अल्ट्रासोनिक रेंजिंग सिस्टम की रेंज

विकसित अल्ट्रासोनिक रेंजिंग सिस्टम की रेंज 32 मीटर से अधिक, बीमविड्थ 100 से कम और बैंडविड्थ लगभग 4 किलोहर्ट्ज़ (22-25.5 किलोहर्ट्ज़) है। यदि एक संयुक्त अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर संरचना का उपयोग किया जाता है, तो बैंडविड्थ को 8 kHz तक बढ़ाया जा सकता है। इस तरह के ट्रांसड्यूसर से बनी एक बड़ी दूरी की अल्ट्रासोनिक रेंजिंग प्रणाली वाहन सुरक्षा ड्राइविंग सहायता प्रणाली या मानव रहित युद्ध मंच की अनुप्रयोग आवश्यकताओं को पूरा कर सकती है। मुख्य कार्य और निष्कर्ष इस प्रकार हैं:

रेडियल कंपन और अक्षीय कंपन मोड की गणितीय अभिव्यक्तियाँ अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर स्थापित किए गए हैं, जो सूक्ष्म-छोटे रिसीवरों के डिजाइन और निर्माण के लिए सैद्धांतिक आधार प्रदान करते हैं। 'मुख्य ट्रांसड्यूसर के रूप में डिस्क प्रकार पीजोइलेक्ट्रिक वाइब्रेटर और सहायक रिसीवर के रूप में ट्रांसड्यूसर' की संयुक्त ट्रांसड्यूसर संरचना योजना प्रस्तावित है, जो पीजोइलेक्ट्रिक अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर आवृत्ति बैंड के विस्तार के लिए एक नया आयाम प्रदान करती है। ध्वनि स्रोत के फ्रेस्नेल क्षेत्र में ध्वनि तरंगों के रैखिक प्रसार विशेषताओं का उपयोग करके एक अद्वितीय ध्वनिक खिड़की संरचना के साथ एक अल्ट्रासोनिक तरंग को डिजाइन और निर्मित किया गया है।

  अल्ट्रासोनिक दूरी माप सेंसर अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर के बहु-पथ हस्तक्षेप प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए एक नया संरचनात्मक समाधान प्रदान करता है। पुश-पुल कनवर्टर की इष्टतम डिज़ाइन विधि और ऊर्जा रूपांतरण दक्षता की गणना सूत्र प्रस्तावित हैं। पुश-पुल कनवर्टर की पारंपरिक डिजाइन विधि में सुधार किया गया है, और अल्ट्रासोनिक जनरेटर की इलेक्ट्रोमैकेनिकल ऊर्जा रूपांतरण दक्षता में सुधार किया गया है। बड़ी दूरी के अल्ट्रासोनिक रेंजिंग सिस्टम में 'प्रतिध्वनि' घटना को दबाने के लिए, पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर की प्रतिबाधा विशेषताओं का विश्लेषण और माप किया जाता है, पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर के प्रतिबाधा मिलान सर्किट को डिजाइन और निर्मित किया जाता है, और अल्ट्रासोनिक प्रसार प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है। ऊर्जा अवशोषण क्षीणन विशेषताओं में, एक उपन्यास समय-लाभ चर सर्किट डिजाइन और निर्मित किया गया था। की मजबूती और वास्तविक समय प्रदर्शन में सुधार करने के लिए अल्ट्रासोनिक दूरी सेंसर , एक लिफाफा सहसंबंध पता लगाने की विधि और एक मोटे और सटीक दो-चरण डिजिटल सहसंबंध एल्गोरिदम पेश किए गए हैं, और सीमा समय की गणना करने के लिए कनवल्शन एल्गोरिदम (मिलान पता लगाने की विधि) का अनुप्रयोग दिया गया है। अल्ट्रासोनिक माप प्रणाली के एंटी-मल्टीपाथ हस्तक्षेप प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए संशोधित फॉर्मूला बेहतर एएसके मॉड्यूलेशन और डिमोड्यूलेशन एल्गोरिदम (एएसके मॉड्यूलेशन पीएसके डिमोड्यूलेशन) प्रस्तावित है।

उपरोक्त सैद्धांतिक तरीकों और तकनीकी साधनों द्वारा विकसित दूरी मापने के लिए अल्ट्रासोनिक सेंसर सबसे उन्नत अमेरिकी एयरड्यूसर श्रृंखला के अल्ट्रासोनिक सेंसर की अधिकतम कार्य दूरी (30 मीटर) से अधिक है। अब तक, MSK-आधारित ASK मॉड्यूलेशन और PSK डिमोड्यूलेशन प्रस्तावित है। एल्गोरिदम अल्ट्रासोनिक रेंजिंग सिस्टम के प्रसंस्करण लाभ को 20dB (एम अनुक्रम लंबाई) से अधिक बढ़ा सकता है; जबकि मोटे और सटीक दो-चरणीय डिजिटल सहसंबंध एल्गोरिदम का उपयोग किया जा रहा है, गणना की गति प्रत्यक्ष एल्गोरिदम (k मोटी है) से अधिक है। ठीक चरण की दूरी का अनुपात k> 1 है। उपरोक्त निष्कर्षों से संकेत मिलता है कि इस पेपर में अपनाई या प्रस्तावित सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर तकनीक और सैद्धांतिक तरीके अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर की कार्य दूरी को बढ़ाने और अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर के कार्य आवृत्ति बैंड को व्यापक बनाने में मदद कर सकते हैं। यह अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर की प्रत्यक्षता और एंटी-मल्टीपाथ हस्तक्षेप क्षमता को बढ़ाता है, साथ ही अल्ट्रासोनिक रेंजिंग सिस्टम के वास्तविक समय और प्रसंस्करण लाभ में सुधार करता है।

यद्यपि के तकनीकी संकेतक दूरी मापने के लिए अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर ने डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा किया है, मौजूदा अल्ट्रासोनिक ट्रांसड्यूसर, अल्ट्रासोनिक ट्रांसमिटिंग और प्राप्त करने वाले सर्किट बोर्ड केवल यांत्रिक संरचना, सर्किट डिजाइन, विनिर्माण प्रक्रिया और प्रयोगात्मक तरीकों में परीक्षण प्रोटोटाइप हैं। दूसरी ओर, अभी भी कुछ असंतोषजनक चीजें हैं, और मछली में सुधार की जरूरत है।