目的传统等厚度(单频)HIFU换能器的声焦域为椭球形,轴向长度与横向长度之比一般在6以上,在消融横向薄层病变组织时,可能损伤到正常组织,因此,为提高HIFU在临床治疗过程中的安全性和有效性,压缩声焦域轴向长度有重要应用价值。方法基于多频超声波叠加原理,本文提出了1-3型压电复合材料的变厚度(多频)聚焦换能器,并设计了一种中间薄两边厚的变厚度聚焦换能器。根据瑞利积分计算单频聚焦换能器辐射声场的原理推导了变厚度聚焦换能器辐射声场的计算方法,从理论上计算和分析了变厚度聚焦换能器的声焦域轴向长度,并与等厚度聚焦换能器声焦域轴向长度进行对比。结果结果显示,变厚度聚焦换能器声焦域为椭球形,与等厚度聚焦换能器声焦域轴向长度12.6mm相比,变厚度聚焦换能器声焦域轴向长度为4mm,明显缩短,且变厚度聚焦换能器中心到边缘的厚度呈增加趋势时,可以压缩声焦域轴向长度;此外,等厚度聚焦换能器的声焦距与几何焦距相同,但变厚度聚焦换能器的声焦距不在其几何焦距处,是偏向换能器侧。结论变厚度聚焦换能器可实现声焦域轴向长度的压缩,在消融横向薄层病变组织时,可减少或不损伤正常组织,这可为HIFU的临床治疗提供参考,且推导的变厚度聚焦换能器辐射声场的计算方法可为多频聚焦换能器辐射声场研究提供参考。