S rastúcim rozšírením laserovej technológie v oblastiach, ako je meranie vzdialenosti, komunikácia, navigácia a diaľkový prieskum Zeme, sa metódy modulácie a kódovania laserových signálov stali rozmanitejšími a sofistikovanejšími. Na zlepšenie odolnosti voči rušeniu, presnosti merania vzdialenosti a účinnosti prenosu dát vyvinuli inžinieri rôzne techniky kódovania vrátane kódu s presnou opakovacou frekvenciou (PRF), kódu s premenlivým intervalom impulzov a pulznej kódovej modulácie (PCM).
Tento článok poskytuje podrobnú analýzu týchto typických typov laserového kódovania, aby vám pomohol pochopiť ich pracovné princípy, technické vlastnosti a aplikačné scenáre.
1. Kód presnej opakovacej frekvencie (kód PRF)
①Technický princíp
PRF kód je metóda kódovania, ktorá prenáša impulzné signály s pevnou opakovacou frekvenciou (napr. 10 kHz, 20 kHz). V laserových systémoch merania vzdialenosti sa každý vrátený impulz rozlišuje na základe jeho presnej emisnej frekvencie, ktorú systém prísne kontroluje.
2Kľúčové vlastnosti
Jednoduchá štruktúra a nízke implementačné náklady
Vhodné pre merania na krátke vzdialenosti a ciele s vysokou odrazivosťou
Jednoduchá synchronizácia s tradičnými elektronickými hodinovými systémami
Menej účinné v zložitých prostrediach alebo scenároch s viacerými cieľmi kvôli riziku„viachodnotová ozvena„rušenie
③Scenáre aplikácií
Laserové diaľkomery, zariadenia na meranie vzdialenosti jedného cieľa, priemyselné kontrolné systémy
2. Kód s premenlivým intervalom impulzov (náhodný alebo kód s premenlivým intervalom impulzov)
①Technický princíp
Táto metóda kódovania riadi časové intervaly medzi laserovými impulzmi tak, aby boli náhodné alebo pseudonáhodné (napr. pomocou generátora pseudonáhodných sekvencií), a nie fixné. Táto náhodnosť pomáha rozlišovať odvrátené signály a minimalizovať viaccestné rušenie.
2Kľúčové vlastnosti
Silná schopnosť odrušiť, ideálna na detekciu cieľov v zložitých prostrediach
Účinne potláča ignorované ozveny
Vyššia zložitosť dekódovania, ktorá vyžaduje výkonnejšie procesory
Vhodné pre vysoko presné meranie vzdialenosti a detekciu viacerých cieľov
③Scenáre aplikácií
Systémy LiDAR, systémy proti UAV/bezpečnostné monitorovacie systémy, vojenské laserové systémy na meranie vzdialenosti a identifikáciu cieľov
3. Pulzná kódová modulácia (PCM kód)
①Technický princíp
PCM je technika digitálnej modulácie, pri ktorej sa analógové signály vzorkujú, kvantizujú a kódujú do binárnej formy. V laserových komunikačných systémoch sa dáta PCM môžu prenášať laserovými impulzmi na dosiahnutie prenosu informácií.
2Kľúčové vlastnosti
Stabilný prenos a vysoká odolnosť voči hluku
Schopný prenášať rôzne typy informácií vrátane zvuku, príkazov a stavových údajov
Vyžaduje synchronizáciu hodín, aby sa zabezpečilo správne dekódovanie v prijímači
Vyžaduje vysokovýkonné modulátory a demodulátory
③Scenáre aplikácií
Laserové komunikačné terminály (napr. optické komunikačné systémy vo voľnom priestore), laserové diaľkové ovládanie rakiet/kozmických lodí, návrat údajov v laserových telemetrických systémoch
4. Záver
Ako„mozog„V prípade laserových systémov určuje technológia laserového kódovania spôsob prenosu informácií a efektívnosť fungovania systému. Od základných PRF kódov až po pokročilú PCM moduláciu sa výber a návrh kódovacích schém stali kľúčom k optimalizácii výkonu laserového systému.
Výber vhodnej metódy kódovania si vyžaduje komplexné zváženie aplikačného scenára, úrovne rušenia, počtu cieľov a spotreby energie systému. Napríklad, ak je cieľom vybudovať systém LiDAR pre 3D modelovanie miest, uprednostňuje sa kód s variabilným intervalom impulzov so silnou odolnosťou proti rušeniu. Pre jednoduché prístroje na meranie vzdialenosti môže postačovať presný kód s opakovacou frekvenciou.
Čas uverejnenia: 12. augusta 2025