相控阵脉冲及其效果
如果来自两个或两个以上声源的声波交织在一起，就会在声波相交处产生声能增强或削弱的相位效果。相同频率的弹性波相交时，如果它们的位移完全同步（即相位重合，或相位角为零度），则它们的声能会累加在一起，创建一个波幅更大的声波。如果它们的位移正好相反（相位完全不重合，或相位角为180度），则它们的声能会互相抵消。如果相位角处于0度到180度之间，则声能的变化处于完全累加与完全抵消的中间状态。通过使每个声波从它们各自声源发出的时间各不相同，可以利用上述的相位效果对所产生的组合波前进行偏转和聚焦。这就是相控阵检测的基本原理。
如果使用常规探头，这种建设性和抵消性干涉效果会创建近场和远场区域，以及这些区域中逐渐变化的声压。此外，常规角度声束探头使用单个晶片向楔块中发射一束声波。根据楔块的形状，这束声波波前上的各个点会有不同的时间延迟。这些延迟属于机械延迟，而相控阵检测中所用的延迟为电子延迟。根据惠更斯原理，当波前触到底面时，会表现为一系列点源。根据斯涅尔定律，从这些点发出的理论上的球面波会互相作用，形成一个带有一定角度的单一声波。
在相控阵检测中，通过控制相位，产生可预见性的声能增强效果和抵消效果，可形成和偏转超声波束。以不同时间延迟触发单个晶片或晶片组会生成一系列的点源声波，而这些声波会汇集成以所选角度传播的单一波前。以电子方式得到的延迟与借助常规楔块得到的机械延迟相似，不同的是，在相控阵检测中还可以通过改变延迟的方式进一步控制声波的偏转。通过积极干涉，这种组合波的波幅会比形成组合波的每个单个波的波幅高出很多。同理，不同的延迟被应用于阵列的每个晶片所接收的回波。这些回波被累加在一起，得到一个具有单一角度和/或单一聚焦值的统一声束。除了可以改变主要波前的方向，这种将多个单声束组合在一起的方式还可以使声束在近场内的任何一点聚焦。
通常将晶片分组进行脉冲发射，每组包含4到32个数量不等的晶片。通过增加孔径的方法，可以减少不希望发生的声束扩散，完成更清晰的聚焦，从而有效地提高灵敏度。
回波被不同的晶片或晶片组接收，并在必要时进行时间偏移计算，以补偿这些变化着的楔块延迟，然后再进行汇总。 与常规单晶探头实际上将触及被测区域的所有声束的效果融合在一起不同的是，相控阵探头可以根据回波到达每个晶片的时间及其波幅，在空间上对返回的波前进行分拣。仪器软件对声束进行处理时，会将每个返回的聚焦法则认作是以某个具体角度、从线性声程上的某个点、和/或从某个具体的聚焦深度反射回来的声束。然后，回波信息可以几种标准形式的任何一种显示出来。
