Понятие о динамической апертуре

Рассматривая вид составного УЗ - луча, получаемого при динамической фокусировке (рис. 4.16 - 4.18), мы можем заметить, что ширина луча в плоско­сти сканирования увеличивается про­порционально глубине. Это значит, что поперечная разрешающая спо­собность на малых глубинах сущест­венно лучше, чем на больших. Для то­го чтобы ширину луча сделать более равномерной по всей глубине, можно при работе на малых глубинах умень­шать размер апертуры преобразова­теля датчика. В большинстве совре­менных УЗ - приборов наряду с дина­мической фокусировкой использует­ся так называемая динамическая апертура (dynamic aperture). Напом­ним, что апертурой называется поверхность преобразователя, излуча­ющая и принимающая УЗ - сигналы. В много

элементных преобразовате­лях можно оперативно изменять раз­мер апертуры, подключая большее или меньшее количество элементов решетки к приемникам или передат­чикам сигналов. Изменение размера апертуры в процессе получения изоб­ражения называется динамической апертурой.

Рис. 4.18. Динамическая фокусировка и вид

составного УЗ - луча в электронных

конвексных датчиках.

На рис. 4.19 дан пример управления размером апертуры в линейной ре­шетке при работе на прием. Поло­жим, что максимальное количество элементов решетки, используемое для формирования луча, равно 16. Для приема эхо-сигналов на малых глубинах используется апертура из 4 элементов, и с помощью управляе­мых задержек формируется волновой фронт 1 для фокусировки в точку F ₁. Угловая ширина луча при этом в 4 раза больше, чем она была бы, если бы ис­пользовались все 16 элементов. Од­нако линейная ширина луча почти та­кая же, как в дальней зоне при 16 эле­ментах. В диапазоне средних глубин прием эхо-сигналов осуществляется уже 8 элементами, сфокусированны­ми в точку F ₂. Угловая ширина луча при этом становится вдвое больше, чем при 16 элементах, а поперечная разрешающая способность почти не ухудшится по сравнению с малыми глубинами.

Рис. 4.19. Динамическая апертура и динамическая фокусировка на

прием в реальном времени

Прием эхо-сигналов в дальней зоне осуществляется в примере на рис.4.19 шестнадцатью элементами с фокусировкой в точку F ₃. Угловая ши­рина луча в этой зоне в 4 раза мень­ше, чем у луча на малых глубинах, и в 2 раза меньше, чем у луча на средних глубинах, а поперечная разрешаю­щая способность сохраняется почти такой же, несколько ухудшаясь с уве­личением глубины.

Преимущества динамической апер­туры:

- относительно малое изменение поперечной разрешающей способ­ности с увеличением глубины, что делает более постоянным качество изображения во всем диапазоне глубин;

- уменьшение числа переключений фокальных зон на малых глубинах.

Следует иметь в виду, что повыше­ние равномерности разрешающей способности по глубине достигается при динамической апертуре ценой ухудшения разрешающей способнос­ти в ближней зоне.

Дата добавления: 2014-11-29