超聲波是機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)中的傳播。簡(jiǎn)諧振動(dòng)是最簡(jiǎn)單的機(jī)械振動(dòng)，其特征可以用振幅、頻率和初相位三個(gè)參數(shù)來(lái)表示。

對(duì)于以x=0為平衡位置，沿x軸作簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物體可描述為

x=Asin(w₀t +φ)                      （3-1）

式中，A為物體離開平衡位置的最大距離，稱為振幅(m);0為物體振動(dòng)的角頻率，它表示物體在2π秒時(shí)間內(nèi)的振動(dòng)次數(shù)，單位是rad/s(弧/度/秒)，有時(shí)也稱為系統(tǒng)的固有頻率或本征頻率; t為時(shí)間(s); φ為初相位，是t=0時(shí)物體所處的相位; (w₀t +φ)為振動(dòng)相位，其決定了物體在任一時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

可以證明:若干個(gè)具有不同頻率、振幅、初相位的簡(jiǎn)諧振動(dòng)的組合可以得到各種復(fù)雜的振動(dòng)。反之，各種復(fù)雜振動(dòng)也可看做是由許多簡(jiǎn)諧振動(dòng)組合而成的，并且通過(guò)頻譜分解的手段可以將復(fù)雜振動(dòng)分解成各個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)。簡(jiǎn)諧分量及其各自的振幅、頻率和初相位叫做復(fù)雜振動(dòng)的頻譜。在數(shù)學(xué)上，借助傅里葉級(jí)數(shù)和傅里葉變換方法，可以精確地對(duì)復(fù)雜振動(dòng)進(jìn)行分解，從而找出組成一個(gè)復(fù)雜振動(dòng)的各個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)分量的振幅和初相位。按照傅里葉分析理論，滿足一定條件的一個(gè)任意周期函數(shù)可以展開成傅里葉級(jí)數(shù)，也就是展開成許多簡(jiǎn)諧振動(dòng)函數(shù)的和。超聲波檢測(cè)中通常使用的是脈沖波，每個(gè)脈沖波中都包含著一系列不同頻率的正弦(或余弦)波，每個(gè)頻率成分的正弦(或余弦)波都對(duì)應(yīng)著一類簡(jiǎn)諧振動(dòng)。