第40章 相位声波雷达

相位超声波雷达,在近距离、小范围、开阔地同样具有精准的测量效果,它的工作原理与电磁信号雷达相似,不过是利用超声波进行探测。

通过控制多个超声波能量转换器单元的振动相位和振动幅度,实现超声波束的聚焦、偏转和扫描。

每个能量转换器单元发射的超声波,会像水波纹一样,在在空间中进行叠加,形成一个与水波纹一样的可控波涌阵面,从而实现对特定区域的探测和成像。

相位超声波雷达主要系统组成,是由能量转换器阵列、信号发射与接收单元、波涌相位控制系统、数据处理与显示单元等仪器组成一个联合整体。

能量转换器阵列作用就是由多个独立的压电晶片组成,按一定规律排列,负责发射和接收超声波信号。

信号发射与接收单元就是产生激励信号驱动能量转换器阵列发射超声波,并接收换能器阵列接收到的回波信号,进行放大、滤波等处理。

信号发射与接收单元一个单元只有巴掌大小,却集成了上百个探头。

波涌相位控制系统能够精准的控制信号发射与接收单元的工作时序,形成不同的波涌峰谷叠加,形成干涉和衍射效果。

可以精确调节每个换能器单元的相位和幅度,实现对超声波束的控制,从而有效控制超声波束的测量精度。

数据处理与显示单元就是对接收到的回波信号进行处理,提取出有用的信息,如目标的距离、位置、形状等,并将结果以图像或其他形式显示出来,与电磁雷达一样,或者说与潜水艇所用的声呐很相似。

相位超声波雷达的特点,最主要的就是发射的是超声波,不受电磁电离的干扰,与外界交互的是声波信号,可以有效防止电离破坏。

超声波的波束可控性强,能够快速灵活地改变超声波束的方向和形状,实现对不同区域的快速扫描和聚焦探测。

分辨率高,通过聚焦技术,可以使超声波能量集中在较小的区域内,提高对目标的分辨率,能够检测到更小的目标。