具体描述
内容简介
《超声相控阵原理》是作者李斯特·W.斯克姆尔多年科研和教学的经验积累和研究成果。由于原著作者在超声无损检测的长期努力工作，并取得优异的研究成果，所以他在国际上享有很高的声誉。本译著是国内一本详细阐述超声相控阵检测基本原理的专著，全面阐述了其基本工作原理、基本构成和相关数学模型和基础理论，对我国超声相控阵检测技术、检测仪器和相控阵探头的发展具有重要参考价值和借鉴意义。
目录
第1章 绪论1．1 概述
1．2 线阵和二维阵列
1．3 相控阵系统模型
1．4 各章内容概览
参考文献
第2章 一维阵列声场
2．1 单源换能器模型
2．2 远场声波
2．3 活塞波的数值模型
2．4 线源模型
2．5 波在平界面上的辐射
参考文献
第3章 大尺寸单阵元换能器模型
3．1 近轴近似和菲涅尔积分模型
3．2 大阵元的波束偏转和聚焦
3．2．1 波束偏转
3．2．2 远场声波的偏转
3．2．3 声束聚焦
3．2．4 声束偏转与聚焦
3．3 幅值加权
3．4 多高斯声束模型
3．5 总结
参考文献
第4章 相控阵波束模型（一维单元）
4．1 阵列波束模型
4．1．1 单个阵列的远场特性
4．2 阵列波束偏转
4．3 阵列波束聚焦
4．4 阵列幅值加权
4．5 阵列声束建模案例
4．6 相控阵声束场的高斯模型
4．7 阵列波束在平界面上的偏转和聚焦
参考文献
第5章 延时法则（二维）
5．1 单一介质中延时法则
5．2 透过平界面的转向和聚焦
参考文献
第6章 二维阵列的声场
6．1 单阵元换能器模型（三维）
6．2 远场声波
6．3 点源活塞模型数值解
6．4 接触式换能器阵元模型
6．5 波在平界面上的辐射
6．6 高斯声束等效点源模型
参考文献
第7章 相控阵声束建模（二维阵元）
7．1 相控阵波束模型——单一介质
7．1．1 阵列的远场特征
7．1．2 三维情况下的波束偏转
7．2 波在平界面上的辐射
7．3 阵列声束建模实例
参考文献
第8章 延时法则（三维）
8．1 三维波束控制
8．2 三维空间中的波束偏转与聚焦
8．3 透过平面界面的波束偏转
8．4 透过平面界面的波束偏转和聚焦
参考文献
第9章 相控阵线性系统模型
9．1 线性系统建模和声波生成
9．2 线性系统建模和声波接收
9．3 接收过程和声束栅瓣
9．4 完整超声测量过程的线性系统模型
参考文献
第10章 超声相控阵系统函数
10．1 声／弹性传递函数模型
10．2 振元的系统函数
参考文献
第11章 超声相控阵检测模型
11．1 互易关系
11．2 液浸式超声检测模型
11．3 接触式超声检测模型
11．4 简化的小缺陷检测模型
11．5 定量成像的检测模型
11．6 二维问题的测量模型
参考文献
第12章 相控阵成像导论
12．1 合成孔径成像
12．2 全聚焦成像
12．3 成像过程
12．4 远场成像检测模型
12．5 成像仿真
参考文献
第13章 成像测量模型
13．1 脉冲回波成像
13．2 全矩阵成像
13．3 基于线阵的二维成像
13．4 讨论
13．5 成像测量模型总结
参考文献
第14章 阵元边界条件和其他建模问题
14．1 有限阻抗障板模型
14．2 有限阻抗障板上阵元的线源模型
14．3 其他建模问题
参考文献
附录A Beyl姑n行列式
A．1 三维成像的Beylkin行列式（一般情况）
A．2 三维成像的Beylkin行列式（脉冲回波情况）
A．3 二维成像的Beylkin行列式
参考文献
附录B 角度面积比
B．1 单一介质中检测时的角度面积比
B．2 通过平界面检测时的角度面积比
参考文献
附录C MATLAB函数与脚本
C．1 单阵元的声束模型
C．2 延时法则和变迹法则
C．3 阵列声束模型-
C．4 其他函数
C．5 程序列表
用户评价
《超声相控阵原理》这本书，我必须说，它的深度和广度都超出了我的预期。作为一名电子工程专业的博士生，我一直在寻找一本能够系统性地介绍相控阵技术，并为我进行相关研究提供坚实理论基础的教材。这本书恰恰符合我的所有要求。作者在书中对相控阵技术的讲解，不仅仅停留在概念层面，而是深入到数学推导、物理模型以及算法实现等多个维度。我特别欣赏书中关于“阵列信号处理”的章节，它详细介绍了如何对接收到的信号进行处理，以实现有效的波束合成和图像重建。关于“相关滤波”、“维纳滤波”等先进信号处理技术在相控阵中的应用，书中的讲解非常到位，让我对如何提高信噪比、抑制杂波有了更深入的理解。此外，书中对“自适应波束形成”算法的阐述，更是让我眼前一亮。理解了这些算法，我就能更好地设计能够应对复杂声学环境的相控阵系统。书中还涉及到相控阵在不同领域的最新进展，比如在阵列设计优化、先进波束控制算法、以及与机器学习等技术相结合的应用等方面，这些都为我的博士研究提供了重要的参考方向和灵感。这本书就像一座知识的宝库，里面蕴藏着相控阵技术的精华，让我能够在学术研究的道路上走得更远、更稳。对于任何一个在相关领域深造的学生或研究人员来说，这本书都绝对是必读的经典。
评分这本书给我的最深刻的印象，是它在理论的严谨性和应用的普适性之间找到了一个绝佳的平衡点。我是一名从事水声探测的工程师，我们经常需要利用超声技术来探测水下的目标，而相控阵技术在其中扮演着至关重要的角色。过去，我们获取关于相控阵的知识，往往需要翻阅大量的专业论文和技术手册，信息碎片化且难以系统。而《超声相控阵原理》这本书，就像一位经验丰富的向导，将复杂的相控阵原理梳理得井井有条。书中对声场理论、阵列信号处理、以及各种波束形成算法的讲解，都非常透彻，并且提供了丰富的数学推导和图解，让我能够清晰地理解每一个技术细节。尤其让我受益匪浅的是，书中不仅讲解了基础的线性阵列和平面阵列，还详细介绍了曲面阵、三维阵列等更复杂的阵型，以及它们在实际应用中的优势和挑战。我对书中关于目标探测和成像中，相控阵在降低旁瓣、抑制干扰方面的技术细节尤为感兴趣，这直接关系到我们探测效率和目标识别精度。书中的一些仿真分析和实验数据，为我提供了宝贵的参考，让我在设计和优化我们的水声探测系统时，有了更清晰的方向。对于我们这些需要将理论知识应用于实际工程问题的技术人员来说，这本书的价值是无法估量的。它不仅解答了我对相控阵原理的诸多疑惑，更激发了我对新技术应用的灵感，让我能够更有效地解决实际工作中的难题。
评分这本《超声相控阵原理》可以说是我的“救星”，也绝对是我近年来看过的最扎实、最有用的技术书籍之一。作为一个在医疗影像领域摸爬滚打多年的工程师，我一直对超声成像背后的核心技术——相控阵——感到既好奇又有些畏惧。市面上关于超声的资料很多，但真正能深入剖析相控阵原理，并且做到系统性、理论与实践结合的书却凤毛麟角。一开始抱着试试看的心态翻开这本书，就被它严谨的逻辑和详实的论述所吸引。作者并没有停留在泛泛而谈的介绍，而是从最基础的声波传播特性、阵列的几何排列、到具体的波束形成算法，层层递进，娓娓道来。我尤其喜欢书中对各种数学模型和物理概念的解释，它们不是生硬的公式堆砌，而是通过清晰的图示和类比，让我能够真正理解其背后的物理意义。例如，关于换能器单元的激励模式、时延法则对波束指向性的影响，以及如何通过相位控制实现电扫描，这些原本让我头疼的概念，在这本书里变得异常清晰。更让我惊喜的是，书中还结合了大量的实例和仿真结果，这些都是实实在在的技术应用，让我能够看到理论是如何转化为实际的成像效果的。我曾经尝试过一些开源的相控阵仿真工具，但总感觉缺乏理论指导，不知道如何下手。这本书就像是为我量身定做的指南，让我能够理解仿真背后的原理，从而更好地设计和优化我的实验。对于想要深入理解超声成像技术，尤其是致力于相控阵技术研究和开发的同行们来说，这本书绝对是不可或缺的宝藏。它不仅能提供扎实的理论基础，更能启发思考，帮助我们突破技术瓶颈，推动行业发展。我强烈推荐这本书，它真的能让你对超声相控阵有一个脱胎换骨的认识。
评分这本书的出版，对于我来说，简直是填补了一块巨大的知识空白。我一直以来都在从事工业无损检测领域的工作，而超声检测是其中至关重要的一环。虽然我日常工作中会接触到各种超声探伤仪，也了解一些基本的操作，但对于其背后的核心技术——超声相控阵——一直知之甚少，仅限于知道它比传统单晶探头更灵活、成像效果更好。这本书恰恰满足了我对“为什么”的好奇心。作者在书中系统地阐述了相控阵的工作原理，从最基本的阵元设计、多单元激励、时间延迟控制，到更复杂的波束合成、聚焦方式，都进行了细致的讲解。我非常赞赏书中对不同聚焦策略的对比分析，例如电子动态聚焦（EDF）和电子动态光阑（EDA）等，它们是如何影响成像分辨率和穿透深度的，书中的解释让我豁然开朗。而且，书中还涉及到一些高级话题，比如相控阵的阵列设计优化、信号处理技术、以及在不同应用场景下的挑战和解决方案，这些内容对于我这样的实际应用者来说，非常有启发性。我尤其对书中关于阵列单元间距、阵元数量对成像质量的影响分析印象深刻，这直接关系到我们选择合适的探头和设备。以往在实际工作中，遇到一些棘手的检测难题，总觉得是经验不足，现在回过头来看，很多问题其实都根源于对相控阵原理理解不够深入。这本书就像一位经验丰富的老前辈，耐心地指导我一步步解开这些技术谜团，让我能够更自信地面对工作中的各种挑战。对于任何一个在超声检测领域深耕的工程师来说，这本书都值得反复阅读和细细品味。
评分《超声相控阵原理》这本书，可以说是我近年来阅读过最“硬核”也最“实用”的技术书籍了。作为一名在材料科学领域工作的研究员，我一直关注着无损检测技术的发展，而超声相控阵在其中扮演着越来越重要的角色。我一直想深入了解其背后的原理，但很多资料要么过于偏重理论，要么过于偏重应用，很难找到一个既有深度又不失广度的读物。这本书恰好满足了我的需求。作者在书中对超声波在材料中的传播特性、阵列的结构设计、以及核心的波束形成技术都进行了非常系统和深入的阐述。我特别喜欢书中关于换能器材料选择、阵元尺寸与工作频率的关系，以及它们如何影响超声波的穿透能力和分辨率的分析。这些细节对于我们选择合适的超声相控阵设备，进行精确的材料缺陷检测至关重要。书中还详细讲解了不同的波束控制策略，比如扫描角、聚焦深度、以及它们是如何通过改变阵元激励时间延迟来实现的。我印象深刻的是书中关于“电子衍射”的概念，它将相控阵的波束形成比作一种电子控制的衍射过程，这个类比让我对波束的形成机理有了更直观的理解。此外，书中还涉及了一些高级主题，如相控阵在复杂结构材料中的应用、多频段成像、以及人工智能在相控阵技术中的融合等，这些都让我看到了这项技术的巨大潜力和发展方向。对于任何一个从事材料无损检测，或者对超声相控阵技术感兴趣的科研人员来说，这本书绝对是案头必备的宝典。
评分这本书给我的整体感觉，就是“透彻”。它不仅仅是一本书，更像是一份详尽的“操作手册”，能够让你从零开始，一步步理解超声相控阵这项复杂的技术。《超声相控阵原理》这本书，对于我这样一位在自动化控制领域摸索了多年的工程师来说，提供了一个全新的视角。我一直以来都在研究如何通过精确控制来提升系统的性能，而相控阵技术恰恰是这种精确控制在声学领域的极致体现。书中对“时间延迟”和“相位控制”在波束形成中的作用的讲解，非常直观且深入。作者通过大量的图示和类比，让我能够清晰地理解，微小的时差或相位差异是如何导致声波能量的聚焦和指向性改变的。我特别喜欢书中关于“电子扫描”的讲解，它让我们明白，通过简单的电信号控制，就可以实现声波的快速、灵活扫描，这对于实现实时成像和动态跟踪至关重要。而且，书中还讨论了相控阵在不同应用场景下的挑战，比如阵元失效、信号失真等，并提供了相应的解决方案。这些实际问题的讨论，让这本书的实用性大大增强。我甚至尝试着将书中介绍的一些算法原理，应用到我目前负责的某个项目中，取得了意想不到的效果。这本书不仅让我掌握了相控阵的核心技术，更重要的是，它激发了我对更精细化控制策略的思考，让我能够从更高的维度去审视和改进我的工程设计。
评分坦白说，当我拿到《超声相控阵原理》这本书时，我的心情是既期待又有些忐忑的。我是一个对理论知识有着极致追求的学习者，尤其是在声学和电子工程领域，我总是希望找到能够让我“一网打尽”的权威教材。这本书正是满足了我这样的需求。它不像市面上一些讲解声学现象的书籍那样，仅仅停留在表面或者泛泛而谈，而是深入到相控阵技术的方方面面，并且都给出了严谨的数学推导和物理解释。我特别喜欢书中对傅里叶光学和波动方程在相控阵波束形成中的应用的阐述，这部分内容让我对波束的衍射、干涉等现象有了更深刻的理解，也明白了为什么通过控制阵元的时间延迟就能实现波束的精准控制。书中关于虚拟阵列、全阵列发射/接收等概念的介绍，也为我打开了新的思路。我曾经尝试过阅读一些相关的学术论文，但往往因为缺乏系统的理论基础而难以理解。这本书就很好地弥补了这一不足，它为我提供了一个坚实的理论平台，让我能够更好地去消化和吸收那些更前沿的研究成果。书中的一些案例分析，比如如何设计一个特定的相控阵来满足某种特殊的成像需求，更是让我看到了理论联系实际的魅力。我甚至开始思考，这本书的某些章节，是否可以作为大学本科或研究生课程的教材，因为它真的非常系统、全面，并且具有很高的学术价值。对于任何一个想要在超声相控阵领域深入研究，或者希望在学术上有所建树的学者和学生来说，这本书无疑是他们案头必备的经典之作。
评分《超声相控阵原理》这本书，给我带来的，是一种“解密”的快感。我之前一直对超声波成像技术非常感兴趣，但市面上很多书籍都只是泛泛介绍，很少能真正深入到其核心技术。这本书则不同，它就像一位经验丰富的向导，一步步带领我深入到超声相控阵的“心脏”地带。作者在书中对“阵列的激励”和“信号的合成”进行了非常细致的描述。我尤其欣赏书中关于“全阵列发射，分区接收”以及“全阵列发射，全阵列接收”等不同工作模式的对比分析，这些不同的工作模式如何影响成像的灵敏度和分辨率，书中的讲解非常到位。我曾经尝试过阅读一些相关的技术文档，但往往因为缺乏基础知识而难以理解。这本书就像是一座桥梁，将我从“门外汉”带入了“门内人”的境界。我能够理解，为什么通过精确控制每个阵元的发射和接收时间，就能够实现声波的聚焦和扫描。书中对“旁瓣抑制”技术的讲解，更是让我惊叹于工程师们为了提升成像质量所付出的努力和智慧。这本书的价值，不仅仅在于它提供了丰富的理论知识，更在于它能够激发读者的探索欲，让我想要进一步了解相控阵技术的更多可能性。对于那些希望深入了解超声技术，并对其背后的工程原理感到好奇的读者来说，这本书绝对是一个不容错过的选择。
评分这本书给我的感觉，就像是为我打开了一扇通往全新世界的大门。我之前对超声技术的了解，大多停留在一些科普读物的层面，知道它能成像，但具体是怎么实现的，我一直没有一个清晰的概念。而《超声相控阵原理》这本书，用一种非常系统化、结构化的方式，将相控阵的“前世今生”都展现在我面前。从最基础的压电效应、阵元的设计，到复杂的信号采集、数字波束形成，书中对每一个环节都进行了详尽的讲解。我特别欣赏书中对“波束形成”这一核心概念的细致描绘。它不仅仅是告诉你如何“指向”声波，更是让你理解其中的数学原理和物理规律。例如，关于谢比雪夫滤波器和窗函数在抑制旁瓣、提高主瓣增益中的作用，书中的讲解非常到位，让我明白了一个好的波束形成算法是如何影响最终成像质量的。而且，书中还涵盖了相控阵在不同应用领域的最新进展，比如医学成像、工业无损检测、水下探测等等，这些多元化的视角让我看到了相控阵技术的广阔前景。我最喜欢的章节是关于自适应波束形成的部分，它能根据实际的声场环境自动调整波束，这简直太神奇了！这本书让我意识到，相控阵技术远比我想象的要复杂和精妙。它不仅仅是一个技术，更是一种智慧的结晶。对于那些像我一样，对科学技术充满好奇，想要了解“黑科技”背后原理的读者来说，这本书绝对是你的不二之选。它能让你在惊叹之余，也能获得知识的滋养。
评分这本书的出现，对我来说，简直是一场及时雨。我是一名专注于医疗影像设备研发的工程师，一直以来，我们团队都在努力提升超声成像的质量和性能。而相控阵技术，无疑是实现这一目标的关键。尽管我们拥有丰富的产品开发经验，但对于相控阵底层原理的理解，我们总觉得还有提升的空间。《超声相控阵原理》这本书，正好填补了我们在这方面的知识缺口。作者在书中以一种非常清晰、逻辑严谨的方式，从基础的声波物理学出发，一步步深入到相控阵的各项核心技术。我非常欣赏书中对“换能器阵列”这一概念的讲解，它不仅仅是介绍了阵元的排列方式，更是详细分析了不同阵列结构（如线性阵列、凸阵列、相控阵）在成像几何、视场范围等方面的差异，以及它们是如何影响最终的图像效果的。书中对“波束形成”算法的深入剖析，更是让我们受益匪浅。特别是关于电子扫描、电子聚焦以及各种复杂波束控制技术，书中的讲解不仅理论扎实，还结合了大量的仿真结果和实际应用案例，让我们能够更直观地理解这些技术是如何转化为临床应用中的卓越成像表现的。我特别喜欢书中关于“多发多收”和“虚拟阵列”等概念的介绍，这为我们设计更高性能的成像系统提供了重要的理论依据。这本书就像一位经验丰富的导师，不仅传授知识，更启发思考，让我们能够更深入地理解超声相控阵的奥秘，并将其应用于更先进的医疗影像设备开发中。
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