Оскільки лазерні технології стають дедалі поширенішими в таких галузях, як вимірювання довжини, зв'язок, навігація та дистанційне зондування, методи модуляції та кодування лазерних сигналів також стають більш різноманітними та складними. Для підвищення стійкості до перешкод, точності вимірювання довжини та ефективності передачі даних інженери розробили різні методи кодування, включаючи прецизійний код з частотою повторення (PRF), код зі змінним інтервалом імпульсів та імпульсно-кодову модуляцію (PCM).
У цій статті наведено поглиблений аналіз цих типових типів лазерного кодування, щоб допомогти вам зрозуміти їхні принципи роботи, технічні особливості та сценарії застосування.
1. Код частоти повторення високої точності (код PRF)
①Технічний принцип
Код PRF – це метод кодування, який передає імпульсні сигнали з фіксованою частотою повторення (наприклад, 10 кГц, 20 кГц). У системах лазерного локатора кожен повернутий імпульс розрізняється на основі його точної частоти випромінювання, яка жорстко контролюється системою.
②Основні характеристики
Проста структура та низька вартість впровадження
Підходить для вимірювань на короткій відстані та цілей з високою відбивною здатністю
Легко синхронізується з традиційними електронними системами годинника
Менш ефективний у складних середовищах або сценаріях з кількома цільовими групами через ризик«багатозначне відлуння«перешкоди
③Сценарії застосування
Лазерні далекоміри, прилади для вимірювання відстані до однієї цілі, системи промислового контролю
2. Код зі змінним інтервалом імпульсів (випадковий або змінний код інтервалу імпульсів)
①Технічний принцип
Цей метод кодування контролює часові інтервали між лазерними імпульсами, щоб вони були випадковими або псевдовипадковими (наприклад, за допомогою генератора псевдовипадкової послідовності), а не фіксованими. Така випадковість допомагає розрізняти зворотні сигнали та мінімізувати багатопроменеві перешкоди.
②Основні характеристики
Потужна протиперешкодна здатність, ідеально підходить для виявлення цілей у складних умовах
Ефективно пригнічує луну-привиди
Вища складність декодування, що вимагає потужніших процесорів
Підходить для високоточної дальності та виявлення кількох цілей
③Сценарії застосування
Системи LiDAR, системи боротьби з БПЛА/моніторингу безпеки, військові лазерні локатори та системи ідентифікації цілей
3. Імпульсно-кодова модуляція (PCM-код)
①Технічний принцип
PCM – це метод цифрової модуляції, в якому аналогові сигнали дискретизуються, квантуються та кодуються у двійкову форму. У лазерних системах зв'язку дані PCM можуть передаватись за допомогою лазерних імпульсів для передачі інформації.
②Основні характеристики
Стабільна передача та висока стійкість до шуму
Здатний передавати різні типи інформації, включаючи аудіо, команди та дані про стан
Потрібна синхронізація годинника для забезпечення належного декодування на приймачі
Вимагає високопродуктивних модуляторів та демодуляторів
③Сценарії застосування
Лазерні комунікаційні термінали (наприклад, системи оптичного зв'язку у вільному просторі), лазерне дистанційне керування ракетами/космічними апаратами, повернення даних у лазерних телеметричних системах
4. Висновок
Як«мозок«У лазерних системах технологія лазерного кодування визначає, як передається інформація та наскільки ефективно працює система. Від базових PRF-кодів до вдосконаленої PCM-модуляції, вибір та проектування схем кодування стали ключовими для оптимізації продуктивності лазерної системи.
Вибір відповідного методу кодування вимагає всебічного врахування сценарію застосування, рівнів перешкод, кількості цілей та споживання енергії системою. Наприклад, якщо метою є створення системи LiDAR для міського 3D-моделювання, перевага надається коду зі змінним інтервалом імпульсів та сильною здатністю захисту від перешкод. Для простих приладів вимірювання відстані може бути достатнім прецизійний код з частотою повторення.
Час публікації: 12 серпня 2025 р.