Udvalg af ultralydsafstandssystem

Det udviklede ultralydsafstandssystem har en rækkevidde på mere end 32 meter, en strålebredde på mindre end 100 og en båndbredde på omkring 4 kHz (22-25,5 kHz). Hvis der anvendes en kombineret ultralydstransducerstruktur, kan båndbredden udvides til 8 kHz. Et ultralydsafstandssystem med stor rækkevidde, der består af en sådan transducer, kan opfylde applikationskravene for et køretøjssikkerheds-kørehjælpssystem eller en ubemandet kampplatform. Hovedarbejdet og konklusionerne er som følger:

De matematiske udtryk for den radiale vibration og aksiale vibrationstilstand der etableres ultralydstransducere , som giver et teoretisk grundlag for design og fremstilling af mikro-små modtagere. Det kombinerede transducerstrukturskema af 'disk-type piezoelektrisk vibrator som hovedtransducer og transducer som hjælpemodtager' foreslås, hvilket giver en ny dimension til udvidelse af det piezoelektriske ultralydstransducers frekvensbånd. Ved at bruge de lineære udbredelseskarakteristika for lydbølger i Fresnel-zonen af ​​lydkilden er en ultralydsbølge med en unik akustisk vinduesstruktur designet og fremstillet.

 De ultralydsafstandsmålingssensor giver en ny strukturel løsning til at forbedre multi-path interferens ydeevne af ultralydstransduceren. Den optimale designmetode for push-pull-konverteren og beregningsformlen for energikonverteringseffektiviteten foreslås. Den traditionelle designmetode for push-pull-konverteren er forbedret, og den elektromekaniske energikonverteringseffektivitet af ultralydsgeneratoren forbedres. For at undertrykke fænomenet 'efterklang' i ultralydsafstandssystemet med stor rækkevidde, analyseres og måles impedansegenskaberne for den piezoelektriske transducer, og det impedans- og pieelektriske kredsløb er designet til at matche stoffet, transduceren og pieezo-kredsløbet. ultralydsforplantningsprocessen udnyttes. I energiabsorptionsdæmpningsegenskaberne blev et nyt variabelt tidsforstærkningskredsløb designet og fremstillet. For at forbedre robustheden og realtidsydelsen af ultralydsafstandssensor , en envelope-korrelationsdetektionsmetode og en grov og præcis to-trins digital korrelationsalgoritme introduceres, og anvendelsen af ​​foldningsalgoritme (matching detektionsmetode) til at beregne rækkeviddetiden er givet. Modificeret formel forbedret ASK-modulations- og demodulationsalgoritme (ASK-modulation PSK-demodulation) foreslås for at forbedre anti-multipath interferens ydeevne af ultralydsmålesystemet.

De ultralydssensor til måling af afstand udviklet af ovenstående teoretiske metoder og tekniske midler overstiger den maksimale arbejdsafstand (30 meter) for de mest avancerede amerikanske Airducer-serie ultralydssensorer. Indtil videre er den MSK-baserede ASK-modulation og PSK-demodulation foreslået. Algoritmen kan øge behandlingsforstærkningen af ​​ultralydsafstandssystemet med mere end 20dB (M sekvenslængde); mens der bruges den grove og præcise to-trins digitale korrelationsalgoritme, er beregningshastigheden højere end den direkte algoritme (k er tyk). Forholdet mellem fin trinafstand er k> 1. Ovenstående konklusioner indikerer, at software- og hardwareteknikkerne og de teoretiske metoder, der er vedtaget eller foreslået i dette papir, kan bidrage til at øge arbejdsafstanden af ​​ultralydsbåndet for ultralydsfrekvens- og ultralydstransducerens ultralydstransducer. Det forbedrer retningsbestemmelsen og anti-multipath interferens-evnen af ​​ultralydstransduceren, samt forbedrer realtids- og behandlingsforstærkningen af ​​ultralydsafstandssystemet.

Selvom de tekniske indikatorer for ultralydstransducer til afstandsmålinger har opfyldt designkravene, de eksisterende ultralydstransducere, ultralydstransducere og -modtagekredsløb er kun testprototyper i den mekaniske struktur, kredsløbsdesign, fremstillingsproces og eksperimentelle metoder. Til gengæld er der stadig nogle utilfredsstillende ting, og fiskene skal forbedres .