合成孔径聚焦成像技术能够通过小孔径及低工作频率换能器获得高分辨率图像,但目前主要用于直接接触耦合式检测。在实际应用中,水浸超声检测时域合成孔径聚焦成像技术因卷积计算量大及迭代计算复杂,存在成像效率低等问题。频域合成孔径聚焦成像技术计算效率较高,但传统频域相移计算对缺陷图像增强不明显,且容易受到检测对象不规则分层情况影响,成像清晰度还有待进一步加强。基于此,本文采用有限空间复合成像技术,抑制成像中的斑点噪声及伪影;采用chirp-z变换插值算法,改善频域合成孔径聚焦成像中的成像清晰度。研究的主要工作如下:为了研究水浸检测时声束的传播特性并优化缺陷检测的参数设置,采用多元高斯声束模型开展水浸检测超声传播声场仿真并建立超声测量模型,研究水浸超声合成孔径聚焦成像在时域和频域的算法原理并对缺陷回波信号进行了计算,实现水浸超声检测合成孔径聚焦成像仿真,为研究改进合成孔径聚焦成像算法以及分析实际检测中超声信号传播特性奠定了基础。针对水浸检测时缺陷信号时域合成孔径聚焦成像中存在大量散斑及伪影等问题,提出了基于角域-空间域的合成孔径聚焦成像算法。将有限角度空间复合成像技术引入到合成孔径聚焦成像技术中,使用希尔伯特变换对多角度回波信号进行包络处理并对渡越时间和折射路径的偏差进行修正,然后对各角度回波信号进行合成孔径计算生成合成孔径聚焦图像并进行叠加实现空间复合成像。对相控阵B型试块开展水浸超声检测实验,通过与直接进行时域合成孔径聚焦成像算法和未经偏差修正的角域-空间域合成孔径聚焦成像算法得到的结果进行对比,验证了经修正后的角域-空间域的水浸合成孔径聚焦成像算法能够有效抑制图像斑点噪声及伪影,进而提高成像精度。针对水浸检测时缺陷信号频域合成孔径聚焦成像中图像清晰度差等问题,提出了基于chirp-z变换的频域合成孔径聚焦成像算法。将chirp-z变换插值算法引入到频域合成孔径聚焦成像技术中,基于相位迁移的多层构件频域合成孔径算法,推导了在每个kx域下chirp-z变换插值后的水浸超声频域合成孔径聚焦成像算法及步骤,通过实验对比分析了经chirp-z变换插值、直接采用相位迁移和采用线性插值的频域合成孔径算法的成像精度、信噪比及对比度噪声比、成像效率。结果表明该算法能在保持一定成像效率的基础上,提高频域合成孔径聚焦成像精度、信噪比及对比度噪声比。