Ultraljudsavståndsgivare med lång räckvidd

Ultraljudsavståndsalgoritmanalys

     Avståndsprocessen som använder ultraljudspulsekometoden är att excitera givaren med högfrekvent elektrisk pulssignal för att sända en serie av ultraljudsdjupsensorgivare , när ultraljudsvågen möts på givarens akustiska axel, nås ett eller flera mål, en del av ljudenergin kommer att reflekteras tillbaka och verka på givaren, vilket gör att givaren får en svag elektrisk signal. Efter att signalen har förstärkts och filtrerats skickas den till mikroprocessorsystemet för informationsbehandling för att bestämma tiden när ekosignalen uppträder, och avståndstiden för ultraljudsvågen och dess motsvarande målavstånd beräknas, varigenom en avståndsperiod slutförs. Hur man förbättrar anti-interferensprestandan och realtidsprestandan för ultraljudsavståndssystem är ett viktigt tekniskt problem som måste beaktas när man studerar ultraljudssignalbehandlingsalgoritmer.

Ultraljudsdjupsensorns akustiska givare påverkas inte bara av utbredningsmediet under utbredningsprocessen, utan också dess signal-brusförhållande kommer att påverkas av externa faktorer som vibrationer, luftturbulens och absorption och dämpning av ljudenergi. Experiment visar att den traditionella entalpidetekteringsmetoden är effektiv när energin hos den sända signalen och den mottagna signalen är relativt stora under ultraljudsavståndsprocessen. När avståndssensorn är långt borta störs ekosignalen kraftigt av yttre faktorer. Vid denna tidpunkt är det svårt för avståndssystemet att direkt avgöra om givarens utsignal är eko eller brus, den traditionella detekteringsmetoden med stängt värde misslyckas. . Lyckligtvis är ekosignalens envelopp i princip densamma som enveloppen för den sända signalen. Därför, genom att beräkna korskorrelationsfunktionen för de två och hitta det ögonblick då toppen uppträder, intervallet för undervattens ekolodssensor kan bestämmas. 

Bland de många signalbehandlingsalgoritmerna som introduceras är enveloppkorrelationsfunktionsmetoden lämplig för både svaga signaler och robusta algoritmer med låga samplingsfrekvenser. För att förbättra tillförlitligheten hos ultraljudsavståndsalgoritmen kan basbandspulssignalen moduleras till en ultraljudsfrekvenskodad signal med hjälp av en lämpligt vald p-signalsekvens som slumpmässigt utvald p-signalsekvens en pseudo-slumpmässig kod eller en PN-kod). De akustisk undervattensgivare skickas för att sända en ultraljudskodad signal utanför. I de flesta fall är den externa störningssignalen inte relaterad till den överförda kodade signalen. Genom att beräkna enveloppkorrelationsfunktionen för den kodade signalen och ekosignalen kan därför den externa interferenssignalen som blandas i ekosignalen elimineras eller reduceras till ett minimum, och därigenom uppnå svag signaldetektering med ett negativt signal-brusförhållande. Uppenbarligen, ju längre längden är den pseudoslumpmässiga sekvensen av, desto större är envelop-korrelationen, desto större är förstärkningen och den högre funktionen för envelop-processen. avståndssystem, kommer den blinda zonen från systemet också att öka i enlighet med detta. Därför bör det baseras på det faktiska för att mäta efterfrågan och välja en pseudo-slumpmässig sekvens av lämplig längd.