实现对材料进行高精度、高分辨率的定量检测已经成为现代无损检测技术的发展趋势,它需要保证能够为当代工业设备提供更加精准的无损评价。近年来,在无损检测领域的一个研究热点就是超声相控阵检测技术。超声相控阵检测技术是一种先进的自动化检测技术,该技术通过对超声阵列换能器中的各个阵元通过一定的聚焦法则算法进行相控阵控制,可获得灵活可控的合成波束,并可以随意控制聚焦点的位置。超声相控阵具有动态聚焦、电子扫查、扇形扫描等多种特性,可检测较为复杂的形状物体,能有效提高检测灵敏度。本次课题通过对超声相控阵发射与接收原理的研究,利用FPGA为开发平台,设计并实现了超声相控阵系统的主控平台。主控平台具有以下基本功能：能够完成相控阵聚焦法则算法,得到16通道的触发脉冲延时数据；拥有三种相控阵扫描方式(扇形扫描、深度聚焦及手动定位)；通过对各个通道延时触发脉冲的控制实现波束的聚焦；对各个通道进行并行采样,实现回波信号的延时补偿,并对补偿后波束进行合成,最终将数据运用USB2.0传输给上位机。本次论文对相控阵主控平台的各个模块进行了详细的阐述及仿真时序的分析,其中包括：USB2.0通信模块、总线控制模块、算法实现模块、扫描模块、延时模块、延时补偿模块、A/D采样控制模块、波束合成模块及高速缓存模块等。论文最后还对基于FPGA实现的相控阵聚焦算法与理论值进行了详细的误差分析。论文为进一步实现整个超声相控阵系统奠定了一定的基础,对相控阵系统的设计具有一定的参考价值。