Un conjunto lineal CMUT bidimensional para aplicaciones submarinas: Análisis de directividad y optimización del diseño

Los transductores ultrasónicos capacitivos micromecanizados (CMUT) son uno de los dispositivos MEMS más prometedores. En este trabajo se propone una estructura de membrana vibratoria integrada para diseñar un conjunto lineal bidimensional de CMUT para aplicaciones submarinas. Se han calculado y simulado las frecuencias de funcionamiento para diferentes medios, que son 2,5 MHz en aire y 0,7 MHz en agua. Se han proporcionado los análisis de directividad para la célula CMUT, el subarray y el array lineal. De acuerdo con los teoremas del producto, la función de directividad del conjunto complejo se obtiene mediante una combinación de las funciones de directividad de determinadas estructuras simples. Los resultados muestran que la directividad de una célula CMUT es débil debido a su pequeño tamaño, pero la directividad del conjunto lineal diseñado es muy fuerte. Se han analizado los parámetros que influyen en el conjunto lineal, como el número de células, la distancia adyacente y el medio de funcionamiento. Con el fin de suprimir aún más la interferencia de lóbulos laterales y mejorar la resolución y la calidad de imagen del sistema de imágenes, se utilizan varios métodos de ponderación para su optimización y comparación. Se obtienen resultados satisfactorios de supresión de lóbulos laterales, que pueden satisfacer los requisitos reales.

Autores: Wen, Zhang; Hui, Zhang; Shijiu, Jin; Zhoumo, Zeng