По мере того, как лазерные технологии получают всё большее распространение в таких областях, как дальномерия, связь, навигация и дистанционное зондирование, методы модуляции и кодирования лазерных сигналов также становятся всё более разнообразными и сложными. Для повышения помехоустойчивости, точности дальномерности и эффективности передачи данных инженеры разработали различные методы кодирования, включая код с прецизионной частотой повторения (PRF), код с переменным интервалом импульсов и импульсно-кодовую модуляцию (ИКМ).
В этой статье представлен углубленный анализ типичных типов лазерного кодирования, который поможет вам понять принципы их работы, технические характеристики и сценарии применения.
1. Код точной частоты повторения (код PRF)
①Технический принцип
Код PRF — это метод кодирования, при котором импульсные сигналы передаются с фиксированной частотой повторения (например, 10 кГц, 20 кГц). В системах лазерной локации каждый отраженный импульс различается по точной частоте излучения, которая строго контролируется системой.
②Ключевые особенности
Простая структура и низкая стоимость внедрения
Подходит для измерений на коротких дистанциях и целей с высокой отражательной способностью
Легко синхронизировать с традиционными электронными системами часов
Менее эффективен в сложных условиях или многоцелевых сценариях из-за риска«многозначное эхо”вмешательство
③Сценарии применения
Лазерные дальномеры, приборы измерения расстояния до одной цели, промышленные инспекционные системы
2. Код с переменным интервалом импульсов (код с произвольным или переменным интервалом импульсов)
①Технический принцип
Этот метод кодирования позволяет сделать временные интервалы между лазерными импульсами случайными или псевдослучайными (например, с помощью генератора псевдослучайных последовательностей), а не фиксированными. Эта случайность помогает различать отраженные сигналы и минимизировать многолучевые помехи.
②Ключевые особенности
Высокая помехоустойчивость, идеальная для обнаружения целей в сложных условиях
Эффективно подавляет ложные эхо-сигналы
Более высокая сложность декодирования, требующая более мощных процессоров
Подходит для высокоточного измерения дальности и обнаружения нескольких целей
③Сценарии применения
Системы LiDAR, системы борьбы с БПЛА/системы мониторинга безопасности, военные системы лазерной локации и идентификации целей
3. Импульсно-кодовая модуляция (ИКМ-код)
①Технический принцип
ИКМ — это метод цифровой модуляции, при котором аналоговые сигналы дискретизируются, квантуются и кодируются в двоичную форму. В лазерных системах связи данные ИКМ могут передаваться с помощью лазерных импульсов.
②Ключевые особенности
Стабильная передача и высокая помехоустойчивость
Способен передавать различные типы информации, включая аудио, команды и данные о состоянии.
Требуется синхронизация часов для обеспечения правильного декодирования на приемнике.
Требуются высокопроизводительные модуляторы и демодуляторы
③Сценарии применения
Терминалы лазерной связи (например, системы оптической связи в свободном пространстве), лазерное дистанционное управление ракетами/космическими аппаратами, возврат данных в системах лазерной телеметрии
4. Заключение
Как«мозг”В лазерных системах технология кодирования лазера определяет способ передачи информации и эффективность работы системы. От базовых кодов PRF до сложной модуляции PCM, выбор и разработка схем кодирования стали ключом к оптимизации производительности лазерной системы.
Выбор подходящего метода кодирования требует комплексного анализа сценария применения, уровня помех, количества целей и энергопотребления системы. Например, если целью является создание системы LiDAR для 3D-моделирования городской среды, предпочтительным будет код с переменным интервалом импульсов и высокой помехоустойчивостью. Для простых дальномерных приборов может быть достаточно кода с прецизионной частотой повторения.
Время публикации: 12 августа 2025 г.