Дифракционные максимумы и боковые лепестки

Еще один феномен, связанный с фазированными преобразователями — это генерация нежелательных дифракционных максимумов или боковых лепестков, двух родственных явлений, возникающих под воздействием распространения акустических волн, исходящих от ПЭП под углами, отличными от первичного УЗ-пути. Данное явление не ограничивается только системами ФР -- побочные лепестки также возникают при использовании традиционных ультразвуковых преобразователей с увеличением размера элементов. Эти нежелательные пути УЗ-луча могут отражаться от поверхности образца и вызывать ложные показания. Амплитуда боковых лепестков в большей степени зависит от размера шага, количества элементов, частоты и полосы пропускания. Ниже представлены для сравнения два профиля луча: в обоих случаях апертура ПЭП приблизительно одинакова, но луч слева образован шестью элементами с шагом 0,4 мм, а луч справа – тремя элементами с шагом 1 мм. Луч слева имеет форму конуса, тогда как луч справа имеет два паразитных лепестка под углом примерно 30 градусов от центральной оси луча.

Боковые лепестки (или дифракционные максимумы) появляются тогда, когда размер отдельных элементов решетки равен или больше длины волны; боковые лепестки отсутствуют, если размер элемента не превышает половины длины волны. (Если размеры элементов лежат между половиной длины и полной длиной волны, образование дифракционных максимумов будет зависеть от угла отклонения.) Таким образом, простейший способ минимизации побочных лепестков – использование преобразователя с маленьким шагом. Специальная конструкция преобразователя с возможностью деления элементов на более мелкие элементы и варьируемое межэлементное расстояние также позволяют сократить нежелательные лепестки.

Перейти к разделу:
Фокусировка луча с использованием ФР-преобразователя >>