Domet ultrazvučnog sustava za mjerenje udaljenosti

Razvijeni ultrazvučni sustav za određivanje udaljenosti ima domet veći od 32 metra, širinu snopa manju od 100 i širinu pojasa od oko 4 kHz (22-25,5 kHz). Ako se koristi kombinirana struktura ultrazvučnog pretvarača, širina pojasa može se proširiti na 8 kHz. Ultrazvučni sustav za određivanje dometa velikog dometa sastavljen od takvog pretvarača može ispuniti zahtjeve primjene sustava pomoći u sigurnoj vožnji vozila ili borbene platforme bez posade. Glavni rad i zaključci su sljedeći:

Matematički izrazi radijalnih vibracija i aksijalnih vibracija uspostavljeni su ultrazvučni pretvornici , koji pružaju teorijsku osnovu za dizajn i izradu mikro-malih prijemnika. Predložena je kombinirana shema strukture pretvornika 'piezoelektrični vibrator tipa diska kao glavni pretvornik i pretvornik kao pomoćni prijamnik', što daje novu dimenziju za proširenje frekvencijskog pojasa piezoelektričnog ultrazvučnog pretvornika. Koristeći karakteristike linearnog širenja zvučnih valova u Fresnelovoj zoni izvora zvuka dizajniran je i proizveden ultrazvučni val s jedinstvenom strukturom akustičnog prozora.

 The ultrazvučni senzor za mjerenje udaljenosti pruža novo strukturno rješenje za poboljšanje performansi višestruke interferencije ultrazvučnog pretvarača. Predlaže se optimalna metoda projektiranja push-pull pretvarača i formula za proračun učinkovitosti pretvorbe energije. Tradicionalna metoda dizajna push-pull pretvarača je poboljšana, a učinkovitost elektromehaničke pretvorbe energije ultrazvučnog generatora je poboljšana. Kako bi se suzbio fenomen 'reverberacije' u ultrazvučnom sustavu za mjerenje raspona velikog dometa, karakteristike impedancije piezoelektričnog pretvarača se analiziraju i mjere, krug za usklađivanje impedancije piezoelektričnog pretvarača je dizajniran i proizveden, a koristi se proces ultrazvučnog širenja. U karakteristikama prigušenja apsorpcije energije dizajniran je i proizveden novi varijabilni krug vremenskog pojačanja. Kako bi se poboljšala robusnost i performanse u stvarnom vremenu predstavljeni su ultrazvučni senzor udaljenosti , metoda otkrivanja korelacije ovojnice i grubi i precizni algoritam digitalne korelacije u dva koraka, a dana je i primjena algoritma konvolucije (metoda otkrivanja podudaranja) za izračunavanje vremena raspona. Modificirana formula poboljšanog algoritma ASK modulacije i demodulacije (ASK modulacija PSK demodulacija) predložena je za poboljšanje performansi anti-multipath interference ultrazvučnog mjernog sustava.

The ultrazvučni senzor za mjerenje udaljenosti razvijen gore navedenim teorijskim metodama i tehničkim sredstvima premašuje maksimalnu radnu udaljenost (30 metara) najnaprednijih američkih ultrazvučnih senzora serije Airducer. Do sada je predložena ASK modulacija i PSK demodulacija temeljena na MSK-u. Algoritam može povećati dobitak obrade ultrazvučnog sustava za određivanje dometa za više od 20 dB (duljina M niza); dok se koristi grubi i precizni algoritam digitalne korelacije u dva koraka, brzina izračuna je veća od izravnog algoritma (k je debljina). Omjer udaljenosti finog koraka je k> 1. Gore navedeni zaključci pokazuju da softverske i hardverske tehnike i teorijske metode usvojene ili predložene u ovom radu mogu pomoći u povećanju radne udaljenosti ultrazvučnog pretvornika i proširiti radni frekvencijski pojas ultrazvučnog pretvornika. Poboljšava usmjerenost i sposobnost anti-multipath interference ultrazvučne sonde, kao i poboljšanje stvarnog vremena i dobitak obrade ultrazvučnog sustava za određivanje udaljenosti.

Iako su tehnički pokazatelji ultrazvučni pretvornik za mjerenje udaljenosti ispunio je zahtjeve dizajna, postojeći ultrazvučni pretvornici, ultrazvučne prijenosne i prijamne ploče samo su testni prototipovi u mehaničkoj strukturi, dizajnu sklopa, procesu proizvodnje i eksperimentalnim metodama. S druge strane, ima još nekih nezadovoljavajućih stvari, a ribu treba poboljšati.