Utvalg av ultralyd avstandssystem

Ultralydavstandssystemet som er utviklet har en rekkevidde på mer enn 32 meter, en strålebredde på mindre enn 100 og en båndbredde på ca. 4 kHz (22-25,5 kHz). Hvis en kombinert ultralydtransduserstruktur brukes, kan båndbredden utvides til 8 kHz. Et ultralydavstandssystem med stor rekkevidde sammensatt av en slik svinger kan oppfylle applikasjonskravene til et kjøretøysikkerhetssystem for kjøreassistent eller en ubemannet kampplattform. Hovedarbeidet og konklusjonene er som følger:

De matematiske uttrykkene for den radielle vibrasjonen og den aksiale vibrasjonsmodusen til Det etableres ultralydsvingere , som gir et teoretisk grunnlag for design og fabrikasjon av mikro-små mottakere. Det kombinerte transduserstrukturskjemaet av 'platetype piezoelektrisk vibrator som hovedsvinger og transduser som hjelpemottaker' er foreslått, som gir en ny dimensjon for å utvide det piezoelektriske ultralydsvingers frekvensbånd. Ved å bruke de lineære forplantningsegenskapene til lydbølger i Fresnel-sonen til lydkilden er en ultralydbølge med en unik akustisk vindusstruktur designet og produsert.

 De ultrasonisk avstandsmålingssensor gir en ny strukturell løsning for å forbedre multi-path interferens ytelsen til ultralyd transduseren. Den optimale designmetoden til push-pull-omformeren og beregningsformelen for energikonverteringseffektiviteten er foreslått. Den tradisjonelle designmetoden til push-pull-omformeren er forbedret, og den elektromekaniske energikonverteringseffektiviteten til ultralydgeneratoren er forbedret. For å undertrykke 'reverberation'-fenomenet i ultralydavstandssystemet med stor rekkevidde, blir impedansegenskapene til den piezoelektriske transduseren analysert og målt, den impedans- og piezoelektriske kretsen til stoffet og den piezoelektriske kretsen er tilpasset. ultralydspredningsprosessen benyttes. I energiabsorpsjonsdempningskarakteristikkene ble en ny variabel krets med tidsforsterkning designet og produsert. For å forbedre robustheten og sanntidsytelsen til ultrasonisk avstandssensor , en envelope-korrelasjonsdeteksjonsmetode og en grov og presis totrinns digital korrelasjonsalgoritme introduseres, og bruken av konvolusjonsalgoritme (matching-deteksjonsmetode) for å beregne rekkeviddetiden er gitt. Modifisert formel forbedret ASK-modulasjons- og demodulasjonsalgoritme (ASK-modulasjons-PSK-demodulering) er foreslått for å forbedre ytelsen til anti-multipath interferens til ultralydmålesystemet.

De ultralydsensor for å måle avstand utviklet av de ovennevnte teoretiske metodene og tekniske midlene overskrider maksimal arbeidsavstand (30 meter) for de mest avanserte amerikanske Airducer-seriens ultralydsensorer. Så langt har den MSK-baserte ASK-modulasjonen og PSK-demodulasjonen foreslått. Algoritmen kan øke prosesseringsforsterkningen til ultralydavstandssystemet med mer enn 20dB (M sekvenslengde); mens bruker den grove og presise to-trinns digitale korrelasjonsalgoritmen, er beregningshastigheten høyere enn den direkte algoritmen (k er tykk). Forholdet mellom finstegsavstand er k> 1. Konklusjonene ovenfor indikerer at programvare- og maskinvareteknikkene og teoretiske metodene som er tatt i bruk eller foreslått i denne artikkelen, kan bidra til å øke arbeidsavstanden til ultralydsbåndet til ultralydsfrekvensen og ultralydfrekvensomformeren. Det forbedrer retningsevnen og anti-multipath interferens-evnen til ultralydtransduseren, samt forbedrer sanntids- og prosesseringsforsterkningen til ultralydavstandssystemet.

Selv om de tekniske indikatorene for ultralydsvinger for avstandsmålinger har oppfylt designkravene, de eksisterende ultralydtransduserne, ultralydsendere og mottakende kretskort er kun testprototyper i mekanisk struktur, kretsdesign, produksjonsprosess og eksperimentelle metoder. På den annen side er det fortsatt en del utilfredsstillende ting, og fisken må forbedres .