超声阵列检测技术具有扫查效率高,获取缺陷信息丰富,便于成像等特点而在工业和医学领域得到广泛应用。然而,随着阵列检测技术不断发展,带来的诸如采集数据量大的问题也日趋突出,给信号的传输、采集、存储、以及后处理造成困难。奈奎斯特常规数据采样是基于频率信息的完整性的,这是通过采样信号在时域的稠密性来保证的,因此采集数据量大,再加之超声信号频率较高,检测中产生的海量数据严重制约了超声检测技术的发展。而基于有限新息率(Finite Rate of Innovation,FRI)的稀疏采样理论在近几年得到了广泛的重视,但不管是理论研究,还是物理电路实现方法研究均是针对单路超声信号的,还没有开展对超声传感器阵列FRI稀疏采样的研究,若简单地用单传感器稀疏采样电路叠加来实现阵列信号的稀疏采样,必然导致电路系统过于复杂和庞大。为此,论文构建了基于合成共享采样核的阵列超声FRI稀疏采样构架,从理论上研究了该构架,提出了基于正序规则的阵列脉冲合成方法、基于椭圆低通滤波器的阵列脉冲合成信号采样核实现方法,并设计制作了基于该构架的阵列稀疏采样硬件电路,通过仿真和试验验证了该方法的可行性,试验结果表明,该方法能有效降低阵列信号FRI采样系统的复杂度,并能从获取的单路稀疏数据中分离重构出实际阵列脉冲。论文的主要研究内容如下:(1)在分析了国内外采样理论研究现状的基础上,简要介绍了FRI采样的相关理论,分析了两种典型FRI采样框架的实现原理,列举了几种常见的有限新息率信号和FRI采样核,在此基础之上,建立了单发多收阵列超声信号的FRI·模型,构建了基于合成共享采样核的阵列超声信号FRI采样框架。(2)通过理论推导,构建了基于正交解调的阵列超声脉冲流获取框架,提出了基于正序规则的阵列脉冲合成方法,并通过对阵列检测回波信号波达时刻的分析,得出了垂直入射和斜入射两种方式下阵列脉冲最小延迟时间的确定方法,设计并制作了阵列超声信号FRI采样预处理硬件电路,并通过试验验证了电路性能。(3)在综合分析了阵列脉冲流合成信号及现有几类采样核的特点之后,提出了基于傅里叶系数获取的阵列脉冲流合成信号FRI采样核实现方法,设计了基于Elliptical-LPF的FRI采样核,根据阵列脉冲合成信号的特点,分析了采样核参数的选定依据,并通过仿真试验验证了采样核在噪声下的的重构性能,最后设计制作了采样核电路。(4)根据阵列超声信号FRI采样框架,设计了单发多收阵列超声信号FRI稀疏采样硬件系统及其总体工作时序,并设计了阵列换能器收发电路,完成了阵列超声信号FRI采样的硬件实现。(5)搭建了超声阵列缺陷检测平台,在实测试验中利用单路采样核及数据采集通道,以850kHz的采样速率,实现了8路中心频率为4MHz的阵列检测信号的稀疏采样与重构,相比多路单通道稀疏采样硬件叠加的方法,降低了采样系统的硬件复杂度,并进一步降低了采集数据量。