Análise dos tipos de codificación láser: principios técnicos e aplicacións do código de frecuencia de repetición de precisión, o código de intervalo de pulso variable e o código PCM

A medida que a tecnoloxía láser se estende cada vez máis en campos como a medición de distancias, a comunicación, a navegación e a teledetección, os métodos de modulación e codificación dos sinais láser tamén se diversificaron e sofisticaron. Para mellorar a capacidade antiinterferencias, a precisión da medición de distancias e a eficiencia da transmisión de datos, os enxeñeiros desenvolveron varias técnicas de codificación, como o código de frecuencia de repetición de precisión (PRF), o código de intervalo de pulso variable e a modulación de código de pulso (PCM).

Este artigo ofrece unha análise en profundidade destes tipos típicos de codificación láser para axudarche a comprender os seus principios de funcionamento, as súas características técnicas e os seus escenarios de aplicación.

1. Código de frecuencia de repetición de precisión (código PRF)

1.Principio técnico
O código PRF é un método de codificación que transmite sinais de pulso a unha frecuencia de repetición fixa (por exemplo, 10 kHz, 20 kHz). Nos sistemas de medición de distancia por láser, cada pulso devolto distínguese en función da súa frecuencia de emisión precisa, que está estritamente controlada polo sistema.

2.Características principais

Estrutura sinxela e baixo custo de implementación

Adecuado para medicións de curto alcance e obxectivos de alta reflectividade

Fácil de sincronizar cos sistemas de reloxo electrónico tradicionais

Menos eficaz en contornas complexas ou escenarios con varios obxectivos debido ao risco de"eco multivalor"interferencia

③Escenarios de aplicación
Telémetros láser, dispositivos de medición de distancia de obxectivo único, sistemas de inspección industrial

2. Código de intervalo de pulso variable (código de intervalo de pulso aleatorio ou variable)

1.Principio técnico
Este método de codificación controla os intervalos de tempo entre os pulsos láser para que sexan aleatorios ou pseudoaleatorios (por exemplo, usando un xerador de secuencias pseudoaleatorias), en lugar de fixos. Esta aleatoriedade axuda a distinguir os sinais de retorno e minimizar a interferencia por traxectorias múltiples.

2.Características principais

Forte capacidade antiinterferencia, ideal para a detección de obxectivos en contornas complexas

Suprime eficazmente os ecos pantasma

Maior complexidade de descodificación, que require procesadores máis potentes

Adecuado para medición de distancias de alta precisión e detección de varios obxectivos

③Escenarios de aplicación
Sistemas LiDAR, sistemas de vixilancia de seguridade/contra-UAV, sistemas militares de medición de distancias láser e identificación de obxectivos

3. Modulación por código de pulsos (código PCM)

1.Principio técnico
A PCM é unha técnica de modulación dixital na que os sinais analóxicos se mostrean, cuantizan e codifican en forma binaria. Nos sistemas de comunicación láser, os datos PCM pódense transportar mediante pulsos láser para lograr a transmisión de información.

2.Características principais

Transmisión estable e forte resistencia ao ruído

Capaz de transmitir varios tipos de información, incluíndo audio, comandos e datos de estado

Require sincronización do reloxo para garantir unha descodificación axeitada no receptor

Require moduladores e demoduladores de alto rendemento

③Escenarios de aplicación
Terminais de comunicación láser (por exemplo, sistemas de comunicación óptica en espazo libre), control remoto láser para mísiles/naves espaciais, retorno de datos en sistemas de telemetría láser

4. Conclusión

Como o"cerebro"Nos sistemas láser, a tecnoloxía de codificación láser determina como se transmite a información e a eficiencia con que funciona o sistema. Desde os códigos PRF básicos ata a modulación PCM avanzada, a elección e o deseño dos esquemas de codificación convertéronse en clave para optimizar o rendemento do sistema láser.

A selección dun método de codificación axeitado require unha consideración exhaustiva do escenario da aplicación, os niveis de interferencia, o número de obxectivos e o consumo de enerxía do sistema. Por exemplo, se o obxectivo é construír un sistema LiDAR para a modelaxe 3D urbana, prefírese un código de intervalo de pulso variable cunha forte capacidade antiinterferencias. Para instrumentos de medición de distancia sinxelos, pode ser suficiente un código de frecuencia de repetición de precisión.