Діапазон ультразвукової дальномерної системи

Розроблена ультразвукова система визначення дальності має дальність понад 32 метри, ширину променя менше 100 і смугу частот приблизно 4 кГц (22-25,5 кГц). Якщо використовується комбінована структура ультразвукового перетворювача, смугу пропускання можна розширити до 8 кГц. Ультразвукова система вимірювання дальності великого радіусу дії, що складається з такого перетворювача, може відповідати вимогам застосування системи допомоги водієві або безпілотної бойової платформи. Основна робота та висновки такі:

Математичні вирази радіальної вібрації та осьової моди вібрації створено ультразвукові перетворювачі , що забезпечує теоретичну основу для проектування та виготовлення мікромалих приймачів. Запропоновано комбіновану структурну схему перетворювача 'п'єзоелектричний вібратор дискового типу як основний перетворювач і перетворювач як допоміжний приймач', що забезпечує новий вимір для розширення діапазону частот п'єзоелектричного ультразвукового перетворювача. Використовуючи характеристики лінійного поширення звукових хвиль у зоні Френеля джерела звуку, розроблено та виготовлено ультразвукову хвилю з унікальною структурою акустичного вікна.

 The Ультразвуковий датчик вимірювання відстані забезпечує нове структурне рішення для покращення характеристик багатопроменевої інтерференції ультразвукового перетворювача. Запропоновано оптимальний метод проектування двотактного перетворювача та формулу розрахунку ефективності перетворення енергії. Удосконалено традиційний метод проектування двотактного перетворювача та покращено ефективність електромеханічного перетворення енергії ультразвукового генератора. Щоб придушити явище 'реверберації' в системі ультразвукового вимірювання великого діапазону, аналізуються та вимірюються характеристики імпедансу п'єзоелектричного перетворювача, розроблено та виготовлено схему узгодження імпедансу п'єзоелектричного перетворювача, а також використовується ультразвуковий процес поширення. У характеристиках ослаблення поглинання енергії була розроблена та виготовлена ​​нова схема змінного посилення часу. Для того, щоб покращити надійність і продуктивність у реальному часі представлено ультразвуковий датчик відстані , метод виявлення кореляції огинаючої та грубий і точний двоетапний цифровий кореляційний алгоритм, а також наведено застосування алгоритму згортки (метод визначення відповідності) для розрахунку часу діапазону. Модифікована формула вдосконаленого алгоритму модуляції та демодуляції ASK (модуляція ASK PSK демодуляції) запропонована для підвищення ефективності ультразвукової вимірювальної системи проти багатопроменевої перешкоди.

The Ультразвуковий датчик для вимірювання відстані, розроблений вищевказаними теоретичними методами та технічними засобами, перевищує максимальну робочу відстань (30 метрів) найдосконаліших ультразвукових датчиків серії American Airducer. Поки що запропоновано модуляцію ASK на основі MSK і демодуляцію PSK. Алгоритм може збільшити приріст обробки ультразвукової системи визначення дальності більш ніж на 20 дБ (довжина послідовності M); у той час як використовується грубий і точний двоетапний цифровий кореляційний алгоритм, швидкість обчислення вища, ніж прямий алгоритм (k є товстим). Коефіцієнт тонкої крокової відстані k> 1. Наведені вище висновки вказують на те, що програмні та апаратні методи та теоретичні методи, прийняті або запропоновані в цьому документі, можуть допомогти збільшити робочу відстань ультразвукового перетворювача та розширити робочий діапазон частот ультразвукового перетворювача. Це покращує спрямованість і здатність ультразвукового датчика запобігати багатопроменевим перешкодам, а також покращує коефіцієнт підсилення в реальному часі та обробки ультразвукової системи визначення дальності.

Хоча технічні показники в Ультразвуковий перетворювач для вимірювання відстані відповідає вимогам конструкції, існуючі ультразвукові перетворювачі, ультразвукові передавальні та приймальні плати є лише тестовими прототипами щодо механічної структури, конструкції схеми, виробничого процесу та експериментальних методів. З іншого боку, є ще деякі незадовільні речі, і рибу потрібно покращувати.