experiment.zip_fieldⅡ_matlab_仿真_超声_超声波束

%先初始化 f0=2.5e6; % 换能器中心频率 [Hz] fs=100e6; % 仿真使用的采样频率 c=1540; % 声速 [m/s] lambda=c/f0; % 波长 [m] width=(0.32-0.05)/1000; % 阵元宽度 element_height=20/1000; % 阵元高度 [m] kerf=0.05/1000; % 阵元间隙宽度 [m] Ne=64; % 阵元数量 focus=[0 0 52]/1000; % 固定焦点位置 [m] focal_depth=focus(3); % 焦点深度 array_size=(kerf+width)*Ne; % 阵元总宽度 dz=1/(2*f0)*c/2; % 距离方向分辨单元 set_sampling(fs); xmit_aperture = xdc_linear_array(Ne,width,element_height,kerf,1,1,focus); receive_aperture = xdc_linear_array(Ne,width,element_height,kerf,1,10,[0 0 10000000000000000000000000000000000000]); channel_pos_tmp=xdc_get(xmit_aperture,'rect'); channel_pos=channel_pos_tmp(8,:); %假设脉冲响应为正弦波，为提高性能，增加汉宁窗，使用函数 xdc_impulse 为发射、接收换能器设置脉冲响应。 impulse_response=cos(2*pi*f0*(0:1/fs:2/f0)); impulse_response=impulse_response.*hanning(max(size(impulse_response)))'; xdc_impulse(xmit_aperture, impulse_response); xdc_impulse(receive_aperture, impulse_response); %产生激励信号 excitation，使用函数 xdc_excitation 为发射换能器设置激励。 excitation=cos(2*pi*f0*(0:1/fs:1/f0)); xdc_excitation(xmit_aperture, excitation); %使用函数 xdc_apodization 设置发射的所有通道幅度权值为 1，即不用变迹。 apo_vector=ones(1,Ne); xdc_apodization(xmit_aperture,0,apo_vector); %下面将分别仿真发射和接收波束形成。 %发射波束形成 SL=91; % 相控阵扫描线数为 91 线 ln_num=46; % 以垂直方向即中间扫描线为例 d_th=2*sin(45/180*pi)/(SL-1); % 相控阵扫描线夹角正弦值相等 sin_th=sin(-45/180*pi)+(ln_num-1)*d_th; th=asin(sin_th); focus_pt = [focal_depth * sin(th) 0 focal_depth*cos(th)]; delay_tx = -1*(sqrt((channel_pos-focus_pt(1)).^2+focus_pt(3)^2)-focal_depth)/c; toff_c=delay_tx; %以换能器中心为参考点，使用函数xdc_focus_times 为发射换能器设置延时参数 xdc_focus_times(xmit_aperture,0,(toff_c)); %使用函数 calc_hp 计算出声场的声压分布情况。 fp=zeros(100,100); for x=1:100 for z=1:100[hp,start_time] = calc_hp(xmit_aperture,[(x-51)*0.2/1000, 0,(z+10)*1/1000;]); fp(z,x)=max(hp(:,1)); end end %接收图像 Nt=3; % 目标个数为 3 phantom_positions=[0/1000 0 15/1000; 0/1000 0 28/1000; 0/1000 0 40/1000]; phantom_amplitudes=ones(Nt,1)*20; %开始接收图像，按顺序分别计算每条扫描线的接收信号，由于相控阵每条扫描线偏转角不同，每条扫描线都需要重新计算发射延时参数，再使用函数 calc_scat 计算出目标散射回波合成的信号 %设置动态聚焦扫描线起始点 ： xdc_center_focus(xmit_aperture,[0 0 0]); xdc_center_focus(receive_aperture,[0 0 0]); %按顺序分别计算每条扫描线的发射延时参数，以前面指定的发射焦点位置为参考点来计算发射延时 %使用函数 xdc_focus_times 为发射换能器设置延时参数，用来控制发射波束。 %使用函数 xdc_apodization 设置发射的所有通道幅度加权系数，使用函数 calc_scat 计算出所有的发射和接收阵元共同作用产生的目标散射回波信号，把回波信号数据保存在 image_data。 for i=1:SL sin_th(i)=sin(-45/180*pi)+(i-1)*d_th; th=asin(sin_th(i)); focus_pt = [focal_depth * sin(th) 0 focal_depth*cos(th)]; delay_tx(i,:)=-1*(sqrt((channel_pos-focus_pt(1)).^2+focus_pt(3)^2)-focal_depth)/c; toff_c=delay_tx(i,:); xdc_focus_times(xmit_aperture,0,(toff_c)); xdc_apodization(xmit_aperture,0,apo_vector); [v,t1]=calc_scat(xmit_aperture,receive_aperture, phantom_positions,phantom_amplitudes); image_data(1:max(size(v)),i)=v; times(i)=t1; end %最后对回波数据进行对齐处理、对数压缩和灰阶范围较正,显示的图像如图 4 所示。 min_sample=min(times)*fs; max_sample=max(times)*fs; [n,m]=size(image_data); n=n+(max_sample-min_sample); for i=1:SL rf_env=abs(hilbert([zeros(round(times(i)*fs-min_sample,0),1); image_data(:,i)])); env(i,1:max(size(rf_env)))=rf_env'; end env=env/max(max(env)); env=log(env+0.1); env=env-min(min(env)); env=64*env/max(max(env)); figure; image(env); colormap(gray(64)); %释放为换能器分配的资源。 xdc_free (xmit_aperture) ; xdc_free (receive_aperture) ;