acus-
越窄，指向性越强。同时，对 900(30×30) 个微元并 tica, 1995, 20(6): 413–396.
联而成的矩形 CMUT阵元进行声学实验测试，测试 [2] 沈毅, 沈祥立, 冯乃章, 等. 利用秩和条件数分析透射式超声
CT 的数据完备性 [J]. 声学学报, 2012, 37(2): 181–187.
结果与理论仿真结果相符，且实验验证了CMUT接
Shen Yi, Shen Xiangli, Feng Naizhang, et al. Analysis
收指向性与发射指向性一致的理论。本文理论仿真 of data adequacy in transmission-mode ultrasound com-
与实验验证可以在 CMUT 结构设计阶段提供有效 puted tomography using rank and condition number[J].
Acta Acustica, 2012, 37(2): 181–187.
的帮助，有助于根据实际用途提供合适的结构，优化
[3] Khairi M, Ibrahim S, Yunus M, et al. Ultrasound
CMUT 的声学性能。本文只针对 CMUT 阵元指向 computed tomography for material inspection: princi-