基于粒子群算法的超振荡超分辨聚焦声场设计

摘要：

针对传统声束的衍射极限问题,如何构建具有更高分辨率的聚焦声场,是实现超分辨声成像和声操控领域的重大挑战之一.本文在考虑成像分辨率同时兼顾声场可控制性,提出了一种基于粒子群优化算法的多频超振荡超分辨聚焦声场设计方法.基于常规换能器声场的衍射效应,利用半波带法设计中心频率菲涅耳透镜,并以中心频率为基准在换能器带宽范围内设置多频信号来构建超振荡声场,进一步通过粒子群算法对多频声束的振幅和相位进行优化,在远场构建了焦域半径能够小于中心频率半波长的超振荡声场,还发现其尺寸小于最高频率声场的所形成焦域半径,进一步证明其焦域半径随着中心频率和超振荡频率数的增大而减小.研究结果为可控超分辨声聚焦提供了一种简便易行的方法.

关键词：超分辨声聚焦、超振荡、粒子群算法、菲涅耳透镜

所属期刊栏目：71

分类号：TP301.6;TN911.72;TN713

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;资助的课题

在线出版日期：2022-11-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：158-167