题目：超声线性调频信号脉冲压缩分辨率研究

超声成像作为现代医学四大影像技术之一，以其强度低、对人体无创伤、价格低廉、方便、显示方法多样等优点被广泛的应用。在医学超声成像系统中,图像信噪比和分辨率是评价成像质量的两个重要因素。由于生物组织对于超声效应受限程度的限制，传统单脉冲激励超声成像的脉冲幅值不能超过一定阈值，增加激励信号时宽，可提高超声功率，提高深部组织回波信噪比，但会降低分辨率。编码激励技术能够在保证信噪比或探测深度的同时,提高图像的图像分辨率。相对于传统超声脉冲回波系统，超声成像的编码激励系统设计和实现有其独特的特点,还有很多值得研究的地方。其中提高脉冲压缩信噪比和分辨率,仍然是超声成像编码激励技术研究的热点之一。
基于编码激励和脉冲压缩技术，本文理论上推导和分析线性调频激励信号的带宽、时宽、幅度包络因素对脉冲压缩分辨率的影响，并通过仿真和实验验证理论推导的正确性。针对超声换能器频率响应特征，分别用不同带宽、时宽和幅度包络的线性调频信号激励超声换能器，通过对比激励换能器前后能量和主瓣宽度的变化，探讨线性调频信号带宽、时宽和幅度包络对激励超声换能器获得波形脉冲压缩信噪比和分辨率的影响。从而研究超声线性调频信号的最佳激励方式。
本文研究的主要内容：
（1）理论推导线性调频信号匹配滤波脉冲压缩，通过对推导所得表达式分析线性调频信号带宽、时宽和幅度包络参数对脉冲压缩分辨率的影响。
（2）设计匹配滤波器，选用五组不同的带宽，五组不同时宽和六组不同系数二次曲线幅度调制的线性调频信号激励匹配滤波进行脉冲压缩，仿真对比脉冲压缩所得波形的分辨率。计算机控制任意波形发生器发出实验所用的几组线性调频信号,激励超声换能器,对接收到的超声回波信号分别通过匹配滤波，实验研究脉冲压缩所得波形分辨率。
（3）针对超声换能器具有的等效频带特性，选用五组不同的带宽，五组不同时宽和六组不同系数二次曲线幅度调制的线性调频信号激励超声换能器，再进行脉冲压缩。对比激励换能器前后能量和主瓣宽度的变化，探讨线性调频信号的最佳激励方式。
本文研究表明：
(1)线性调频信号脉冲压缩的主瓣宽度与其带宽和时宽成反比，随着时间的增加主瓣宽度几乎只决定信号带宽。
(2)线性调频信号激励换能器能量的损失与信号带宽成正比,与信号时宽无关。说明线性调频信号的带宽越大激励换能器后信噪比损失越大。
(3)幅度包络调制的线性调频信号匹配滤波脉冲压缩所得信号的分辨率与各信号频段所占的比重有关。若其中心频段所占的比重越小，脉冲压缩后主瓣宽度越窄，即分辨率越好，当调频信号激励超声换能器，信号两端频段能量损失较大，所以中心频段比重的大线性调频信号激励超声换能器能量损失较小，即信噪比越好。