نظام محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية بعيد المدى

تحليل خوارزمية تتراوح بالموجات فوق الصوتية

     تتمثل عملية النطاق باستخدام طريقة صدى النبض بالموجات فوق الصوتية في إثارة محول الطاقة بإشارة نبض كهربائية عالية التردد لإرسال سلسلة من محول طاقة مستشعر العمق بالموجات فوق الصوتية ، عندما تلتقي الموجة فوق الصوتية على المحور الصوتي لمحول الطاقة، يتم الوصول إلى هدف واحد أو أكثر، وسوف ينعكس جزء من الطاقة الصوتية مرة أخرى ويعمل على محول الطاقة، مما يتسبب في إشارة كهربائية ضعيفة للمحول. بعد تضخيم الإشارة وتصفيتها، يتم إرسالها إلى نظام المعالجات الدقيقة لمعالجة المعلومات لتحديد الوقت الذي تظهر فيه إشارة الصدى، ويتم حساب وقت نطاق الموجة فوق الصوتية ومسافة الهدف المقابلة لها، وبالتالي إكمال فترة النطاق. تعد كيفية تحسين الأداء المضاد للتداخل والأداء في الوقت الفعلي لنظام تحديد المدى بالموجات فوق الصوتية مشكلة فنية رئيسية يجب أخذها في الاعتبار عند دراسة خوارزميات معالجة الإشارات بالموجات فوق الصوتية.

لا يتأثر محول الطاقة الصوتية بمستشعر العمق بالموجات فوق الصوتية بوسط الانتشار أثناء عملية الانتشار فحسب، بل ستتأثر أيضًا نسبة الإشارة إلى الضوضاء بعوامل خارجية مثل الاهتزاز واضطراب الهواء وامتصاص الطاقة الصوتية وتخفيفها. تظهر التجارب أن الطريقة التقليدية للكشف عن المحتوى الحراري تكون فعالة عندما تكون طاقة الإشارة المرسلة والإشارة المستقبلة كبيرة نسبيًا أثناء عملية تحديد المدى بالموجات فوق الصوتية. عندما يكون مستشعر المسافة بعيدًا، تتداخل العوامل الخارجية بشكل كبير مع إشارة الصدى. في هذا الوقت، من الصعب على نظام تحديد المدى أن يحدد بشكل مباشر ما إذا كانت إشارة الخرج لمحول الطاقة هي صدى أم ضوضاء. فشلت الطريقة التقليدية للكشف عن القيمة المغلقة. . ولحسن الحظ، فإن غلاف إشارة الصدى هو في الأساس نفس غلاف الإشارة المرسلة. ولذلك، من خلال حساب وظيفة الارتباط المتبادل للاثنين وإيجاد اللحظة التي تظهر فيها الذروة، فإن نطاق مستشعر العمق تحت الماء . يمكن تحديد  

من بين العديد من خوارزميات معالجة الإشارات المقدمة، تعد طريقة وظيفة ارتباط المغلف مناسبة لكل من الإشارات الضعيفة والخوارزميات القوية ذات معدلات أخذ العينات المنخفضة. من أجل تحسين موثوقية خوارزمية النطاق بالموجات فوق الصوتية، يمكن تعديل إشارة نبض النطاق الأساسي إلى إشارة مشفرة بتردد فوق صوتي عن طريق تسلسل ثنائي شبه عشوائي تم اختياره بشكل مناسب كإشارة مشفرة (يشار إليها بالرمز العشوائي الزائف أو رمز PN). ال يتم إرسال محول صوتي تحت الماء لنقل إشارة مشفرة بالموجات فوق الصوتية إلى الخارج. في معظم الحالات، لا ترتبط إشارة التداخل الخارجي بالإشارة المشفرة المرسلة. لذلك، من خلال حساب وظيفة ارتباط المغلف للإشارة المشفرة وإشارة الصدى، يمكن إزالة إشارة التداخل الخارجي الممزوجة في إشارة الصدى أو تقليلها إلى الحد الأدنى، وبالتالي تحقيق اكتشاف ضعيف للإشارة مع نسبة إشارة إلى ضوضاء سلبية. ومن الواضح أن الطول الأطول هو التسلسل العشوائي الزائف، وكلما كانت ذروة وظيفة ارتباط المغلف أكبر، وكسب المعالجة الأعلى لنظام النطاق، ستزداد المنطقة العمياء من النظام أيضًا وفقًا لذلك. ولذلك ينبغي أن يعتمد على الفعلي لقياس الطلب واختيار تسلسل شبه عشوائي من الطول المناسب.