PL 
EnglishDomyślny
Українська📡 Obrazowanie ultradźwiękowe i sonar: echo impulsowe i macierze fazowe
Interaktywny symulator echa impulsowego z macierzą fazową. Steruj i ogniskuj wiązkę za pomocą prawdziwego formowania wiązki opartego na opóźnieniach czasowych, mierz czas powracających ech, by określić odległość celów, i obserwuj budowanie się na żywo obrazu B-scan.
O tej symulacji
Ta symulacja modeluje macierz fazową nadajników ultradźwiękowych, która wysyła krótki impuls, opóźniając emisję każdego elementu, by zogniskować i skierować wiązkę w wybranym kierunku. Fala odbija się od celów w polu, a echa powracające do każdego elementu macierzy są ponownie opóźniane i sumowane (formowanie wiązki odbiorczej), by zrekonstruować, skąd i z jakiej odległości wróciło echo, budując linię po linii obraz B-scan.
🔬 Co pokazuje
Formowanie wiązki metodą opóźnień czasowych: nadawanie steruje i ogniskuje impuls, dokładne pomiary czasu powrotu echa dają odległość (zasięg) do celu, a wielokrotne wiązki pod różnymi kątami budują dwuwymiarowy obraz B-scan przekroju pola.
🎮 Jak korzystać
Dostosuj kąt sterowania wiązki i głębokość ogniskowania, by zobaczyć, jak zmienia się kształt wiązki nadawczej. Dodawaj cele o różnej odległości i kącie, obserwuj powracające echa i budujący się na żywo obraz B-scan.
💡 Czy wiesz, że?
Ta sama zasada formowania wiązki metodą opóźnień czasowych, użyta tutaj do obrazowania medycznego USG, napędza również sonar okrętowy oraz nowoczesne macierze mikrofonów w inteligentnych głośnikach do lokalizacji źródła głosu.
Często zadawane pytania
Jak formowanie wiązki opóźnieniami czasowymi steruje kierunkiem impulsu?
Każdy element macierzy nadaje ten sam impuls, ale z niewielkim, obliczonym opóźnieniem czasowym względem sąsiadów. Te opóźnienia są dobrane tak, by fale z poszczególnych elementów sumowały się konstruktywnie dokładnie w zamierzonym kierunku i ognisku, a destruktywnie gdzie indziej, co efektywnie kieruje i skupia energię akustyczną bez fizycznego poruszania przetwornikiem.
Jak z czasu powrotu echa oblicza się odległość celu?
Ponieważ prędkość dźwięku w danym ośrodku jest znana, czas między wysłaniem impulsu a odebraniem jego echa jest wprost proporcjonalny do podwojonej odległości do celu (fala musi przebyć drogę tam i z powrotem). Odległość = (prędkość dźwięku × czas opóźnienia) / 2.
Czym jest obraz B-scan?
Obraz B-scan (brightness scan) buduje dwuwymiarowy obraz przekroju, wykonując wiele kolejnych wiązek pod różnymi kątami lub z różnych pozycji, a każda linia obrazu odpowiada jednej wiązce, z jasnością pikseli reprezentującą siłę echa odebranego z danej głębokości.
Dlaczego macierze fazowe są używane zamiast pojedynczego przetwornika?
Pojedynczy przetwornik ma stały kierunek wiązki, ustalony fizycznym kształtem elementu. Macierz fazowa pozwala elektronicznie sterować kierunkiem i ogniskiem wiązki poprzez samo sterowanie opóźnieniami, bez ruchomych części, co umożliwia szybkie skanowanie całego obszaru w ułamku sekundy.