现代医学超声成像中的波束合成方法，不仅关系到系统的结构设计，而且直接决定了系统成像的质量。因此，研究出新型的高效的波束合成方法，将会明显提高国内医学超声诊断设备的整体质量。传统的延迟叠加波束合成方法是超声成像中最简单同时也是应用最为广泛的波束合成方法。然而基于传统的、常规的延迟叠加波束合成的成像模式限制了图像分辨率的进一步提高，具体体现在：①采用单波束逐点聚焦的方式进行成像时，成像的的帧频较低，逐点聚焦延迟参数的存储容量巨大，因此很难实现快速、高精度的逐点聚焦。②传统的延迟叠加波束合成方法，图像的分辨率随着探测深度的增大而减小，即传统的波束合成方法无法有效地调和图像的分辨率与探测深度之间的矛盾；而常规的变迹加权采用的是固定的窗函数加权值，虽然抑制了旁瓣等级，但代价却是增加波束的侧向宽度，降低了图像的侧向分辨率。针对传统超声成像波束合成过程中的上述两个缺陷，本文主要进行了如下的研究工作：①提出了基于聚焦延迟参数压缩存储的数字4波束高精度逐点聚焦方法。该方法首先将4波束的逐点聚焦延迟参数计算问题转换成单波束的逐点聚焦延迟参数计算问题，然后对转换后的单波束逐点聚焦延迟参数进行分解、量化、压缩和存储。最后在聚焦时将压缩存储的延迟参数进行解压，实时生成4波束合成所需要的绝对延迟参数。算法的性能分析表明：数字4波束高精度逐点聚焦波束合成方法能够提高成像的帧频，大幅度减小聚焦延迟参数的存储容量。②开展了基于虚拟阵元的双聚焦波束合成方法及其与自适应加权和Chirp码融合的波束合成方法的研究。同时，本文针对目前传统延迟叠加波束合成方法在解决超声图像的分辨率与探测深度之间的矛盾、图像的对比度较低和抗噪声能力差等方面的不足，提出了两种新型的波束合成方法。它们分别为基于虚拟阵元的超声双聚焦波束合成(DFB)和基于Chirp码与自适应加权融合的鲁棒双聚焦波束合成(CARDFB)。DFB方法首先利用单一固定焦点进行第一次聚焦；然后利用虚拟阵元的概念计算第二次聚焦的延迟参数；最后再根据延迟叠加波束合成的原理及逐点聚焦技术进行第二次聚焦，得到最终成像的扫描线数据。仿真结果验证表明：该方法能够有效地调和图像分辨率与探测深度之间的矛盾，提高了超声图像的质量。CARDFB方法首先采用Chirp编码技术提高发射能量并对接收回波信号进行脉冲压缩；然后利用自适应加权波束合成算法实时产生加权值；最后采用基于虚拟阵元的双聚焦得到高质量的波束合成信号。仿真实验表明：与传统成像方法相比，该算法具有较高的横向分辨率和主旁瓣比，且对噪声抑制具有良好的鲁棒性。