По мере того как лазерные технологии получают все большее распространение в таких областях, как определение расстояния, связь, навигация и дистанционное зондирование, методы модуляции и кодирования лазерных сигналов также становятся все более разнообразными и сложными. Для повышения помехоустойчивости, точности определения расстояния и эффективности передачи данных инженеры разработали различные методы кодирования, включая код с точной частотой повторения (PRF), код с переменным интервалом импульсов и импульсно-кодовую модуляцию (PCM).
В этой статье представлен углубленный анализ типичных типов лазерного кодирования, который поможет вам понять принципы их работы, технические характеристики и сценарии применения.
1. Код с высокой точностью частоты повторения (PRF-код)
①Технический принцип
Код PRF — это метод кодирования, при котором импульсные сигналы передаются с фиксированной частотой повторения (например, 10 кГц, 20 кГц). В лазерных дальномерных системах каждый возвращенный импульс идентифицируется на основе его точной частоты излучения, которая строго контролируется системой.
②Основные характеристики
Простая структура и низкая стоимость внедрения.
Подходит для измерений на малых расстояниях и работы с объектами с высокой отражательной способностью.
Легко синхронизируется с традиционными электронными системами часов.
Менее эффективен в сложных условиях или при многоцелевом воздействии из-за риска«многозначное эхо”помехи
③Сценарии применения
Лазерные дальномеры, приборы для измерения расстояния до одной цели, системы промышленного контроля.
2. Код с переменным интервалом импульсов (случайный или переменный код с интервалом импульсов)
①Технический принцип
Этот метод кодирования позволяет управлять временными интервалами между лазерными импульсами, делая их случайными или псевдослучайными (например, с помощью генератора псевдослучайных последовательностей), а не фиксированными. Такая случайность помогает различать отраженные сигналы и минимизировать многолучевые помехи.
②Основные характеристики
Высокая помехоустойчивость, идеально подходит для обнаружения целей в сложных условиях.
Эффективно подавляет эхо-сигналы.
Более высокая сложность декодирования, требующая более мощных процессоров.
Подходит для высокоточной измерения расстояния и обнаружения нескольких целей.
③Сценарии применения
Системы LiDAR, системы противодействия БПЛА/системы мониторинга безопасности, военные системы лазерной локации и идентификации целей.
3. Импульсно-кодовая модуляция (PCM-код)
①Технический принцип
PCM — это метод цифровой модуляции, при котором аналоговые сигналы дискретизируются, квантуются и кодируются в двоичную форму. В лазерных системах связи данные PCM могут передаваться с помощью лазерных импульсов для осуществления передачи информации.
②Основные характеристики
Стабильная передача данных и высокая помехоустойчивость
Способен передавать различные типы информации, включая аудиоданные, команды и данные о состоянии.
Для обеспечения корректного декодирования на приемнике требуется синхронизация тактовой частоты.
Требуются высокопроизводительные модуляторы и демодуляторы.
③Сценарии применения
Лазерные коммуникационные терминалы (например, системы оптической связи в свободном пространстве), дистанционное управление ракетами/космическими аппаратами с помощью лазера, возврат данных в системах лазерной телеметрии.
4. Заключение
Как«мозг”В лазерных системах технология кодирования определяет способ передачи информации и эффективность работы системы. От базовых кодов PRF до продвинутой модуляции PCM выбор и разработка схем кодирования стали ключевыми факторами оптимизации производительности лазерных систем.
Выбор подходящего метода кодирования требует всестороннего учета сценария применения, уровня помех, количества целей и энергопотребления системы. Например, если цель состоит в создании системы LiDAR для трехмерного моделирования городских территорий, предпочтительнее использовать код с переменным интервалом импульсов и высокой помехоустойчивостью. Для простых приборов измерения расстояния может быть достаточно кода с высокой частотой повторения.
Дата публикации: 12 августа 2025 г.