CN1047862C - 产生数字射束形成器信号的方法和装置 - Google Patents

Abstract

按照本发明的原理，发明人取得的优点基于如下事实，即在具有多个并行接收信道的数字射束形成器中的数字硬件的操作速度可以通过对由每个接收信道具有的信号数据提供多相位并然后在N个并行的求和通道中处理该多相位数据来减少。一个内插抽选滤波器从N个并行求和通道接收的该多相位数据并在其输出端提供具有减少的数据速率(1/N)的信号。按照该技术，用于形成所需射束形成延迟的专门数字电路的操作速度与常规的后射束形成内插方案相比没增加。因此，有效数据速率增加了N倍并导致延迟量化误差减少N倍。

Description

产生数字射束形成器信号的方法和装置

名称为“部分射束形成”的美国申请US937417已转让给本申请的受让人，该申请的主题与本申请的主题是相同的。

本发明涉及时域接收射束形成器，它使用了数字信号处理技术即模数转换器、数字存储器、加法器、乘法器、滤波器等等，更具体地涉及到在医用超声波诊断系统中的数字接收射束形成的方法和装置。

系统中射束形成的目的是形成一个窄的射束，在存在来自其它位置的噪声和干扰的情况下，以改善从所需位置来的信号接收。射束形成可在能量发射或接收进程中进行。本发明涉及的是在接收过程中形成的射束。

射束形成在许多应用场合都有用，例如；雷达、声纳、通信、地球物理学、天文物理学等等。本发明是关于超声波成像中的射束形成。使用医用超声波成像装置，病人体中的剖析结构可被显示和分析。该装置发射非常高的频率(一般为2MHz到10MHz)的声波到病人体中，然后对被测体内结构的反射的回波进行处理。该装置的目的是要显示和/或分析该返回的回波。有许多种显示可用于医用超声波诊断装置，但一种可能是最有用的是被检测剖析结构的、选择的剖面的两维图象。该重要的操作模式称为回波或B模式。使用该操作模式，许多病人体内的剖析缺陷都可被检测。另外，这些缺陷的尺寸可或多或少地精确确定。在该操作模式中，从所选择剖面来的回波被处理和显示。在该操作模式中对于其性能而言，最苛刻的操作参数是分辨单元的尺寸。该分辨单元的尺寸可由动态聚集和动态(匹配的)滤波来减小(由此增加分辨率)。这些技术用数字射束形成器比用模拟射束形成器容易实施。

在某些临床应用中，剖析缺陷会相当小并被大回波覆盖。可是，通过将血管中的血液的流速进行相当大的改变，就可使血管中或附近的剖析缺陷自身变明显。已知有一种多普勒移位回波处理技术可用于确定运动物体的速度。用于血流的多普勒移位显示能更容易地检测相当小的解剖学上的异常。该操作模式，现在一般称为彩色流，比如授予给金(Kim)的US专利4800891所描述的，它允许从剖析结构的大选择剖面聚集有关血速的多普勒信息。可是，困难的是需要足够的超声波数据来产生足够高的帧速率的、精确高分辨血流图像。为了从小的剖面区域得到有关血流速度更精确的多普勒信息，例如要使用在1986年6月公开的Hewlett-Packard杂志的第35-40页上的、由Halberg和Thiele撰写的文章中所公知的多普勒处理技术。用该技术，可将更多时间用于所选择的小区域。该多普勒数据通常由FFT技术处理并由频谱显示。该多普勒数据也可表示为声频信号。

射束形成的质量对超声波成像装置的前述操作模式的精确性、分辨率和其它参数有很大影响。常规射束形成器提供电子时延，以匹配超声波压力场的信号传播的延迟，它是从某个方向出现在超声波射束形成器上的。该时延(或空间处理)加大了与背景噪声和方向性干扰有关的相关波前振幅。在模拟射束形成器中，这由模拟延迟线和求和网络来完成。这些模拟部件在许多不同方面限制了现代超声波诊断设备(因此是不希望的)。它们是相当贵的、不稳定的、且容易受环境和年代的影响。模拟部件也需要仔细的制造和安装。模拟延迟线的使用也限制了现代超声波装置所需的灵活性。为了支持前述的主要操作模式，在模拟射束形成器中必须作出许多妥协。另外，如果用模拟处理技术来实施射束形成器的话，为增加实时超声波设备的帧速率而必需的并行处理花费很大。

数字部件的性能和可靠性的增强以及成本的减少使得数字射束形成更可能替代传统的模拟射束形成。精确性、稳定性和灵活性是数字信号处理技术的主要优点。当前的标准数字电路可工作在超过30MHz的尼奎斯特速率上。对于RF取样和现代超声波信号处理时间来说，这些取样频率是足够高的。可是，为适当地匹配数字射束形成器中的传播延迟而需要的取样速率比精确的信号结构的尼奎斯特速率大几倍，即高于100MHz。与所需精度关联的这些处理速度仍然高于目前可获得的模拟-数据转换器(ADCS)的性能。通过使用标准的数字成分的并行处理可用这些速度来完成其它的数字功能(比如不是ADCS)。

在Proceeding of the IEEE Vol.67，No.6，pp.904-919，June 1979公开的文章中，由Pridham和Mucci建议的方法，即通过使用数字内插可以简化数字射束形成中对ADC的高速取样要求。接收的回波只需要以满足或超过尼奎斯特频率f₀的时间间隔进行取样。用于ADC取样速率的该减少的代价是相应增加数字处理的需要。射束形成所需的精确延迟增值用数字内插产生。如众所周知的，在数字内插之前，数据应该调整到零(比如零分散在数据中)，因此增加了数据速率。Pridham和Mucci建议了两个可取的方法。在第一个中，即预射束形成内插方法，用于每个接收信道的内插滤波器被放置在ADC和零调整电路之后，但在射束形成电路之前。在第二个中，即后射束形成内插方法中，内插滤波器被放置在射束形成之后。在射束形成之后的滤波是可能的，因为射束形成是线性工作的。在第一个方法中，信号处理的条件不是最佳的，因为每个接收信道都需要内插滤波器。在第二个方法中，内插滤波所需的数字处理比第一个方法所需的少，因为只做一次而不是对每个信道都做滤波。通过将该内插滤波器与数字射束形成器之后的接收电路的数字滤波器结合，可进一步减少数字处理的需要。可是，该射束形成信号处理还不是最佳的，因为该射束形成信号处理的速率(即产生所需时延的那些)远高于信号的尼奎斯特速率。

本发明的目的是要提供一种产让数字射束形成的方法和装置，它将信号处理速率最小化，以便系统可由工作在信号尼奎斯特速率上的数字电路构成。在超声波诊断系统中实施这样的方法或装置将提供数字射束形成的所有优点，即各个操作模式的灵活性、并行信道射束形成、动态聚集、匹配的滤波等等，它们都使信号处理的数据速率减至最小。

本发明提供的一种用于产生数字射束形成器信号的方法，该数字射束形成器信号通过使用变换器单元阵列按照电子扫描机体所接收的波形而产生的输出信号产生，该输出信号以多个并行接收信道处理，该方法包括步骤：将每个并行接收信道中的输出信号转换为由数字取样组成的数字信号；对于每个数字信号的每个数字取样，确定将所说数字取样加到多个并行求和通道中的哪一个上，所说的确定基于在所说并行接收信道的邻近信道数字取样之间获得的时延；将每个数字取样加到在前步骤中为它确定的所说一个并行求和通道中，通过从所确定的并行求和通道恢复数字数据取样并将所说数字取样加到并行求和通道之上以形成相加的数字数据取样，然后将所相加的数字数据取样提供给所说并行求和通道；以及将每个所说并行求和通道的已相加的数字数据取样滤波和组合，以形成数字射束形成器信号。

按照本发明的原理，发明人取得的优点基于如下事实，即数字射束形成器中的数字硬件的操作速度是通过提供信号数据的多相位并然后在并行的求和通道中处理该多相位数据来减少的。按照该技术，用于形成所需射束形成延迟的单个数字电路的操作速度与常规的后射束形成内插方案相比没有增加，因此，有效数据速率增加了N倍并导致延迟量化误差减少N倍。

按照本发明的另一方面，在并行求和通道中的多相位数据被顺序地相加，以简化射束形成电路的数据求和、数据通道和测试。

按照本发明的再一个方面，并行处理的通常补偿即操作的复杂性可用并行求和通道中的冗余来避免。数据求和所需的电路通过对所有并行求和通道多次使用同一相加电路来减少。

从下面的优选实施例和权利要求的描述中，本发明这些和其它特征将变得更清楚。

至于对本发明更全面的理解，下面将参考本发明的优选实施例和附图进行详细的描述。

图1是以功能性方框图形式图示了按照现有技术的一个超声波成像装置，它具有一个数字射束形成器和来自每个接收信道的顺序数据取样求和；

图2是以功能性方框图形式图示了图1中的数字射束形成器中的数据取样的顺序求和，其改变是包含了机内测试电路；

图3是以功能性方框图形式图示了按照本发明原理所构成的数字射束形成器的多相位处理方案，与图1的实施例比较时，该装置加倍了射束形成器的精确性；

图4是以方框图形式图示了如图3所示的按照本发明原理构成的数字射束形成器的动态延时控制器的细节，并具有四相位数据和四并行求和通道；

图5图示了将三个邻近接收信道的顺序数据取样分配到图4所示四个相位的各个中，以完成按照本发明的射束形成；

图6是以方框图形式图示了用于图4所示数字射束形成器的数据取样的对齐、内插和抽选的FIR滤波器的细节；

图7是以功能性方框图形式图示了按照本发明另一方面构成的数字射束形成器，它由部分射束形成器和来自每个局部射束形成器的顺序信号取样求和组成。

现代医学超声波系统使用具有多个变换器(transducer)单元的探头(probes)，因此其射束形成器具有多个信号处理信道。信道数可以是64、128，甚至可高到256。通常，将所有射束信号处理信道在单一电路板上实现是不实际的。因此，接收射束形成器通常被分配到几个组。每组为包括一些接收信道的(比如8或16个信道)部分射束形成器。来自目标的回波信号由探头的变换单元接收。每个单元连接到不同的接收信道。在每个接收信道中来自变换器单元的信号被放大然后以统一的速率f₀数字化。

具有射束形成器的电子扫描超声波诊断装置包括一系列数据求和通道，如图1所示。超声波探头1由变换器单元T1到IM的阵列组成。为了简化描述，假设上述的M＝4，但它也可更大些。众所周知，四个脉冲发生器10至13借助于触发信号产生常规的驱动脉冲，以使单元T1到T4发射超声波信号到测试的机体组织。从受测试的机体组织中反射回来的超声波回波信号由相同的变换器T1到T4接收。在并行接收信道2至5中，按照由每个单元提取的回波信号分别由放大器14至17中的一个放大，然后分别由ADC20至23中的一个以统一速率进行数字化。从并行接收信道接收的数字数据被分别存贮在存贮器24至27中。从自存贮器24至27读出的数据由包括加法器30至33的顺序求和通道顺序地加到来自前面的并行接收信道的数据上，该加法器输出端的和在发送到下一信道之前被临时存贮在锁存器34和37中。为了考虑并补偿由加法器30-33对数据顺序求和引起的信号处理时间延迟，通过对存贮器24至27的读出或写入来产生时间延迟。该顺序求和简化了信号处理数据通道。在最后一个加法器33的输出端产生的成形射束信号由检测器6检测。为了在显示器9上显示数据，如熟知的，必须用数字扫描转换器(DSC)7将数字数据信号转换为视频信号。系统所有的控制都由控制器8产生的控制信号来执行。

如图2所示，给每个并行接收信道组提供内设测试装置。在数据求和通道开始处连接一个数据发射器44，而在数据求和通道的结束处连接一个数据接收器45。控制器8为数据发射器44设置一个数字测试数据的预定模式，然后它被数据求和通道处理并由数据接收器45接收。控制器8然后分析接收的数据，以看它在数据求和后是否与期望的数据重合。在射束形成模式中，由数据发射器44产生零，以使来自存贮器24-27的数据序列求和不受干扰。

为取得较小的动态聚集延迟量化误差，按照本发明的一方面，提供了一个新的射束器内插装置。常规的射束形成内插中，如上所述，如果数据速率增加N倍，那么加法器的处理速度和时钟频率也将增加相同的倍数。为了避免使用高频时钟和高速加法器，新的射束形成内插装置使用一个多相位存贮读出方案，1)它减少了量化误差，2)它允许在射束形成器处理的整个过程中使用相同的时钟频率f₀₀用该装置接收信道组可用单个内插抽选滤波器来组合，因此用每个接收信道来形成部分束流。

具有多个相位存贮器读出装置的新的射束形成器被示于图3中。写入到存贮器24至27的数据时钟频率与取样速率是一样的，即f₀₀读出时钟也是f₀，但并不是统一的。如需要附加延时时，在其些时钟处要停止读出。这给出了延时的调整1/f₀，这儿称作为粗略延时单位。为进一步减少延时的量化误差，读出的数据被分为N个并行的求和通道P1和P2(图3中N＝2)，以精确地调整延时为粗略延时单元的(n-1)/N，n＝1、…N。每个并行求和通道代表读出数据的不同相位。因此，通过移动读出的数据到一个相位，延迟调整将为1/(Nf₀)，这儿称作为精确延迟单元。通过使用该多相位读出，可用精确延迟单元来调整动态的接收聚集。从所给信道的每个数据取样仅指向相位P1和P2中的一个。可是，在将数据指引到选择的并行求和通道之前，必须将它加到从邻近信道来的数据取样上。选择器70至77、50至53、加法器30至33以及锁存器60至67对提供到并行求和通道的数据取样执行指引和序列求和。例如，如果从存贮器25来的数据被指引到相位P1，则相位P1从锁存器60来的数据通过选择器51被加到加法器31。与此同时，选择器75将来自相位P2、从锁存器64输出的数据加到锁存器65。下一步，选择器71选择来自加法器31的数据并将该数据指引到锁存器61。控制器80-83决定来自存贮器25至27的数据应被指引到N相位中的哪一个，并因此控制互相关联的选择器和锁存器。内插抽选滤波器90组合该多相位数据，然后以系统时钟速率f₀将该组合的数据输出到超声系统的保持器。

图4是一个优选实施例，其中射束形成器具有四个相位数据(P1-P4)，因此有用于回波数据的四个并行求和通道和动态延时控制器80。该动态延对控制器80通过存贮器读出控制信号R和选择器控制信号S1-S4输出每个信道在每个时钟所需要的相位信息。例如，在给定的时间，所给接收信道的存贮器读出相位假设为相位P2，则在P2求和信道(其数据是从原先信道产生的)的数据将直接通过选择器50并通过加法器30加到来自信道i(当它从FIFO存贮器28中读出时)的新数据上。来自加法器30的和然后将直通选择器171回到P2求和信道，准备用于下一个并行求和通道(i＋1)。剩余的并行求和通道(P1、P3和P4)通过选择器170、172和173直接连接到锁存器160、162和163，这等于将在这些其它相位中的第i个信道回波数据调整为零。因此，延时控制器80控制每个信道存贮器的每个数据取样读出的相位。包括用于对射束形成器中所有信道存贮聚集延迟数据分类的查寻表86、交叉点开关87和移位寄存器88(一个接收信道一个移位寄存器)的延迟数据存贮器85给每个信道输出1比特的数据流。来自延迟数据存贮器85的“1”，叫做相移脉冲，它表示需要一个附加的精确延时单元，并将导致相移。一个5比特的移位寄存器89(每个接收信道一个寄存器)产生相位信息选择器控制信号S1-S4，存贮器读出禁止信号R通过或门91和由f₀定时的与门92产生。在5比特寄存器89中每一时刻只有一个比特被设置到“1”，因此指明了来自第i个信道的数据被指引到四个相位中哪个。只要当移位寄存器接收到这样一个相移脉冲，该“1”右移，因此将选择的相位从P1改为P2，或从相位P2改为P3、或从相位P3改为P4。在移位寄存器的输出端P4与其移位输入端之间还连接所示的或门93和与门94。因此，如果没有来自延迟数据存贮器85的相移，选择器控制信号(S1-S4)将保持不变。移位寄存器中的状态0是临时状态。当选择相位P4时，“1”的增值将移位寄存器临时地从状态4移位到状态0。下一个时钟将改变输入的状态以将移位寄存器89从状态0移到状态1。在下一个相位脉冲“1”到来之前，移位寄存器89将保持在状态1。在状态为0的时钟周期中，不从存贮器28中读出数据，因此从存贮器28来的数据的延迟的长度将增加1。因此，通过该机构，四个精确延迟单元被调整到一个粗调延迟单元。

在图4中四个并行求和通道中由此而来的求和数据(相加的数字数据)被并行地提供到内插抽选滤波器90。滤波器90完成输入数据的对齐、内插和抽选功能。由于并行输入的多相位特性，滤波器90的有效输入数据速率为输出或任一并行求和通道输入数据的数据速率的四倍。

为了举例，图5图示了在三个顺序时间期间t₁、t₂和t₃，将三个邻近接收信道(1-3)的三个顺序数据取样分配到图4所示四个相位P1-P4的各个中。在图5中实际的数据取样由X表示(以1/f₀速率出现)，用于完成零调整的零值取样由0表示(以1/4f₀速率等份地分散出现在实际数据取样中)，水平方向代表时间。对于三个图示的并行接收信道，为达到射束成形器动态聚集而在每个时期中需要的延时由垂直升起的曲线所示，如众所周知的。从该定时图中可明显看出在信道1的t₁时期只有一个实际取样(信道1中的第二取样)最接近时间延迟曲线，即紧跟在P4相位后面的那个，因此P4求和通道是最可能接收该取样的。对于所有其它相位(P1至P3)，在数据通道中都加上零(由图4的选择器和锁存电路)。在t₁-t₂的时期中，来自所有四个并行求和通道的数据从频道1直通到信道2(由图4中选择器和锁存电路)。在时刻t₂，从接收信道2的存贮器中读出实际的数据取样并将它指引到并行的求和通道代表相位P1，因此实际的取样最接近需要的时延曲线。在此时(t₂)，信道1没有最接近时延曲线的实际取样。注意实际取样(第三个取样)事实上较接近t₃时期的相位P1。因此，在信道1的t₂时期中的所有四个相位都被调零。该“没有数据提供”对应着上述的移位寄存器89的状态“0”。然后，在时间t₂和t₃之间，取样数据从接收信道2直通到接收信道3，并从接收信道1到接收信道2。在时刻t₃，从信道1的存贮器中读出的第三个取样被放置到并行求和通道代表相位P1中(如前所述)，从信道2的存贮器读出的第二个取样被放置到并行求和通道代表相位P1中，而从信道3的存贮器读出的第二个取样被放置到并行求和通道代表相位P4中。

在本发明的优选实施例中，较方便的是使用有限脉冲响应(FIR)滤波器作为内插抽选滤波器90，因为它的瞬时响应时间短并有固有线性相位。图6所示的FIR滤波器包括(对于四个相位系统)一个8端低通滤波器并有效地使用对称的脉冲加权系数(a1、a2、a3、a4；a4、a3、a2、a1)以节省需要的乘法器201、202、203和204的数量。来自求和通道代表相位P1、P2、P3和p4的“当前”相位数据被分别存贮在锁存器205、206、207和208中。以形成“旧”相位数据。然后，该“旧”数据通过加法器213、212、211和210被加到到达求和通道代表相位P4、P3、P2和P1的“当前”数据上，最后通过在求和器214中组合乘法器201、202、203和204的输出来产生射束形成器的输出取样。

Pridham和Mucci建议内插和抽选滤波器可在射束形成前或后放置。在射束形成之前实施该滤波器需要每个信道具有自己的内插抽选滤波。而在射束形成之后实施则解决了该问题，但它需要射束在非常高的取样频率下完成。按照本发明的原理，该滤波器是在射束形成中实施的，而不是在射束形成之前或之后。该方法替代了该滤波器，其中它对作为整体的射束形成器的成本是最有效的。在局部形成几个该并行接收信道的组之后，进行滤波和减少数据速率。例如，并行接收信道可被组合到两组、四组、八组或更多。该滤波器本身可被放置在用于局部形成分组信道的电路板或集成电路(IC)上。该技术减少了分组信道、电路板和IC之间所需要的连接和/或数据速率。那么，以该系统的取样速率并只用一个数据通道就可进行分组信道(即局部形成的射束)的最后相加。

图7是该接收射束形成器的整体图，它更清楚地图示了本发明局部射束形成体系。在每个信道中，从目标来的回波信号由探头的变换器单元接收。每个变换器单元都连接到常规设计的脉冲接收器102。由每个变换器单元产生的信号由ADC103以统一速率f₀例如36MHz进行数字化。邻近的并行接收信道组(比如8)被组合，以形成一个局部射束形成器113。与现有技术方法相反，本发明给每个局部射束形成器113提供一个内插抽选滤波器。尽管对整个射束形成器系统可以只使用一个内插抽选滤波器，该图示的方案是每个接收信道一个内插抽选滤波器，这减少了局部射束形成后的数据速率，达到取样速率f₀₀即在射束形成之前和之后都使用了信号处理速率f₀，但在射束形成中，有效速率为四倍f₀。从硬件的观点看，这是一个非常好的实施例，因为高效信号速率保证了单个电路板甚至单个集成电路，因此减少了系统的连接和复杂度。来自每个局部射束形成器113的信号然后顺序地被加法器114(以f₀操作)相加以形成最后的射束。为了考虑由于顺序加法器114产生的数据延迟，在存贮器24-27输出端建立的延迟值具有一个附加的延迟，以进行补偿。从最后一个加法器114来的射束信号然后被送到检测器107。一个D.S.C.108，将该信号进行数字扫描转换为视频信号以在显示器109上重现。

已经显示并描述了一个新颖的射束形成方法和装置，它满足了所有目的和想到的优点。在考虑了揭示优选实施例的该说明书和附图之后，普通技术人员对本发明作出的许多改变、变形、变化和其它使用和应用将变得更明显。例如，可以使用多于四个或少于四个的数据求和通道，延时控制器80也可用不同技术来完成。另外，每个数字信号取样可从两个或多个变换单元中产生，而不是从一个单元中产生。所有的这些改变、变形、变化和其它使用和应用都不脱离本发明的精神和范围，本发明所要求覆盖的范围由后面的权利要求来限定。

Claims (26)

1、一种用于产生数字射束形成器信号的方法，该数字射束形成器信号通过使用变换器单元阵列按照电子扫描机体所接收的波形而产生的输出信号产生，该输出信号以多个并行接收信道处理，其特征在于该方法包括步骤：

将每个并行接收信道中的输出信号转换为由数字取样组成的数字信号；

对于每个数字信号的每个数字取样，确定将所说数字取样加到多个并行求和通道中的哪一个上，所说的确定基于在所说并行接收信道的邻近信道数字取样之间获得的时延；

将每个数字取样加到在前步骤中为它确定的所说一个并行求和通道中，通过从所确定的并行求和通道恢复数字数据取样并将所说数字取样加到并行求和通道之上以形成相加的数字数据取样，然后

将所相加的数字数据取样提供给所说并行求和通道；以及

将每个所说并行求和通道的已相加的数字数据取样滤波和组合，以形成数字射束形成器信号。

2、按照权利要求1的方法，其特征在于：

当每个接收信道的数字取样与其它接收信道的数字取样组合时，所说确定步骤的确定基于每个接收信道的数字取样之间所必须的时延，因此代表从所说机体信号点来的反射波的输出信号在所说并行求和通道中被相关地相加到一起，以形成所说数字射束形成器信号。

3、按照权利要求1的方法，其特征在于：

所说变换器阵列的单元的次序由其彼此相对的空间位置确定，所说确定步骤的确定，部分基于产生所说数字取样的变换器单元的次序。

4、按照权利要求1的方法，其特征在于：每个并行求和通道包括一个输入、一系列加法器的连接和一个输出，每个接收信道与每个并行求和通道连接以使在所说接收信道的邻近信道之间具有所说求和通道的加法器，所说相加步骤包括从所说一个并行求和通道中的给定加法器中恢复数字数据取样以及将所说数字取样加到它之上以形成相加的数字数据取样，然后将所说相加的数字数据取样提供到跟随所说给定加法器的所说一个并行求和通道中的一个位置上。

5、按照权利要求1方法，其特征在于：

当所说数字取样在所说并行求和通道中相加时，所说确定和相加步骤被同时控制，以获得恰当的聚集和/或引入的射束延迟。

6、按照权利要求1的方法，其特征在于：

所说转换步骤包括按照所说多个接收信道中的每个中的数字取样，控制数字存贮装置的写入或读出中的或一个或两个，以在所说。并行接收信道的数字取样信号中建立粗略的时延。

7、按照权利要求6的方法，其特征在于：

所说确定步骤按照每个所说数字取样被加到所说多个并行求和通道中的哪个上来确定在所说并行接收信道的数字取样中的精确时延，所说精确时延被量化为所说粗略时延单元的1/N的时间单元，其中N等于并行求和通道数。

8、按照权利要求6的方法，其特征在于：

当相加的数字数据取样经并行求和通道处理时，所说并行求和通道包括一系列加法器连接并对相加的数字数据取样导致一个增加的延迟，所说的转换步骤控制所说的数字存贮装置，以在所说并行接收信道的数字取样信号中建立一个时延，用于补偿由所说并行求和通道中所说加法器的序列连接而引起的增加的时延。

9、按照权利要求1的方法，其特征在于：

当所说数字取样被加到所说一个并行求和通道时，所说相加步骤被控制以将从每个所说并行接收信道来的零数字取样值加到所有那些并行求和通道，而不是加到所说一个并行求和通道。

10、按照权利要求9的方法，其特征在于还包括步骤：

产生多个控制信号，它们被用于控制所说相加步骤；以及

变换所说控制信号的应用次序，以使控制信号以旋转方式应用于所说并行接收信道的每个顺序信道中。

11、按照权利要求1的方法，其特征在于：

所说滤波和组合步骤包括用线性相位有限冲激响应(FIR)数字滤波器将所说相加的数字数据取样进行内插和抽选。

12、按照权利要求1方法，其特征在于：

所说滤波和组合步骤是对从所说多个并行接收信道的多个子组中采用数字取样形成的相加的数字数据取样而执行的，以形成多个部分射束形成器信号，每个接收信道相关于每个子组；以及

将所说部分射束形成器信号相加在一起以形成最终的射束形成器信号。

13、一种用于产生数字射束形成器信号的装置，该数字射束形成器信号通过使用变换器单元阵列按照电子扫描机体所接收的波形而产生的输出信号产生，其特征在于，该装置包括：

多个并行接收信道，用于处理所说输出信号，每个接收信道包括转换装置，用于将每个并行接收信道中的输出信号转换成由数字取样组成的数字信号；

多个并行求和通道，每个并行求和通道由一序列数字数据相加级的连接组成并具有一个输出；

延迟确定装置，用于对每个数字信号的每个数字取样确定所说的数字取样被加到所说并行求和通道的哪个中，所说的确定基于在所说并行接收信道的邻近信道数字取样之间所获得的时延；

选择性的相加装置，响应于所说延迟确定装置的确定，用于使所说多个接收信道的每个信道中的每个数字取样被控制地加到为它所确定的一所说的并行求和通道中，以在所说并行求和通道中形成相加的数字数据取样；以及

组合装置，响应于从所说多个并行求和通道输出的所说多个相加的数字数据取样，用于组合每个所说并行求和通道的已相加的数字数据取样，以形成所说的数字射束形成器信号。

14、按照权利要求13的装置，其特征在于：

所说延迟确定装置包括计算装置，用于计算在每个接收信道的数字取样之间所需的时延，以使当每个接收信道的数字取样与其它接收信道的数字取样组合时，代表来自所说机体单个点来的波反射输出信号在所说并行求和通道中相关地相加在一起，以形成所说的数字射束形成器信号。

15、按照权利要求13的装置，其特征在于：

所说变换器阵列的单元的次序由其彼此相关的空间位置确定；

由所说延迟确定装置进行的确定部分基于产生所说数字取样的变换器单元的次序。

16、按照权利要求13的装置；其特征在于：

所说选择相加装置包括一单个加法器用于所说并行接收信道中的每一个，该加法器通过多路复用装置和锁存装置连接到每个并行求和通道，用于选择地形成所说并行求和通道中的数字数据相加级；以及

所说选择相加装置控制所说多路复用装置，以使从所说一个并行求和通道中的给定加法器中恢复数字数据取样，将来自一个接收信道的数字取样加到所说的恢复的数字数据取样，以形成相加的数字数据取样，然后在跟随所说给定加法器的所说并行求和通道中的一处提供所相加的数字数据取样。

17、按照权利要求14的装置，其特征在于：

当所说数字取样从所说多个并行接收信道加到所说多个并行求和通道时，所说计算装置确定所说时延，以获得适当的聚集和/或引入的射束延迟。

18、按照权利要求13的装置，其特征在于：

所说并行接收信道各包括一个数字存贮装置，响应于其信道中的数字取样，该存贮装置或有一个或有两个控制的数字取样写入或读出，以在所说并行接收信道的数字取样信号中建立起粗略时延。

19、按照权利要求18的装置，其特征在于：

所说延迟确定装置在所说并行接收信道中按照每个所说数字取样被加到所说多个并行求和通道的哪个中来确定精确的时延，所说精确时延被量化成所说粗略时延单元的1/N的时间单元，其中N等于并行求和通道数。

20、按照权利要求16的装置，其特征在于还包括：

产生多个控制信号的装置，该控制信号被用于控制所说选择相加装置，以及

变换使用的所说控制信号的次序，以使控制信号以变换方式应用于所说多个并行接收信道的每个顺序信道中。

21、按照权利要求13的装置，其特征在于：

所说组合装置包括用线性相位有限冲激响应(FIR)数字滤波器将所说相加的数字数据取样进行内插和抽选的内插和抽选装置。

22、按照权利要求13的装置，其特征在于：

所说组合装置使用相加的数字数据取样，其是利用从所说多个并行接收信道的多个子组中的数字取样形成的，以形成多个部分射束形成器信号，每个并行接收信道相关于每个子组；以及

附加的组合装置，用于将所说部分射束形成器信号相加在一起以形成最终的射束形成器信号。

23、按照权利要求13的装置，其特征在于还包括：

处理器控制装置，用于提供控制信号，它控制所说延迟确定装置和所说选择相加装置，因此在所说并行求和通道中控制所说相加数字数据取样的相加；以及

数据发射装置，响应于所说处理器控制装置，用于提供预定的数字取样，按照由所说选择相加装置的控制，它被加到所说并行求和通道中所选择的通道上，以在所说并行求和通道中导出相加的数字数据取样；

所说处理器控制装置响应于所说并行求和通道中的所说相加的数字数据取样，以分析所说相加的数字数据取样并将它们与期望在所说并行求和通道中按照由所说数据发射装置提供到所说并行求和通道的预定数字取样产生的相加的数字数据取样进行比较，以形成所说射束形成器的机内测试装置。

24、按照权利要求13的装置，其特征在于还包括：

处理器控制装置，用于提供控制信号，它控制所说延迟确定装置和所说选择相加装置，因此，在所说并行求和通道中控制所说相加数字数据取样的相加；以及

数据发射装置，响应于所说处理器控制装置，用于提供预定的数字取样，按照由所说选择相加装置的控制，它被加到所说并行求和通道中所选择的一个上，以在所说并行求和通道中导出相加的数字数据取样；

所说处理器控制装置响应于所说并行求和通道中的所说相加的数字数据取样，以分析所说相加的数字数据取样并将它们与期望在所说并行求和通道中按照由所说数据发射装置提供到所说并行求和通道的预定数字取样产生的相加的数字数据取样进行比较，因此对并行接收信道的每个子组形成射束形成器的机内测试装置。

25、按照权利要求22的装置，其特征在于：

并行接收信道的每个子组、与所说并行求和通道相关的部分、与通过所说多个选择相加装置相关的部分，以及对应于由所说并行求和通道所说的相关部分提供的相加数字数据取样的所说组合装置的局部、全部具有在单个集成电路上形成的其信号处理通道。

26、按照权利要求25的装置，其特征在于还包括：

处理器控制装置，用于提供控制信号，它控制所说延迟确定装置和所说选择性相加装置，因此在所说并行求和通道中控制所说相加数字数据取样的相加；以及

数据发射装置，响应于所说处理控制装置，用于提供预定的数字取样，按照由所说选择性相加装置的控制，它被加到所说并行求和通道中所选择的一个上，以在所说并行求和通道中产生相加的数字数据取样；

所说处理器控制装置响应于所说并行求和通道中的所说相加的数字数据取样，以便分析所说相加的数字数据取样并将它们与期望在所说并行求和通道中按照由所说数据发射装置提供到所说并行求和通道预定数字取样产生的相加的数字数据取样进行比较，由此针对每个单一集成电路形成机内测试装置。

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