随着环境污染日趋严重,人们的工作压力逐渐增大,人们患癌症、肿瘤等疾病的几率呈上升趋势,传统的癌症治疗主要采用手术切除、化疗等方式,但是化疗对人体的辐射太大;而体内超声治疗时间较长,对人体带来巨大的痛苦,因此寻找一种体外的,高效的,微创的治疗方式是非常必要。本文研究的鼓形、环形、球环形、双极型四种超声换能器,通过超声声学特性的对比分析,验证了双极型超声换能器的高效性,并对超声仿真数据和实验数据进行分析对比,不断优化模型参数,修改模型结构,本文主要工作如下:1.分析当前换能器的研究现状,提出鼓形,环形、球环形,双极型四种不同形态的超声换能器,建立二维和三维多物理场有限元仿真模型,采用合适的超声仿真参数,分析超声焦域的声学特性。2.对不同形态结构的换能器进行声场计算,分析不同形态结构换能器的聚焦效果,另外还要考虑到超声换能器的机械振动对超声聚焦产生的误差,并建立换能器的误差分析模型,进一步优化模型参数。3.研究超声聚焦过程中的驻波与行波,分析不同的超声频率,聚焦时间,换能器夹角,聚焦半径,遮挡状况等对超声聚焦的影响,并对超声振动进行误差分析,优化超声仿真模型;在此基础上对超声热量积累问题进行进一步研究。4.通过对超声仿真数据的分析验证,不断优化换能器模型,同时与实验仿真数据对比,分析双极型超声换能器的准确性,对于双极型换能器的超声治疗提供合理化建议。本课题实现了对双极型超声换能器的设计,模型建立,参数的优化,聚焦效应的分析验证,结果表明双极型超声换能器能够降低超声路径上的平均功率,减小治疗风险,缩小中心焦域尺寸,提高了聚焦精度,改善聚焦效率,为双极型超声换能器的临床治疗提供理论基础。