مجموعة من نظام تتراوح بالموجات فوق الصوتية

يبلغ مدى نظام المدى بالموجات فوق الصوتية الذي تم تطويره أكثر من 32 مترًا، وعرض الحزمة أقل من 100، وعرض النطاق الترددي حوالي 4 كيلو هرتز (22-25.5 كيلو هرتز). إذا تم استخدام بنية محول الموجات فوق الصوتية مجتمعة، يمكن تمديد عرض النطاق الترددي إلى 8 كيلو هرتز. يمكن لنظام النطاق بالموجات فوق الصوتية واسع النطاق المكون من محول الطاقة هذا أن يلبي متطلبات التطبيق لنظام المساعدة على القيادة الآمن للمركبة أو منصة قتالية بدون طيار. العمل الرئيسي والاستنتاجات هي كما يلي:

التعبيرات الرياضية للاهتزاز الشعاعي ووضع الاهتزاز المحوري لـ تم إنشاء محولات الطاقة بالموجات فوق الصوتية ، والتي توفر الأساس النظري لتصميم وتصنيع أجهزة الاستقبال الصغيرة جدًا. تم اقتراح مخطط هيكل محول الطاقة المدمج لـ 'هزاز كهرضغطية من نوع القرص باعتباره محول الطاقة الرئيسي ومحول الطاقة كجهاز استقبال مساعد'، والذي يوفر بعدًا جديدًا لتوسيع نطاق تردد محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية الكهرضغطية. باستخدام خصائص الانتشار الخطي للموجات الصوتية في منطقة فريسنل لمصدر الصوت، تم تصميم وتصنيع موجة فوق صوتية ذات هيكل نافذة صوتي فريد.

 ال يوفر مستشعر قياس المسافة بالموجات فوق الصوتية حلاً هيكليًا جديدًا لتحسين أداء التداخل متعدد المسارات لمحول الطاقة بالموجات فوق الصوتية. تم اقتراح طريقة التصميم الأمثل لمحول الدفع والسحب ومعادلة حساب كفاءة تحويل الطاقة. تم تحسين طريقة التصميم التقليدية لمحول الدفع والسحب، وتحسين كفاءة تحويل الطاقة الكهروميكانيكية للمولد بالموجات فوق الصوتية. من أجل قمع ظاهرة ''الصدى'' في نظام المدى بالموجات فوق الصوتية واسع النطاق، يتم تحليل وقياس خصائص المعاوقة لمحول الطاقة الكهروضغطية، وتم تصميم وتصنيع دائرة مطابقة المعاوقة لمحول الطاقة الكهروضغطية، ويتم استخدام عملية الانتشار بالموجات فوق الصوتية. في خصائص توهين امتصاص الطاقة، تم تصميم وتصنيع دائرة متغيرة جديدة لكسب الوقت. من أجل تحسين المتانة والأداء في الوقت الحقيقي تم تقديم مستشعر المسافة بالموجات فوق الصوتية ، وطريقة الكشف عن ارتباط المغلف وخوارزمية الارتباط الرقمي الخشنة والدقيقة المكونة من خطوتين، كما تم تقديم تطبيق خوارزمية الالتواء (طريقة الكشف المطابقة) لحساب النطاق الزمني. يُقترح تحسين الصيغة المعدلة لخوارزمية تعديل وإزالة التشكيل ASK (إزالة تشكيل PSK بتعديل ASK) لتعزيز أداء التداخل المضاد لتعدد المسارات في نظام القياس بالموجات فوق الصوتية.

ال جهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية لقياس المسافة التي تم تطويرها بواسطة الأساليب النظرية المذكورة أعلاه والوسائل التقنية يتجاوز الحد الأقصى لمسافة العمل (30 مترًا) لأجهزة استشعار الموجات فوق الصوتية الأمريكية الأكثر تقدمًا من سلسلة Airducer. حتى الآن، تم اقتراح تعديل ASK القائم على MSK وإزالة التشكيل PSK. يمكن للخوارزمية زيادة كسب المعالجة لنظام تحديد المدى بالموجات فوق الصوتية بأكثر من 20 ديسيبل (طول التسلسل M)؛ أثناء استخدام خوارزمية الارتباط الرقمي الخشنة والدقيقة المكونة من خطوتين، تكون سرعة الحساب أعلى من الخوارزمية المباشرة (k سميكة). نسبة مسافة الخطوة الدقيقة هي k> 1. تشير الاستنتاجات المذكورة أعلاه إلى أن تقنيات البرامج والأجهزة والأساليب النظرية المعتمدة أو المقترحة في هذه الورقة يمكن أن تساعد في زيادة مسافة عمل محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية وتوسيع نطاق تردد العمل لمحول الطاقة بالموجات فوق الصوتية. إنه يعزز القدرة الاتجاهية والتداخل المضاد لتعدد المسارات لمحول الطاقة بالموجات فوق الصوتية، بالإضافة إلى تحسين الوقت الحقيقي وكسب المعالجة لنظام النطاق بالموجات فوق الصوتية.

على الرغم من المؤشرات الفنية لل لقد استوفى محول الطاقة بالموجات فوق الصوتية لقياسات المسافة متطلبات التصميم، ومحولات الطاقة بالموجات فوق الصوتية الحالية، ولوحات دوائر الإرسال والاستقبال بالموجات فوق الصوتية ليست سوى نماذج اختبار أولية في الهيكل الميكانيكي، وتصميم الدوائر، وعملية التصنيع، والأساليب التجريبية. ومن ناحية أخرى، لا تزال هناك بعض الأمور غير المرضية، والأسماك بحاجة إلى تحسين.