几十上百KHz的超声波，在城市环境定向发送和接收，可以传送多远？

BG3HAX

有一个项目，设想用超声波作为载波单向传递信息，信息可能是音频语音，也可能是二进制编码。
用超声波的优点：
1、接收端被城市其它噪音干扰的可能性大为减少；
2、容易实现定向发送，被便携式移动接收机定向接收，排除干扰；
3、接收机容易做成窄带，提高信噪比；
问题：
1、超声波最大可以传送多远？
2、可否作为载波，被音频调制？
3、可否加载传递编码（如8位、16位）？
4、一个城镇，设置几千个这样的超声波定向发射点（发射点间距约500米，比如，每个十字路口），便携移动接收端可否唯一通过调整接收方向、只接受强信号，来选择接收指定的信号？

t3486784401

以 38khz 测距模块 SR04 为例，功率不超过 0.1W，测距距离一般 10m 以内。
传输的话假定单向不用考虑回波，0.1W 也就 10-20m 距离。

拉远的话，同样发散角的波束，功率基本是正比于距离的平方。按照上述估算的话，500m 怎么也得几十瓦的发射功率

修理工005

空气弹性太大了，不是很适合超声波传播。一般只适合20KHz以下的声波，200KHz的超声波0.3米远已经衰减巨大了。需要在液体介质内传播。
参考医院超声波检查时都需要涂抹介质凡士林油，不然都看不到反射信号了。
汽车上用的超声波雷达一般20--40KHz的频率。高了根本不好用。

ro0t

搭个测试环境测测最直接

单片机搭个这样的系统不算复杂

starxi

声波定向能已经实现，就是把音频信号调制到40KHz载波上，用超声波扬声器阵列发出，可听距离可达3Km

海河

上百K那不就是长波了吗。

修理工005

海河 发表于 2024-7-27 11:20
上百K那不就是长波了吗。

声波也有很高频率的，不是电磁波的。水声声纳200KHz很常见。眼科超声设备的声波频率是上MHz的. 是超声波的，不是电磁波的。

MT4S301

海河 发表于 2024-7-27 11:20
上百K那不就是长波了吗。

波长=介质中波的速度÷频率
空气中声速比电磁波慢得多。不能拿电磁波的波长对应频率关系套用在声波上

润吉地

是用机械波还是电磁波传送？国外60年代已经有很详细的研究了。有数字应用也有超窄带音频传输应用

海河

MT4S301 发表于 2024-7-27 14:05
波长=介质中波的速度÷频率
空气中声速比电磁波慢得多。不能拿电磁波的波长对应频率关系套用在声波上

是直接用震动波。

duke83

您想传多远？
中国 BPC 对时电波于商丘发射低频电波，频率 68.5KHz 发射功率 90KW 可以涵盖大部分中国地区。
日本 JJY 对时电波于九州与福岛发射低频电波，频率 ˊ60KHz 与 40HHz 发射功率 50KW 可以涵盖日本地区。
全世界有多个电时电波发射台，直接看图最清楚。


广播辐射的范围与天线的增益大小关系巨大，不足再以发射功率来弥补。
以福岛台（近核电厂）频率 40KHz 来说其天线高 250 米，有效电场辐射才 13KW ERP，换算其天线增益约 -5.8 dBd。
所以商丘使用高频段的 68.5KHz，天线就可以不必那么巨大了。

天线是物理性的元件受制于频率波长很难透过科技技术来突破尺寸的限制，所以建议往高频率如 UHF 来评估会相对简单的多。

zhonggj

直接使用UHF段频率，配合定向天线，信号特殊编码。
这样应该比声波的稳定，体积小，还成本低