Wraz z rosnącym upowszechnieniem technologii laserowej w takich dziedzinach jak pomiar odległości, komunikacja, nawigacja i teledetekcja, metody modulacji i kodowania sygnałów laserowych stają się coraz bardziej zróżnicowane i zaawansowane. Aby zwiększyć odporność na zakłócenia, dokładność pomiaru odległości i wydajność transmisji danych, inżynierowie opracowali różne techniki kodowania, w tym kodowanie precyzyjnej częstotliwości powtarzania (PRF), kodowanie o zmiennym interwale impulsów (VAR) oraz modulację kodowo-impulsową (PCM).
W tym artykule znajdziesz szczegółową analizę tych typowych metod kodowania laserowego, która pomoże Ci zrozumieć ich zasady działania, cechy techniczne i scenariusze zastosowań.
1. Kod częstotliwości powtarzania precyzyjnego (kod PRF)
①Zasada techniczna
Kod PRF to metoda kodowania, która polega na przesyłaniu sygnałów impulsowych z ustaloną częstotliwością powtarzania (np. 10 kHz, 20 kHz). W laserowych systemach pomiaru odległości każdy odbity impuls jest rozróżniany na podstawie jego precyzyjnej częstotliwości emisji, która jest ściśle kontrolowana przez system.
②Główne cechy
Prosta struktura i niskie koszty wdrożenia
Nadaje się do pomiarów krótkiego zasięgu i celów o wysokim współczynniku odbicia
Łatwa synchronizacja z tradycyjnymi elektronicznymi systemami zegarowymi
Mniej skuteczne w złożonych środowiskach lub scenariuszach obejmujących wiele celów ze względu na ryzyko„echo wielowartościowe”ingerencja
③Scenariusze zastosowań
Dalmierze laserowe, urządzenia do pomiaru odległości pojedynczego celu, systemy kontroli przemysłowej
2. Kod o zmiennym interwale impulsów (kod losowy lub o zmiennym interwale impulsów)
①Zasada techniczna
Ta metoda kodowania kontroluje odstępy czasu między impulsami lasera, aby były losowe lub pseudolosowe (np. za pomocą generatora sekwencji pseudolosowych), a nie stałe. Ta losowość pomaga odróżnić sygnały powrotne i zminimalizować interferencję wielodrożną.
②Główne cechy
Silne właściwości przeciwzakłóceniowe, idealne do wykrywania celów w złożonych środowiskach
Skutecznie tłumi echa duchów
Większa złożoność dekodowania, wymagająca mocniejszych procesorów
Nadaje się do precyzyjnego pomiaru odległości i wykrywania wielu celów
③Scenariusze zastosowań
Systemy LiDAR, systemy monitorowania bezpieczeństwa/przeciwdziałania bezzałogowym statkom powietrznym, wojskowe systemy laserowego pomiaru odległości i identyfikacji celów
3. Modulacja kodowo-impulsowa (kod PCM)
①Zasada techniczna
PCM to cyfrowa technika modulacji, w której sygnały analogowe są próbkowane, kwantyzowane i kodowane do postaci binarnej. W systemach komunikacji laserowej dane PCM mogą być przesyłane za pomocą impulsów laserowych w celu transmisji informacji.
②Główne cechy
Stabilna transmisja i wysoka odporność na zakłócenia
Możliwość przesyłania różnych typów informacji, w tym dźwięku, poleceń i danych o stanie
Wymaga synchronizacji zegara w celu zapewnienia prawidłowego dekodowania w odbiorniku
Wymaga modulatorów i demodulatorów o wysokiej wydajności
③Scenariusze zastosowań
Terminale komunikacji laserowej (np. systemy komunikacji optycznej w wolnej przestrzeni), zdalne sterowanie laserowe pociskami rakietowymi/statkami kosmicznymi, przesyłanie danych w systemach telemetrii laserowej
4. Wnioski
Jako„mózg”W systemach laserowych technologia kodowania laserowego decyduje o sposobie przesyłania informacji i wydajności działania systemu. Od podstawowych kodów PRF po zaawansowaną modulację PCM, wybór i projektowanie schematów kodowania stały się kluczowe dla optymalizacji wydajności systemów laserowych.
Wybór odpowiedniej metody kodowania wymaga kompleksowego rozważenia scenariusza zastosowania, poziomów zakłóceń, liczby celów oraz zużycia energii przez system. Na przykład, jeśli celem jest zbudowanie systemu LiDAR do modelowania przestrzennego obszarów miejskich, preferowany jest kod o zmiennym interwale impulsów i silnych właściwościach przeciwzakłóceniowych. W przypadku prostych przyrządów do pomiaru odległości wystarczający może być precyzyjny kod częstotliwości powtarzania.
Czas publikacji: 12 sierpnia 2025 r.