相控阵脉冲及其效果
Kdykoliv se potkají vlny pocházející ze dvou nebo většího počtu zdrojů, interagují spolu a dochází k fázovým jevům, v důsledku, kterých se v místech setkání energie vlny zvýší nebo sníží. Setkají-li se pružné vlny o stejné frekvenci takovým způsobem, že jejich výchylky jsou přesně synchronizovány (ve fázi nebo s nulovým fázovým posunem), energie vln se sečtou a vytvoří vlnu s větší amplitudou. Setkají-li se takovým způsobem, že jejich výchylky jsou navzájem opačné (fázový posun o 180 stupňů), energie vln se navzájem vyruší. Při fázovém posunu o úhel ležící mezi 0 a 180 stupni, bude existovat řada stavů mezi úplným sečtením a úplným vyrušením. Změnou doby aktivace vln z velkého počtu zdrojů je možné využít tyto účinky k natáčení a zaostřování výsledné složené vlnoplochy. To je základní princip testování pomocí technologie phased array.
U konvenčních snímačů konstruktivní a destruktivní interferenční účinky vytvářejí zóny blízkého pole a vzdáleného pole a různé gradienty tlaku v těchto zónách. Konvenční snímače pracující s úhlovým svazkem dále využívají jediný měnič, aby vypustily vlny do klínu. Body této vlnoplochy mají různé intervaly zpoždění dané tvarem klínu. Jedná se o mechanická zpoždění na rozdíl od elektronických zpoždění, která se využívají při testování pomocí technologie phased array. Když vlnoplocha narazí na spodní povrch, lze ji vizualizovat pomocí Huygensova principu jako řadu bodových zdrojů. Teoreticky kulové vlny od každého z těchto bodů spolu interagují a vytvářejí jedinou vlnu s úhlem daným Snellovým zákonem.
Při testování pomocí technologie phased array se předpovídatelé účinky zesílení a vyrušení způsobené fázováním využívají k tvarování a natáčení ultrazvukového svazku. Aktivace jednotlivých měničů nebo skupin měničů impulzem s různými zpožděními vytváří řadu bodových zdrojů vln, které se skládají do jediné vlny šířící se pod vybraným úhlem. Tento elektronický efekt se podobá mechanickému zpoždění vytvořenému konvenčním klínem, ale lze jej dále natáčet změnou obrazce zpoždění. Pomocí konstruktivní interference lze dosáhnout toho, že amplituda této složené vlny bude výrazně větší než amplituda kterékoli z jednotlivých vln, z nichž se skládá. Podobně platí, že různá zpoždění použitá u odražených signálů přijímaných každým z měničů struktury array se složí tak, že budou představovat jednu úhlovou, případně fokální složku celého svazku. Kromě změny směru primární vlnoplochy tato kombinace jednotlivých složek svazku umožňuje zaostřit svazek v libovolném bodě blízkého pole.
Měniče se obvykle seskupují do skupin po 4 až 32 měničích, aby bylo možné zlepšit efektivní citlivost zvýšením hodnoty apertury, čímž dojde ke zmírnění nechtěného rozptylu svazku a umožní se lepší zaostřování.
Vracející se odražené signály jsou přijímány různými měniči nebo skupinami měničů a jsou podle potřeby posunuty v čase za účelem kompenzace měnícího se zpoždění klínu. Následně jsou sečteny. Na rozdíl od konvenčního jednoměničového snímače, který efektivním způsobem slučuje účinky všech složek svazku dopadajících na jeho povrch, snímač phased array dokáže v prostoru roztřídit vracející se vlnoplochu podle doby příchodu na každý z měničů. Po zpracování softwarem přístroje každý z fokálních zákonů, které se vrátily, představuje odraz od konkrétní úhlové složky svazku konkrétního bodu na lineární dráze, případně odraz z konkrétní hloubky ohniska. Informace o odraženém signálu lze zobrazit v libovolném z několika standardních formátů.
