压电微机械超声换能器（PMUT）作为传统超声探头的一种替代,因为其尺寸小、便于集成、可阵列化等优势,已经受到越来越多研究者的关注。作为一种最常见的超声技术,超声脉冲回波技术与PMUT阵列的结合变得十分有吸引力。然而对于Al N基的PMUT来说,脉冲回波测试仍存在发射声压小、电阻抗不匹配等问题。本课题开发制作了一款采用了新型结构的PMUT方形阵列,并搭建了一套简易的测试系统实现脉冲回波成像。本论文的主要创新点及研究成果如下:1.采用了一种新型PMUT结构,利用加厚的底电极替代传统结构的支撑层,简化了加工工艺步骤,节约了成本;利用有限元仿真对比了新型结构与传统结构的性能优劣。2.设计出了具有高填充因子的PMUT方形阵列,利用有限元仿真对比了不同数量规模的阵列的发射声压。完成了对PMUT方形阵列的加工、装配。3.搭建了PMUT的水下声学性能测试系统,测试了20×20的方形阵列的发射性能,接受性能以及A发B收模式;利用PMUT的接受模式做了测距实验,利用A发B收模式实现了对不同纤维结构的碳纤维复合材料板的筛分。4.设计了一个声学开关电路,改善了Al N基PMUT在脉冲回波测试时遇到的声压小、电阻抗不匹配等问题;利用20×20阵列实现了对不锈钢板的脉冲回波扫描成像,分析了成像系统的空间分辨率。以上的研究成果证明了本文开发的PMUT阵列具有优越的声学性能,并为便携式超声成像设备的发展开辟了一条道路。