充滿超聲波的空間為超聲波場(chǎng)。由于聲場(chǎng)特性與超聲波檢測(cè)結(jié)果密切相關(guān)，所以了解聲場(chǎng)的特性很重要。脈沖波可以看成由多個(gè)正弦（余弦）波疊加而成，就可以通過(guò)研究各種頻率的正弦波聲場(chǎng)，其中每種頻率的超聲波決定一個(gè)聲場(chǎng)，總的聲場(chǎng)為各種頻率聲場(chǎng)的合成。脈沖波是持續(xù)時(shí)間很短的波動(dòng)，所以由同一聲源表面上各個(gè)單一點(diǎn)源輻射的脈沖子波到達(dá)聲場(chǎng)某一點(diǎn)的時(shí)間可能不同。

所以它們可能不產(chǎn)生干涉或者只產(chǎn)生不完全的干涉，且脈沖寬度越窄，干涉越小。因此，與連續(xù)波相比，脈沖波的空間干涉現(xiàn)象減弱了，聲場(chǎng)中聲壓的波動(dòng)較小。

研究超聲波在介質(zhì)中的傳播特性時(shí)，如果涉及到的問(wèn)題與上述脈沖波及其干涉等特點(diǎn)無(wú)關(guān)，那么從連續(xù)波的角度推導(dǎo)出來(lái)的如反射、衍射、折射、散射和吸收等規(guī)律的結(jié)論，仍然適用于脈沖波。例如，在連續(xù)平面波垂直入射于無(wú)限大介質(zhì)界面的前提下推導(dǎo)出來(lái)的聲壓反射率和聲壓透視率公式，推導(dǎo)過(guò)程中不用考慮相干波的干涉。

若連續(xù)波垂直入射于有限介質(zhì)的界面時(shí)，由于通常伴隨相干波的干涉。此時(shí)對(duì)于連續(xù)波，聲波反射率和聲壓透射率公式只能是近似的。但是當(dāng)脈沖寬度很窄的脈沖波垂直入射至有限介質(zhì)時(shí)，因?yàn)閬?lái)不及產(chǎn)生干涉，聲壓反射率和聲壓透視率公式仍然適用。實(shí)際應(yīng)用中在涉及到波的疊加等問(wèn)題時(shí)，要根據(jù)具體情況進(jìn)行分析。

脈沖波相對(duì)于連續(xù)波的主要特點(diǎn)是持續(xù)時(shí)間短，因而在空間的相關(guān)長(zhǎng)度也較短。據(jù)此可預(yù)見(jiàn)，在換能器輻射的遠(yuǎn)場(chǎng)，特別是近軸區(qū)域，由于來(lái)自換能器輻射面的聲程差不大，其相干性與連續(xù)波相近，因?yàn)槠渎晥?chǎng)仍可沿用連續(xù)波的計(jì)算結(jié)果，如指向性的主瓣附近區(qū)域。但在聲程差較大的區(qū)域，如近場(chǎng)及偏離聲軸方向上，相干較弱，因而近場(chǎng)起伏及旁瓣均大大減小。

一般說(shuō)來(lái)，脈沖持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，即脈沖包絡(luò)中所含的波數(shù)越多，聲場(chǎng)越接近于連續(xù)波場(chǎng)。圖1-10給出了同一圓形平面活塞式超聲波換能器在不同連續(xù)時(shí)間（包含的脈沖個(gè)數(shù)）下，向水中輻射的脈沖波聲場(chǎng)的聲壓分布計(jì)算值。

圖1-10 圓形平面活塞式超聲波換能器脈沖聲場(chǎng)聲壓分布（換能器半徑a=7.5mm，頻率f=2MHz） a）脈沖波數(shù)目n=24 b）脈沖波數(shù)目n=2

審核編輯：符乾江