[發(fā)明專利]超聲信號(hào)模擬波束形成器/波束形成

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480081130.0
• 申請日: 2014-08-13
• 公開（公告）號(hào): CN106796286B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·P·巴格;N·瓦爾迪;H·延森
• 申請（專利權(quán)）人: B-K醫(yī)療公司
• 主分類號(hào): G01S7/52
• 分類號(hào): G01S7/52;G01S15/89;G10K11/34
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 李光穎;王英

1.一種超聲成像裝置(402)，包括：

模擬波束形成器(414)，其從接收超聲回波信號(hào)的換能器陣列(404)的對應(yīng)的換能器元件(406)的集合接收模擬RF信號(hào)的集合，其中，換能器元件(406)的所述集合的每個(gè)換能器元件的模擬RF信號(hào)具有相對于近鄰換能器元件的梯度差異，其中所述換能器陣列(404)中的中心換能器元件(406₄)的模擬RF信號(hào)具有距其近鄰換能器元件(406₃，406₅)的最小梯度差異并且外部換能器元件(406₁，406_k)具有距其近鄰換能器元件(406₂，406₆)的最大梯度差異，所述模擬波束形成器包括：

延遲網(wǎng)絡(luò)(416)，其包括開關(guān)(704)的第一集合、加法器(702)的集合、開關(guān)(706)的第二集合以及相位移位網(wǎng)絡(luò)(506)的集合，其中，每個(gè)相位移位網(wǎng)絡(luò)被定位在所述加法器的集合中的相關(guān)聯(lián)的加法器與所述開關(guān)的第二集合中的相關(guān)聯(lián)的開關(guān)之間，其中，所述開關(guān)(704₁，…，704_N)的第一集合被配置為選擇性地將一個(gè)近鄰相位移位網(wǎng)絡(luò)的輸出或者不將東西連接到所述相關(guān)聯(lián)的加法器，

其中，所述開關(guān)的第二集合中的每個(gè)開關(guān)被布置在相關(guān)聯(lián)的相位移位網(wǎng)絡(luò)的輸出處，并且其中，所述相位移位網(wǎng)絡(luò)的集合中一些相位移位網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)相位移位網(wǎng)絡(luò)的輸出通過所述開關(guān)的第二集合中的對應(yīng)的一個(gè)開關(guān)連同所述開關(guān)的第一集合中的一個(gè)近鄰開關(guān)被路由到其近鄰相位移位網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)相位移位網(wǎng)絡(luò)的輸入處的加法器，使得該輸出被添加到近鄰相位移位網(wǎng)絡(luò)的輸入模擬RF信號(hào)，并且所述相位移位網(wǎng)絡(luò)的集合中其他相位移位網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)相位移位網(wǎng)絡(luò)的輸出被直接路由到求和器(504)，并且所述近鄰相位移位網(wǎng)絡(luò)被配置為處理所述相關(guān)聯(lián)的相位移位網(wǎng)絡(luò)的輸出與其輸入模擬RF信號(hào)的相加，

其中，所述相位移位網(wǎng)絡(luò)的集合的每個(gè)相位移位網(wǎng)絡(luò)被配置為處理所述模擬RF信號(hào)的集合的所述模擬RF信號(hào)中的不同的一個(gè)并且將延遲添加到對應(yīng)的模擬RF信號(hào)，以產(chǎn)生在時(shí)間上對齊的經(jīng)延遲的模擬RF信號(hào)的集合，其中，所述相位移位網(wǎng)絡(luò)的集合被配置為不使用電感元件來確定延遲并將所述延遲添加到所述模擬RF信號(hào)，并且

其中，針對模擬RF信號(hào)的延遲是所述模擬RF信號(hào)與近鄰模擬RF信號(hào)之間的梯度差異的函數(shù)，其中所述外部換能器元件(406₁，406_k)的每個(gè)模擬RF信號(hào)不具有由所述相位移位網(wǎng)絡(luò)(506)應(yīng)用的延遲，并且所述中心換能器元件(406₄)的所述模擬RF信號(hào)具有由所述相位移位網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的最大延遲；以及

所述求和器(504)，其對所述經(jīng)延遲的模擬RF信號(hào)進(jìn)行求和，從而產(chǎn)生模擬波束總和。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述相位移位網(wǎng)絡(luò)的集合的所述相位移位網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)包括：

電阻元件(620)，其具有預(yù)定電阻；以及

電容元件(622)，其具有預(yù)定電容，

其中，所述電阻元件和所述電容元件被以電學(xué)方式布置在RC網(wǎng)絡(luò)中。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述相位移位網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)具有以下傳遞函數(shù)：H(t)＝(1-j*ωt)/(1+j*ωt)，其中，ω是所述電阻和所述電容的乘積，t表示時(shí)間，并且j是復(fù)變量j*ωt的虛數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的裝置，所述相位移位網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)還包括：

分壓器(614、616)網(wǎng)絡(luò)；以及

閉合回路運(yùn)算放大器(604)，其具有非反相輸入部(608)、反相輸入部(606)、輸出部(610)以及反饋回路(612)，

其中，所述RC網(wǎng)絡(luò)與所述非反相輸入部電通信并且所述分壓器網(wǎng)絡(luò)與所述反相輸入部電通信。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，還包括：

集成電路(708)，其包括所述相位移位網(wǎng)絡(luò)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述電阻元件包括可變電阻元件，并且所述電容元件包括可變電容元件，并且針對模擬RF信號(hào)的所述延遲是所述可變電阻元件的電阻和所述可變電容元件的電容的函數(shù)。