利用多目标优化设计方法寻求最优的超声相控阵换能器参数，分别以最大偏转方向上的归一化主瓣宽度与归一化远场声压的差值和相控阵峰值旁瓣与主瓣的振幅比为目标函数，建立超声相控阵换能器多目标优化设计的数学模型，对超声相控阵主要的几何参数进行优化设计。结果表明，利用优化设计方法计算的几何参数满足了设计优化的目标。

数字波束合成技术是相控阵超声检测相对于其它超声检测所特有的，也是整个信号接收处理系统的核心技术。通过设计基于可编程现场门阵列（FPGA）的各个模块，充分利用FPGA的优点，实现了精确延时和快速加权求和。从而可以对回波信号在不同方向和深度进行动态聚焦，很好地实现了波束的数字合成。

超声相控阵检测技术是近年发展起来的一种先进的无损探伤方法,阵元间的延时分辨率是决定超声相控阵检测系统性能的关键因素,通过研究延时分辨率对相控阵检测效果的影响,可以得到延时分辨率和相关性能参数之间的对应关系,从而提高超声相控阵系统的检测性能。

在超声相控阵检测过程中，为消除栅瓣，降低旁瓣，减小主瓣角宽度，通过仿真的方法系统地讨论了超声相控线阵探头的阵元数、阵元间距、偏转角度和阵元宽度对指向性和声场的影响。得到了线列参数与指向性的关系，为超声相控线阵探头的设计优化提供了依据。