Analiza tipurilor de codare laser: principii tehnice și aplicații ale codului de frecvență repetitivă de precizie, codului cu interval de impuls variabil și codului PCM

Pe măsură ce tehnologia laser devine din ce în ce mai răspândită în domenii precum telemetria, comunicațiile, navigația și teledetecția, metodele de modulare și codificare a semnalelor laser au devenit, de asemenea, mai diverse și mai sofisticate. Pentru a îmbunătăți capacitatea anti-interferențe, precizia telemetriei și eficiența transmiterii datelor, inginerii au dezvoltat diverse tehnici de codificare, inclusiv codul de frecvență de repetiție de precizie (PRF), codul de interval de impulsuri variabil și modulația codului de impulsuri (PCM).

Acest articol oferă o analiză aprofundată a acestor tipuri tipice de codare laser pentru a vă ajuta să înțelegeți principiile lor de funcționare, caracteristicile tehnice și scenariile de aplicare.

1. Codul de frecvență de repetiție de precizie (Codul PRF)

1.Principiu tehnic
Codul PRF este o metodă de codificare care transmite semnale de impuls la o frecvență de repetiție fixă ​​(de exemplu, 10 kHz, 20 kHz). În sistemele de măsurare a distanței cu laser, fiecare impuls returnat se distinge pe baza frecvenței sale precise de emisie, care este strict controlată de sistem.

2.Caracteristici cheie

Structură simplă și costuri reduse de implementare

Potrivit pentru măsurători pe rază scurtă de acțiune și ținte cu reflectivitate ridicată

Ușor de sincronizat cu sistemele tradiționale de ceas electronic

Mai puțin eficient în medii complexe sau scenarii cu ținte multiple din cauza riscului de„ecou multi-valoare„interferență

③Scenarii de aplicații
Telemetre laser, dispozitive de măsurare a distanței cu țintă unică, sisteme de inspecție industrială

2. Cod cu interval de impulsuri variabil (cod cu interval de impulsuri aleatoriu sau variabil)

1.Principiu tehnic
Această metodă de codificare controlează intervalele de timp dintre impulsurile laser pentru a fi aleatorii sau pseudo-aleatori (de exemplu, utilizând un generator de secvențe pseudo-aleatorii), mai degrabă decât fixe. Această aleatorietate ajută la distingerea semnalelor de retur și la minimizarea interferențelor multipath.

2.Caracteristici cheie

Capacitate anti-interferență puternică, ideală pentru detectarea țintelor în medii complexe

Suprimă eficient ecourile fantomatice

Complexitate mai mare de decodare, necesitând procesoare mai puternice

Potrivit pentru măsurarea distanței de înaltă precizie și detectarea mai multor ținte

③Scenarii de aplicații
Sisteme LiDAR, sisteme de monitorizare a securității/contra-drone, sisteme militare de telemetrie cu laser și de identificare a țintelor

3. Modulația prin codare a impulsurilor (cod PCM)

1.Principiu tehnic
PCM este o tehnică de modulație digitală în care semnalele analogice sunt eșantionate, cuantizate și codificate în formă binară. În sistemele de comunicații laser, datele PCM pot fi transportate prin impulsuri laser pentru a realiza transmiterea informațiilor.

2.Caracteristici cheie

Transmisie stabilă și rezistență puternică la zgomot

Capabil să transmită diverse tipuri de informații, inclusiv audio, comenzi și date de stare

Necesită sincronizare a ceasului pentru a asigura decodarea corectă la receptor

Necesită modulatoare și demodulatoare de înaltă performanță

③Scenarii de aplicații
Terminale de comunicații cu laser (de exemplu, sisteme de comunicații optice în spațiu liber), telecomandă cu laser pentru rachete/nave spațiale, returnare de date în sisteme de telemetrie cu laser

4. Concluzie

Pe măsură ce„creier„În cazul sistemelor laser, tehnologia de codare laser determină modul în care informațiile sunt transmise și cât de eficient funcționează sistemul. De la codurile PRF de bază la modulația PCM avansată, alegerea și proiectarea schemelor de codare au devenit esențiale pentru optimizarea performanței sistemului laser.

Selectarea unei metode de codificare adecvate necesită o analiză cuprinzătoare a scenariului aplicației, a nivelurilor de interferență, a numărului de ținte și a consumului de energie al sistemului. De exemplu, dacă obiectivul este de a construi un sistem LiDAR pentru modelare 3D urbană, este preferat un cod cu interval variabil de impulsuri cu o capacitate puternică de anti-bruiaj. Pentru instrumentele simple de măsurare a distanței, poate fi suficient un cod de frecvență de repetiție de precizie.