# 相控阵超声——原理

近场是指波源附近，由于波的干涉出现的一系列声压出现极大值和极小值的区域，又称菲涅尔区。由于近场区存在声压极大值和极小值的点，故常规超声检测时，通常使用远场区(大于近场长度的声场区域)进行缺陷检测[^1]。

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如图所示，在25mm左右为临界点rp。近场区域最后1个极小值rv到临界点为单调上升，而后单调下降。则若目标距离在临界点以内，则考虑用rv到rp区间距离作为焦点距离，否则选用rp后的远场做焦点距离。这样多阵列时，相干涉是单调叠加的，而不是因为有多个极小点出现相抵消。

如果缺陷位置与极小值点叠加，则回波较弱，可能造成漏检；如果缺陷位置与极大值点叠加，则回波增强，在采用当量法评判时会误判缺陷大小。因此，在常规超声检测中，通常避免在近场区进行检测，特别是在采用当量法的定量检测中。

相控阵超声对声场的调控是通过不同阵元声场的干涉效应实现的。在激发孔径的近场区存在干涉相消和干涉相长两种效应，通过激励时序的控制即可实现声束的聚焦、偏转等；在激发孔径的远场区则仅存在干涉相长效应，通常仅能实现声束的偏转[^2]。

对于单阵元来说，选择近场和远场都可以，但是要避开前面的极值。选择最后的极小值，之后的距离作为焦距是合适的。

## Reference

[^1]: [近场对相控阵超声TCG校准的影响](https://wsjc。mat-test。com/cn/article/pdf/preview/10。11973/wsjc202208009。pdf)
[^2]: [相控阵超声检测中的近场和远场选择](https://wsjc。mat-test。com/cn/article/pdf/preview/10。11973/wsjc201903001。pdf)