Equivalent Two-Port Network Model of a CMUT Array Element
Modélisation d'un Élément de Barrette CMUT par un Quadripôle Équivalent
Résumé
Les transducteurs ultrasonores capacitifs micro-usinés (CMUT) sont des microsystèmes capables d'émettre et de recevoir des ondes ultrasonores par le biais de micro-membranes mises en mouvement grâce à des forces électrostatiques. La difficulté de modélisation d'un élément de barrette CMUT complet réside dans l'association électrique, mécanique et acoustique de dizaines, voire centaines de cellules constituant un élément. Une approche a été développée pour réduire à un seul degré de liberté la modélisation d'un élément complet en calculant de nouveaux termes permettant la mise en place d'un quadripôle équivalent, tout en conservant la précision d'un modèle discret. La validité de cette approche est discutée, notamment au travers de l'évaluation de la pression rayonnée en champ proche. L'identification des fonctions de transfert en émission et en réception de l'élément de barrette est largement simplifiée par la mise en place du quadripôle équivalent et des équations scalaires associées. Par la suite, les fonctions de transfert obtenues sont couplées au logiciel de propagation ultrasonore Field II, ce qui permet de modéliser une chaîne de mesure en émission-propagation-réception. Ce modèle complet est ensuite exploité pour mettre en place une barrette d'imagerie multi-éléments. Ainsi, avec un protocole d'imagerie standard par ondes planes, des fonctions d'étalement du point (PSF) sont obtenues et permettent de caractériser les performances nominales du capteur d'intérêt.
Fichier principal
Merrien, Boulmé, Certon - Modélisation d'un Élément de Barrette CMUT par un Quadripôle Équivalent - 2022.pdf (508 Ko)
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