Análisis de los tipos de codificación láser: principios técnicos y aplicaciones del código de frecuencia de repetición de precisión, el código de intervalo de pulso variable y el código PCM.

A medida que la tecnología láser se extiende en campos como la medición de distancias, las comunicaciones, la navegación y la teledetección, los métodos de modulación y codificación de las señales láser se han diversificado y sofisticado. Para mejorar la capacidad antiinterferencias, la precisión de la medición de distancias y la eficiencia de la transmisión de datos, los ingenieros han desarrollado diversas técnicas de codificación, como el código de frecuencia de repetición de precisión (PRF), el código de intervalo de pulso variable (VPC) y la modulación por codificación de pulsos (PCM).

Este artículo ofrece un análisis en profundidad de estos tipos típicos de codificación láser para ayudarle a comprender sus principios de funcionamiento, características técnicas y escenarios de aplicación.

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

①Principio técnico
El código PRF es un método de codificación que transmite señales de pulso a una frecuencia de repetición fija (por ejemplo, 10 kHz, 20 kHz). En los sistemas de medición láser, cada pulso reflejado se distingue en función de su frecuencia de emisión precisa, la cual está controlada rigurosamente por el sistema.

2Características clave

Estructura simple y bajo coste de implementación

Adecuado para mediciones de corto alcance y objetivos de alta reflectividad

Fácil de sincronizar con sistemas de relojes electrónicos tradicionales

Menos eficaz en entornos complejos o escenarios con múltiples objetivos debido al riesgo de“eco multivalor“interferencia

③Escenarios de aplicación
Telémetros láser, dispositivos de medición de distancia para un solo objetivo, sistemas de inspección industrial

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

①Principio técnico
Este método de codificación controla los intervalos de tiempo entre los pulsos láser para que sean aleatorios o pseudoaleatorios (por ejemplo, mediante un generador de secuencias pseudoaleatorias), en lugar de fijos. Esta aleatoriedad ayuda a distinguir las señales de retorno y a minimizar la interferencia multitrayecto.

2Características clave

Gran capacidad antiinterferencias, ideal para la detección de objetivos en entornos complejos.

Suprime eficazmente los ecos fantasma

Mayor complejidad de decodificación, que requiere procesadores más potentes.

Adecuado para la medición de distancias de alta precisión y la detección de múltiples objetivos.

③Escenarios de aplicación
Sistemas LiDAR, sistemas de vigilancia anti-UAV/de seguridad, sistemas militares de telemetría láser e identificación de objetivos.

3. Modulación por codificación de pulsos (Código PCM)

①Principio técnico
La modulación de contraste de fase (PCM) es una técnica de modulación digital en la que las señales analógicas se muestrean, cuantifican y codifican en formato binario. En los sistemas de comunicación láser, los datos PCM se pueden transmitir mediante pulsos láser para lograr la transmisión de información.

2Características clave

Transmisión estable y alta resistencia al ruido

Capaz de transmitir diversos tipos de información, incluyendo audio, comandos y datos de estado.

Requiere sincronización de reloj para garantizar una decodificación correcta en el receptor.

Requiere moduladores y demoduladores de alto rendimiento.

③Escenarios de aplicación
Terminales de comunicación láser (p. ej., sistemas de comunicación óptica en espacio libre), control remoto láser para misiles/naves espaciales, retorno de datos en sistemas de telemetría láser.

4. Conclusión

Como el“cerebro“En los sistemas láser, la tecnología de codificación láser determina cómo se transmite la información y la eficiencia de su funcionamiento. Desde los códigos PRF básicos hasta la modulación PCM avanzada, la elección y el diseño de los esquemas de codificación se han convertido en elementos clave para optimizar el rendimiento de los sistemas láser.

La selección de un método de codificación apropiado requiere una consideración exhaustiva del escenario de aplicación, los niveles de interferencia, el número de objetivos y el consumo de energía del sistema. Por ejemplo, si el objetivo es construir un sistema LiDAR para el modelado urbano 3D, se prefiere un código de intervalo de pulso variable con alta capacidad antiinterferencias. Para instrumentos de medición de distancia sencillos, un código de frecuencia de repetición de precisión puede ser suficiente.