连续窄带调频超声波测距方法

D0I:10.13374/i.issn1001-053x.2005.02.060 第27卷第2期 北京科技大学学。报 VoL.27 No.2 2005年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2005 连续窄带调频超声波测距方法 李希胜吴并臻尤佳舒雄鹰 北京科技大学信息工程学院，北京100083 摘要传统的连续调频超声波系统尽管具有平均输出功率高的优点，却需要使用宽带超 声波传感器.本文提出了一种连续窄带调领的超声波测距方法，此方法的一个重要特点是， 通过窄带调频技术，可用普通的超声波传感器取代宽带超声波传感器应用于传统的连续调 频超声波系统中， 关键词连续波；超声波；传感器；测距 分类号TH822;TB559 超声波传感器是靠超声波的特性进行自动1传统的连续调频超声测距系统 检测的.现在，超声波已广泛应用于无损探伤、物 位测量、测厚、测距等领域". 在传统的连续调频超声测距系统中，通常在 通常情况下，超声波测距传感器工作在脉冲 每个重复周期内频率变化是线性的，这种方式便 一回波方式，或连续调频方式列.脉冲一回波式 于后续信号处理. 超声测距系统简单，易于实现.在脉冲一回波式 假定由连续调频超声测距系统发出的信号 系统中，最大的限制因素是其平均发射功率正比 为： 于脉冲宽度.当为了提高测距分辨率而减小超声 Sr()=expG2πfit)exp(-j2πbt),0≤t≤T(1) 波脉冲宽度时，其平均发射功率随之减小.与此 其中，T为重复周期，石是发出的超声波信号的最 同时，为了允许窄脉冲通过，信号处理回路的带 高频率，b是决定频率变化速率的一个常数， 通滤波器的带宽必须加大，从而造成总噪声增 那么，经位于距离D处的物体反射后，接收 加.连续调频式超声测距系统的平均发射功率高 到的回波为： 于脉冲一回波式超声测距系统.在连续调频式超 l0=as0-20ye+7-22,0ssr) 声测距系统中，带通滤波器的品质因数Q可以设 其中，α是一个与介质衰减等因素有关的系数，c 计得较高，从而使总噪声低于脉冲一回波式超声 是介质中的声速， 测距系统.总体来说，通常情况下连续调频式超 对信号进行解调处理以获取相关的距离信 声测距系统的信噪比高于脉冲一回波式超声测 息.首先将信号与信号相乘，然后将得到的信号 距系统.然而，在连续调频式超声测距系统中，超 进行低通滤波，从而有 声波的发射和接收都是连续进行的，因而该系统 S)-aexp[-j2x(T-2D)bi),0st<2D (3) 需要两个超声传感器.这是连续调频超声测距系 统的一大限制. S0=aep(-220.22s1<T④ 本文提出了一种连续窄带调频超声波测距 从式（④）可以看出，位于距离D处的单个目标 方法，它区别于脉冲-回波式超声测距方法和传 产生一个单频的信号，其频率22心正比于距离. 统的连续调频法超声测距方法， 将这个单频信号输入频谱分析仪，那么就会得到 信号S)的频谱： 收稿日期：2004-10-13修回日期：200502-10 作者简介：李希胜(1969一)，男，副教授，博士 s()=aof-2Db (5)

第 2 7 卷 第 2 期 2 0 05 年 4 月 北 京 科 技 大 学 学 报 JO u r n a l o f U n iv e r s iyt o f s e i e n e e a n d eT e h n o l o yg B e ij i n g 、乞 L 2 7 Nb . 2 A P r. 2 0 05 连续窄带调 频超声波测 距方法 李希胜 吴 并臻 尤 佳 舒雄 鹰 北 京科 技大 学信 息工程 学 院 , 北 京 1 0 0 0 8 3 摘 要 传 统 的连 续调 频超 声波 系统 尽 管具有 平 均输 出功 率 高的优 点 , 却 需要使 用 宽带 超 声波 传感 器 . 本 文提 出 了一种 连 续窄 带调 频 的超声 波测 距 方法 . 此方 法 的一 个重 要特 点 是 , 通过 窄带 调频 技术 , 可 用普 通 的超 声波 传感 器取 代 宽带 超声 波传 感器 应用 于传统 的连 续 调 频超 声波 系统 中 . 关键 词 连 续波 ; 超 声波 ; 传 感器 ; 测距 分 类号 T H 8 2 2 : T B 5 5 9 超 声 波传 感器 是靠 超 声波 的特 性 进 行 自动 检测 的 . 现在 , 超声 波 己 广泛 应用 于无 损探 伤 、 物 位 测量 、 测厚 、 测距 等 领 域`叫 . 通 常 情 况下 , 超 声 波 测距 传感 器工 作 在脉 冲 一 回波 方 式『l] , 或连 续 调频 方 式 `划 . 脉冲 一 回波 式 超 声测 距系 统 简 单 , 易于 实现 . 在脉 冲 一 回波 式 系统 中 , 最大 的限制 因素 是 其平 均发 射功 率 正 比 于脉 冲 宽度 . 当为 了提 高测 距分 辨率 而减 小超 声 波脉 冲 宽度 时 , 其平 均 发射 功 率 随之 减 小 . 与此 同 时 , 为 了允 许 窄脉 冲 通 过 , 信 号 处理 回 路 的带 通 滤波 器 的带 宽 必 须加 大 , 从 而 造 成 总 噪 声增 加 . 连 续调 频式 超 声测距 系 统 的平均 发射 功 率高 于脉 冲 一 回波 式超 声 测距 系 统 . 在 连续 调 频 式超 声测 距 系 统 中 , 带通 滤 波器 的品 质因数 Q 可 以设 计得 较 高 , 从 而 使总 噪声 低 于脉 冲 一 回波 式超 声 测 距 系 统 . 总体来说 , 通 常情 况 下连 续 调 频式 超 声 测距 系统 的信 噪 比 高 于 脉 冲 一 回波 式 超 声 测 距 系 统 . 然而 , 在 连续 调频 式 超声 测距 系统 中 , 超 声波 的发 射和 接 收都 是连 续进 行 的 , 因而 该 系统 需要 两个超声 传 感器 . 这 是连 续 调频超 声 测距 系 统 的一 大 限制 . 本 文 提 出 了一 种 连 续 窄 带 调 频 超 声 波 测 距 方法 , 它 区 别 于 脉冲 一回 波式 超 声测 距 方 法和 传 统 的连 续调 频 法超 声 测 距方 法 . 1 传 统 的 连 续 调 频 超 声 测 距 系统 在传 统 的连 续 调频超 声 测距 系 统 中 , 通 常在 每 个重 复周 期 内频 率变 化 是线 性 的 . 这种 方 式便 于后 续 信 号处 理 . 假 定 由连 续 调 频 超 声 测 距 系 统 发 出 的信 号 为 : 从 ()t = e xP 勺2匹石 〕 )t e xP ( 一 j Z二 b产) , 0 ` t ` T ( l ) 其 中 , T 为重 复周 期 , 儿 是发 出 的超 声波 信 号 的最 高频 率 , b 是决 定 频 率变 化 速 率 的一 个 常 数 . 那 么 , 经 位 于距 离 D 处 的物 体 反 射后 , 接 收 到 的 回波 为 : 。 , 入 。 , ZD 、 山 R气)t 二 仅 O T 甘 一 — ) C + asr +(t -T 卫) , o 夕叮 (2) 其 中 , a 是一 个 与 介质 衰 减等 因素 有 关 的系 数 , c 是 介 质 中 的声 速 . 对 信 号进 行 解 调 处 理 以获 取 相 关 的 距 离 信 息 . 首 先 将信 号 与信 号相 乘 , 然后 将 得 到 的信 号 进 行 低 通滤 波 , 从 而有 八、、声./ j4 s( )t 了、了. 一 。 。 x p [ 一 j Z二 (升兰)。t ] , o ` t < 兰 。 , J 、 , . , Z D , 、 ZD _ _ ~ 山气U = 仅 e X P L一1乙兀 — 一D了) , — 5 了吸 1 一 一 C 一 C 从 式 (4 ) 可 以看 出 , 位 于距 离 D 处 的单 个 目标 产 生一 个单 频 的信 号 , 其 频 率 2夕叠 C 正 比 于距 离 . 收稿 日期 : 2 0 0午l 于13 修 回 日期 : 2 0 0 5一-2 10 作 者简 介 : 李希胜 ( 19 6 9一) , 男 , 副 教授 , 博 士 将 这 个单 频信 号 输入 频谱分 析 仪 , 那 么就 会得 到 信 号 (S t) 的频 谱 : 、 八 。 了 。 ZD b ` , 了 ) = a 口叮 一 - 石 ( 5 ) DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2005. 02. 060

Vol.27 No.2 李希胜等：连续窄带调频超声波测距方法 ·251· 根据该信号频谱，即可确定传感器与目标之 文中未将其考虑在内， 间的距离. 连续调频超声测距系统最明显的优点是该 3实验 系统的占空因数为100%，因而具有较高的平均 连续窄带调频超声测距系统电路框图如图1 功率.而无须像脉冲方式一样，因仅在部分时间 所示.本系统采用两个特征频率为200kHz的压 段发送信号，要提高其平均功率，必须发送瞬时 电超声传感器（型号MA200A1,制造商为村田制 功率大的脉冲信号四.在连续调频超声测距系统 作所)作为发射一接收传感器对.低频正弦波信 中，距离测量的分辨率取决于频谱的分辨率和超 号发生器的输出频率设定为500Hz.频率调制是 声信号的带宽，因而发送及接收传感器都需要使 用CMOS集成电路MC14046BCP(一种数字锁相 用宽带超声传感器.然而，通常这种宽带超声传 环路集成电路)的压控振荡器VCO)实现的.作为 感器市场上并不多见且价格昂贵. 数字锁相环路集成电路，MC14046BCP被广泛应 2连续窄带调频超声测距系统 用于频率解调、移相控制等).将压控振荡器的 输出经低通滤波（滤除无效的谐波成分）功率放 在连续窄带调频超声测距系统中，选取超声 大后提供给超声波发射传感器.超声波接收传感 波传感器的特征频率作为调频信号的载波频率， 器的输出经放大后进行解调处理，解调处理也使 用一低频正弦波信号对其实施调制作用.该低频 用了集成电路MC14046BCP.将解调后的信号与 正弦波数据信号为 原始的低频正弦波数据信号进行相位比较，其相 Sr(t)=Aocos(2πfnt) (6) 位差即包含了距离信息， 其中，是调制频率，连续窄带调频超声测距系 统发送的超声信号： 发射传感器 功放 调制器 正弦波发生器 S:)=expj2m6t+Afsin(2元f】 7) 相差输出 接收传感器 放大器 解调器BPF 检测器 其中，6是载波频率，△f是频率调制量峰值. 从位于距离D处的物体反射回来的回波为 图1连续窄带调频超声测距系统电路框图 s0=s--2D) Fig.I Block diagram of the electric circuit used in an ultrasonic c (8) ranging system based on continuous wave narrow bandwidth fre- 使用锁相环路(PL)调频波解调器对信号 quency modulation S(t)进行解调，并使用四阶带通滤波器(BPF)对 采用以上系统，在空气中进行了测距实验. 锁相环路调频波解调器的输出进行滤波以滤除 实验中将反射板正对超声波发射一接收传感器 无用噪声，解调后的信号为 2D 对放置，并前后移动反射板.测量数据如图2所 Sua()=Bcos[2if () (9) 示，在距离为5cm时调整输出调零电路使系统输 其中B是一个与△f及调频波解调器灵敏度有关的 常数.将该解调输出信号与参考信号（原低频调 2 1.8 制数据信号)进行比较，可以得到其相位差： 1.6 △m-=222-42 >1.4 (10) 日1.2 其中，无是数据信号的等效被长. 1 版0.8 如果将超声波发送传感器发送的调频超声 0.6 波信号作为参考信号，那么接收到的超声波信号 0.4 0.2 与参考信号之间的相位差为： 0 5 10 15 20 25 A0=262D+ 距离/cm c 2mA(sin(x/--sinl2x/.(-P)l) (11) 图2采用连续窄带调频超声测距系统的测距实验结果 Fig.2 Distance measurement results by using an ultrasonic ran- 该相位差可作为距离测量的细分尺度，但因为该 ging system based on continuous wave narrow bandwidth fre- 相位差的计算需要通过数字信号处理来实现，本 quency modulation

M〕 1 . 2 7 N 0 . 2 李 希胜 等 : 连续 窄带 调频 超声 波 测距方 法 根 据该 信 号频 谱 , 即可 确定 传感 器 与 目标 之 间的距 离 . 连 续 调 频 超 声 测 距 系 统 最 明 显 的 优 点 是 该 系 统 的 占空 因数 为 10 0% , 因而具 有 较 高 的平 均 功 率 . 而 无 须像 脉 冲 方式 一 样 , 因仅 在 部分 时 间 段 发送 信 号 , 要 提 高其 平 均 功率 , 必 须 发送 瞬 时 功 率 大 的脉 冲信 号 【21 . 在连 续 调频 超 声 测距 系 统 中 , 距 离测 量 的分 辨率 取 决于 频谱 的分 辨 率和 超 声信号 的带 宽 , 因而发 送及 接 收传 感器 都 需要 使 用 宽 带超 声 传感 器 . 然而 , 通 常这 种 宽 带超 声 传 感 器 市场 上 并不 多 见且 价 格 昂贵 「3] . 文 中未将 其 考虑 在 内 . 2 连 续 窄 带 调 频 超 声 测 距 系 统 在连 续 窄 带调 频超 声 测距 系 统 中 , 选取 超 声 波 传感 器 的特 征频 率作 为调 频信 号 的载 波频 率 , 用 一低 频正 弦波 信 号对 其实 施 调制 作用 . 该低 频 正 弦波 数 据信 号 为 凡 T ()t = A o e o s ( 2兀 ` 几)t ( 6 ) 其 中 , 无 是调 制 频 率 . 连续 窄 带调 频 超 声测 距 系 统 发 送 的超 声信 号 : 从( )t 一 p口2 、 详 S` · ( 2 、 )t 〕 ( 7 , 其 中满 是载 波 频率 酒厂是 频 率调 制 量 峰值 . 从 位 于距 离 D 处 的物 体 反射 回 来 的 回波 为 3 实 验 连 续窄 带调 频超 声测 距 系统 电路 框 图如 图 1 所 示 . 本 系 统采 用 两个 特 征频 率 为 2 0 妞 z 的压 电超 声传 感器 (型号 M A 2 0 A I , 制 造 商 为村 田制 作 所 ) 作 为发 射 一 接 收传 感 器对 . 低 频 正弦 波信 号 发 生器 的输 出频 率 设定 为 50 H z . 频 率调 制是 用 C MO S 集 成 电路 M C 1 4 04 6B C P ( 一 种数 字 锁相 环 路集 成 电路 ) 的压控 振 荡器 V( C O) 实现 的 . 作 为 数 字 锁相 环 路集 成 电路 , M 1C 4 o 46 B C P 被 广 泛应 用 于 频率 解 调 、 移 相 控制 等 〔洲 . 将 压控 振 荡 器 的 输 出经低 通 滤波 ( 滤 除无 效 的谐 波成 分 ) 、 功 率放 大 后提 供给 超 声波 发射 传感 器 . 超 声波 接收 传感 器 的输 出经 放 大后 进行 解 调处 理 , 解 调 处理 也使 用 了集 成 电路 M C 14 0 4 6B C .P 将解 调后 的信 号与 原 始 的低频 正 弦波 数据信 号 进行 相位 比较 , 其相 位 差 即包 含 了距 离 信 息 . 发射传感器 卜一月 功放 卜~ 月 调 制器 卜洲叫 正 弦波发生器 接收传感器 卜) }放大器 卜争 解调 器 曰 B P F 相差 检测器 、 (。 一 asr (t 一 份 ( 8 ) 2 厂0h 421 八0`U …… 1 ,1. 1nU1 ǎU 使 用锁 相环 路 (P L )L 调 频 波解 调 器 对 信 号 凡 ()t 进 行 解调 , 并 使用 四阶 带通 滤 波器 (B P )F 对 锁 相 环 路 调频 波 解 调 器 的输 出进 行 滤 波 以滤 除 无用 噪 声 . 解调 后 的信 号为 、 · ( )t 一刀c o s 仁2 、 (卜誓 ): (9 ) 其 中刀是 一个 与八才及调频 波 解调 器灵 敏度 有 关 的 常数 . 将 该解 调输 出信 号 与参 考信 号 ( 原 低频 调 制数 据信 号 )进 行 比较 , 可 以得 到 其相 位 差 : 图 1 连续 窄带 调 频 超声测 距 系统 电 路框 图 F ig . 1 B l o e k d i a g r a m o f th e e le c tir c e icr u i t u s e d i n a n u l t r a s o n i c r a n g i n g s y s t e m b a s e d o n e o n t i n u o u s w a v e n a r or w b a n d w i d th fr e - q u e n e y m o d u l a it o n 采 用 以上 系 统 , 在 空气 中进 行 了测 距 实验 . 实 验 中将 反 射 板 正 对 超 声 波 发 射 一 接 收传 感 器 对 放 置 , 并 前后 移 动 反射 板 . 测 量 数据 如 图 2 所 示 , 在距 离 为 s c m 时 调整 输 出调零 电路 使系 统输 “ 习潺编眼李\ , 一 2昧孕 - D 斗兀 , 不一 几 m ( 1 0 ) 其 中 , 瓜 一 贡 是 数据 信 号 的 等效 波 长 · 如果 将 超 声 波 发送 传 感 器 发 送 的调 频 超 声 波信 号作 为 参考 信号 , 那 么 接收 到 的超 声波 信号 与参 考 信 号之 间 的相 位 差 为 : △必 。 一 2兀 ` 塑 + 2二 、 { s i n ( 2 、 )t 一 s i n 〔2 、 (卜 誉 〕} ( 11) 该相 位 差可 作 为距 离测 量 的细 分尺度 . 但 因为 该 相位 差 的计 算 需要 通过 数字 信 号处 理来 实现 , 本 0 . 4 U 2 0 比二 es se ~ 一 - - - - - - ` - - - 5 10 1 5 2 0 2 5 距 离/ e m 图 2 采用 连续 窄带 调 频超 声测 距系 统 的测 距实 验结 果 F ig . Z D 她t a n “ m e a s u r e m e n t r es u lst by u s iu g a n u ltr a s o icn r a -u g i n g s y s t e m b a s e d o n e o n it n u o u s w a v e n a r r o w b a n d w i d th fer - q u e n e y m o d u l a ti o n . . 目口

·252· 北京科技大学学报 2005年第2期 出为0V.从图中可以看出，输出与输入成线性关 参考文献 系，用直线拟合后，相关系数0.998.实验结果表 [1]李柱峰.基于超声波的微机自动化测距方法，机电工程， 明，通过采用窄带调频，可以使用市场上普通的 2000,176):25 超声传感器来组成超声发射一接收传感器对，而 [2]Gough P T.Continuous transmission FM sonar with one octave bandwidth and no blind time.IEE Proc Part F,1984,131(3): 无须使用价格昂贵的宽带超声传感器，来实现精 270 确测距. [3]Tapson J.Wavemode Locking:a new measurement modality for proximity sensors.Ultrasonics,1998,36(1-5):53 4结论 [4]樊秀云，袁嗣杰.伪码数字相关在超声波测距中的应用 装备指挥技术学院学报，2002,13(3)：77 本文提出了一一种连续窄带调频超声测距方 们金基灿，王绍纯，采用单片机的同步外差相敏检波器.北 法.相对于脉冲超声波而言，在本超声波测距方 京科技大学学报，1994,16(5)：469 [句李希胜，金基灿，王绍纯，相敏检测系统中自动移相的实 法中，连续发射超声波，可以用较低的瞬时超声 现方法.数据采集与处理，1995,10(3224 波功率实现较高的平均发射功率，连续窄带调频 [)李希胜，王绍纯.连铸热坯双频涡流探伤技术.北京科技 超声测距方法的一个显著特点是通过采用窄带 大学学报，1995.17(4)：361 [⑧)吴红斌，赵家贵，变频调速中的电压测量技术，北京科技 调频，可以使用市场上普通的超声传感器来组成 大学学报，1994,16(5)：459 超声发射一接收传感器对，而无须使用价格昂贵 [9]LiX,Wang S.Improvement of boxcar integrator and application 的宽带超声传感器. to low resistance measurement of inductive load coil,J Univ Sci Technol Beijing,1998,5(3):180 Distance measurement with an ultrasonic ranging system based on continuous wave narrow bandwidth frequency modulation LI Xisheng,WU Bingzhen,YOU Jia,SHU Xiongying Information Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT Despite the advantage of high average power output,a wide bandwidth ultrasonic transducer is needed in the ultrasonic ranging system with traditional continuous wave frequency modulation.But the transducer with wide bandwidth is not commonly available.This paper proposed a new method of distance measurement named the continuous wave narrow bandwidth frequency modulation(CWNBFM)method.An important feature of the ultrasonic ranging system with CWNBFM is that by using narrow bandwidth frequency modulation,a common- ly commercial available ultrasonic transducer instead of the wide bandwidth ultrasonic transducer can be used in this system. KEY WORDS continuous wave;ultrasonic;transducer;distance measurement

一 2 5 2 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 0 5 年 第 2 期 出为 O V . 从 图 中可 以看 出 , 输 出与输 入成 线 性 关 系 , 用 直 线拟 合 后 , 相关 系 数 .0 9 98 . 实验 结 果表 明 , 通 过采 用 窄带 调 频 , 可 以使用 市 场上 普 通 的 超 声传 感 器 来 组成 超 声发射 一 接 收传 感器 对 , 而 无 须 使用 价格 昂贵 的宽带 超声 传感 器 , 来实现 精 确 测 距 . 参 考 文 献 4 结 论 本 文 提 出 了一 种 连 续 窄 带 调 频 超 声 测 距 方 法 . 相 对 于脉 冲超 声波 而 言 , 在 本超 声 波 测距 方 法 中 , 连 续发 射 超 声波 , 可 以用 较低 的瞬 时超 声 波 功率 实现较 高 的平 均发 射 功率 . 连 续 窄带 调频 超 声测 距 方 法 的一 个显 著特 点是 通 过采 用 窄带 调 频 , 可 以使用 市场 上普 通 的超 声传 感器 来 组成 超 声发 射 一 接 收传 感 器对 , 而 无须 使 用价 格 昂贵 的宽带 超 声传 感 器 . 【l] 李柱 峰 . 基 于超 声 波 的微 机 自动 化测距 方 法 , 机 电工 程 , 2 0 0 0 , 1 7 ( 6 ) : 2 5 [2 ] G o u hg P .T C O ll ti nuo u s tr an s m i s s i o n FM s o n ar w it h o n e o e t va e b an dw id t】1 an d n o b l i n d t而 e . I E E P r o e P a rt F , 19 8 4 , 1 3 1 ( 3 ) 2 7 0 【3 ] 毛切s o n J . 环厄v em o d e L o e k in g : a n ew m e a s u re m ent m o d a lity of r P r ox 加ity s e n s o r s . U l t r a s o n i c s , 1 99 8 , 3 6 ( 1 一 5) : 5 3 4[] 樊秀 云 , 袁 嗣杰 . 伪 码数 字 相关在 超 声波 测距 中 的应 用 . 装备 指挥 技术 学院 学报 , 2 0 0 2 , 13 ( 3) : 7 7 5[] 金基 灿 , 王 绍纯 . 采用 单片 机 的同步 外差 相敏 检波 器 . 北 京科 技 大学 学报 , 19 94 , 1 6( 5 ) : 4 6 9 6[] 李希 胜 , 金 基灿 , 王绍 纯 . 相敏 检测 系统 中 自动 移相 的实 现 方法 . 数 据采 集 与处 理 , 19 9 5 , 1 0 ( 3 ) : 2 2 4 7[] 李希 胜 , 王 绍 纯 . 连铸 热坯 双频 涡流 探伤 技 术 北京 科技 大 学 学报 , 1 9 95 , 17 ( 4) : 3 6 1 8[ ] 吴 红斌 , 赵家 贵 . 变 频调 速 中的 电压测 量技 术 . 北京 科技 大 学 学报 , 1 9 94 , 16 ( 5 ) : 4 59 汇9 ] L I X , W ia 堪 S . Im P r o v em e nt o f b o xc ar i nte g r at o r an d ap P li e at i o n t o l o w r e s i s t an c e m e as u re m e lt o f i n du e t l , e l o a d e o i l , J U n iv s e i cT e h n o l B e ij i n g , 19 9 8 , 5 ( 3) : 18 0 D i s t an c e m e a s u r e m e nt w i t h an u ltr a s o n i c r an g i n g s y s t e m b a s e d o n c o n t i n u o u s W va e n ar o w b a n dw i d th fr e qu e n e y m o du l at i o n LI iX ` h e gn , 砰U iB 刀g , he n, I勺 U iJ a , 二丈叮U Xi 田诬幻 夕 i ng I n fo mr at i o n E n g ine e r i n g S e h o o l , nU i v ers ity o f s e i en e e an d eT e hn o l o gy B e ij in g , B e ij i n g l 0 0 0 8 3 , C h in a A B S T R A C T D e s P i t e ht e a dV a n t ag e o f ih gh va e r a g e P o w e r o t l t Put , a w i d e b an dw i d t l l u l tr a s o in e tr 肌 s d u c e r 1 5 n e e d e d i n ht e u l t r a s o n i e r a n g l gn s y s t e m w iht tr iad it on a l c o n t i n t l o u s w va e fer qu e n e y m o du l at ion . B ut ht e tr an s d u e e r 丽 ht w i d e b an dWi d t 1 1 i s n o t e o m o n l y va ia l ab l e . T ih s P ap e r P r op o s e d a ne w m o th O d o f d i s t an e e m e a s ur e m e nt n am e d ht e c o nt i nuo u s w aV e n ar o w b an d w i dht fr e明 e n cy m o du lat i o n ( C W N B FM ) m e t】1 ( , d . nA i mP o rt ant fe a t川, e o f ht e u l tr a s o n i c ar gn i n g s y s t em iW ht C W N B F M 1 5 ht at by u s i n g n aor w b an d诫d t l l fer q u e n e y m o d u lat i o n , a e o m m o n - ly e o m m e r e i a l va ia l ab l e u ltr a s o n i e tr an s du e e r in s t e a d o f t he w i d e b an d w i d t 1 i u ltr a s o in c tr an s du e er e an b e u s e d i n ht i s s y s t e m . K E Y W O R I ) 5 e o in i n u o u s w va e ; u ltr a s o n i e ; tr an s d u e e r ; di s t an e e m e a s ur e m e in