近年来,聚焦超声技术在超声界和医学界得到飞速发展,对聚集声场声参数的精确测量成为热点之一。由于聚焦声场往往产生高强度声场,伴随的非线性效应无法忽略,且对其测量结果产生影响。因此,论文围绕聚焦声场的非线性问题,通过理论分析与数值计算仿真,研究了聚焦声场的非线性特性,并搭建了相关的检测平台,开展相关实验研究,准确检测聚焦超声声场的谐波成分及分布规律。(1)阐述了论文的研究背景和研究意义,对非线性声学现状和现有的水下声场测量方法进行综述,并概述了论文的总体研究思路。(2)介绍了线性声学和非线性声学的基本理论,由Westervelt方程引入近轴近似推导出KZK方程,并对圆型聚焦换能器的非线性辐射声场进行了数值模拟。(3)提出了一种基于EMD(经验模态分解)的聚焦超声谐波检测方法,将EMD与平均周期参量结合来设定滤波门限,并利用该方法对实验信号进行高频去噪处理。(4)设计了声场测量系统的各个软件模块,包括声场测量程序和步进电机控制程序,并详细介绍了系统运动控制、数据采集、信号分析、声场可视化等功能,通过LabVIEW与MATLAB的混合编程实现声场自动化测量。(5)对圆型聚焦换能器进行了实验研究,分析了通过近场测量面推算聚焦非线性声场的远场声压分布的准确性,并对预测误差进行评价。(6)总结论文,对进一步研究方向提出展望。