Lang rekkevidde ultrasonisk avstandstransdusersystem

Ultrasonisk avstandsalgoritmeanalyse

     Avstandsprosessen ved bruk av ultralydpulsekkometoden er å begeistre transduseren med høyfrekvent elektrisk pulssignal for å sende en serie av ultrasonisk dybdesensor transduser , når ultralydbølgen møtes på transduserens akustiske akse, ett eller flere mål nås, vil en del av lydenergien reflekteres tilbake og virke på transduseren, noe som får transduseren til et svakt elektrisk signal. Etter at signalet er forsterket og filtrert, sendes det til mikroprosessorsystemet for informasjonsbehandling for å bestemme tidspunktet når ekkosignalet vises, og rekkeviddetiden for ultralydbølgen og dens tilsvarende målavstand beregnes, og fullfører dermed en avstandsperiode. Hvordan man kan forbedre anti-interferensytelsen og sanntidsytelsen til ultralydavstandssystemet er et sentralt teknisk problem som må vurderes når man studerer ultralydsignalbehandlingsalgoritmer.

Ultrasonisk dybdesensor akustisk transduser påvirkes ikke bare av forplantningsmediet under forplantningsprosessen, men også signal-til-støy-forholdet vil bli påvirket av eksterne faktorer som vibrasjon, luftturbulens og absorpsjon og demping av lydenergi. Eksperimenter viser at den tradisjonelle entalpideteksjonsmetoden er effektiv når energien til det overførte signalet og det mottatte signalet er relativt store under ultralydavstandsprosessen. Når avstandssensoren er langt unna, blir ekkosignalet sterkt forstyrret av eksterne faktorer. På dette tidspunktet er det vanskelig for avstandssystemet å bestemme direkte om utgangssignalet til transduseren er ekko eller støy. Den tradisjonelle metoden for detektering av lukket verdi mislykkes. . Heldigvis er konvolutten til ekkosignalet i utgangspunktet den samme som innhyllingen til det overførte signalet. Derfor, ved å beregne krysskorrelasjonsfunksjonen til de to og finne øyeblikket når toppen vises, vil området til undervanns dybdeekkolodd sensor kan bestemmes. 

Blant de mange signalbehandlingsalgoritmene som er introdusert, er envelope-korrelasjonsfunksjonsmetoden egnet for både svake signaler og robuste algoritmer med lave samplingsfrekvenser. For å forbedre påliteligheten til ultralydavstandsalgoritmen, kan basebåndpulssignalet moduleres til et ultralydfrekvenskodet signal ved hjelp av en passende valgt binært-tilfeldig kode til ref. en pseudo-tilfeldig kode eller en PN-kode). De akustisk undervannstransduser sendes for å overføre et ultralydkodet signal utenfor. I de fleste tilfeller er det eksterne interferenssignalet ikke relatert til det overførte kodede signalet. Derfor, ved å beregne envelopekorrelasjonsfunksjonen til det kodede signalet og ekkosignalet, kan det eksterne interferenssignalet blandet i ekkosignalet elimineres eller reduseres til et minimum, og derved oppnå svak signaldeteksjon med et negativt signal-til-støyforhold. Selvfølgelig, jo lengre lengde er den pseudo-tilfeldige sekvensen til, jo større er forsterkningsfunksjonen og peak-korrelasjonen til. avstandssystem, vil også blindsonen fra systemet øke tilsvarende. Derfor bør det være basert på den faktiske å måle etterspørselen og velge en pseudo-tilfeldig sekvens av passende lengde.