纤维增强复合材料由于其优异的力学性能被广泛应用于航空航天及各个民用领域，但在其生产及服役过程中难免会产生裂纹、分层等缺陷，对系统稳定及安全性能造成影响。空气耦合超声在检测过程中突破了耦合剂使用的限制，在非接触的条件下实现了材料的无损检测，满足了某些材料不使用耦合剂检测的要求，对保障生产质量及系统安全具有重要意义。本文搭建了一种基于空气耦合超声的复合材料扫描成像检测系统，开发了相应的成像检测软件，课题研究成果对于复合材料产品质量检测和维修检查具有一定实用价值。　　本文依次讨论了空气耦合超声检测原理、空气耦合超声检测的有限元仿真、系统与成像检测软件的开发、一维信号处理算法以及图像增强处理算法。首先讨论的是超声检测原理及空气耦合超声技术国内外研究现状，分析了声波与材料相互作用的规律和能量在介质及其界面的传递规律。然后根据有限元理论使用COMSOL软件对复合材料空气耦合超声检测进行仿真，分析了不同检测条件下的检测效果。其次介绍的是整个成像检测系统的设计方法，对其系统构成和各个模块功能做了详细的论述，并通过实验验证了整个系统的可行性。最后研究了超声一维信号的降噪方法，对小波阈值降噪和自适应滤波方法均做了详细分析，以信噪比为参考依据对比了不同方法及不同参数下降噪的效果。就超声检测成像结果本文使用信噪比作为图像质量评价标准，并在此标准指导之下应用了图像滤波和图像增强两种图像处理方法来提高成像质量，使缺陷更加容易被识别。