ככל שטכנולוגיית הלייזר הופכת נפוצה יותר ויותר בתחומים כמו מדידת טווח, תקשורת, ניווט וחישה מרחוק, גם שיטות המודולציה והקידוד של אותות לייזר הפכו מגוונות ומתוחכמות יותר. כדי לשפר את יכולת מניעת ההפרעות, דיוק המדידה ויעילות העברת הנתונים, מהנדסים פיתחו טכניקות קידוד שונות, כולל קוד תדר חזרות מדויק (PRF), קוד מרווח דופק משתנה ואפנון קוד דופק (PCM).
מאמר זה מספק ניתוח מעמיק של סוגי קידוד לייזר אופייניים אלה כדי לעזור לך להבין את עקרונות העבודה שלהם, המאפיינים הטכניים ותרחישי היישום שלהם.
1. קוד תדר חזרה מדויק (קוד PRF)
①עיקרון טכני
קוד PRF הוא שיטת קידוד המשדרת אותות פולסים בתדר חזרה קבוע (למשל, 10 קילוהרץ, 20 קילוהרץ). במערכות מדידה בלייזר, כל פולס מוחזר מובחן על סמך תדר הפליטה המדויק שלו, הנשלט בקפידה על ידי המערכת.
②תכונות עיקריות
מבנה פשוט ועלות יישום נמוכה
מתאים למדידות לטווח קצר ולמטרות בעלות רפלקטיביות גבוהה
קל לסנכרון עם מערכות שעון אלקטרוניות מסורתיות
פחות יעיל בסביבות מורכבות או בתרחישים מרובי מטרות עקב הסיכון ל"הד רב-ערכי"הַפרָעָה
③תרחישי יישום
מדי טווח לייזר, מכשירי מדידת מרחק למטרה בודדת, מערכות בדיקה תעשייתיות
2. קוד מרווח דופק משתנה (קוד מרווח דופק אקראי או משתנה)
①עיקרון טכני
שיטת קידוד זו שולטת במרווחי הזמן בין פולסי לייזר כך שיהיו אקראיים או פסאודו-אקראיים (למשל, באמצעות מחולל רצפים פסאודו-אקראי), ולא קבועים. אקראיות זו מסייעת להבחין בין אותות חוזרים ולמזער הפרעות מרובות נתיבים.
②תכונות עיקריות
יכולת חזקה נגד הפרעות, אידיאלית לגילוי מטרות בסביבות מורכבות
מדכא ביעילות הדים של רפאים
מורכבות פענוח גבוהה יותר, הדורשת מעבדים חזקים יותר
מתאים לגילוי טווח מדויק ומטרות מרובות
③תרחישי יישום
מערכות LiDAR, מערכות ניטור נגד כטב"מים/ביטחון, מערכות זיהוי מטרות וטווח לייזר צבאי
3. אפנון קוד דופק (קוד PCM)
①עיקרון טכני
PCM היא טכניקת אפנון דיגיטלית שבה אותות אנלוגיים נדגמים, מכמתים ומקודדים לצורה בינארית. במערכות תקשורת לייזר, נתוני PCM יכולים להישאב באמצעות פולסי לייזר כדי להשיג העברת מידע.
②תכונות עיקריות
שידור יציב ועמידות חזקה לרעש
מסוגל להעביר סוגים שונים של מידע, כולל שמע, פקודות ונתוני סטטוס
דורש סנכרון שעון כדי להבטיח פענוח תקין במקלט
דורש מודולטורים ודמודולטורים בעלי ביצועים גבוהים
③תרחישי יישום
מסופי תקשורת לייזר (למשל, מערכות תקשורת אופטיות בחלל חופשי), שלט רחוק לייזר לטילים/חלליות, החזרת נתונים במערכות טלמטריה לייזר
4. סיכום
כמו ה-"מוֹחַ"של מערכות לייזר, טכנולוגיית קידוד הלייזר קובעת כיצד מידע מועבר וכמה יעילה המערכת פועלת. מקודי PRF בסיסיים ועד למודולציה מתקדמת של PCM, הבחירה והתכנון של סכמות קידוד הפכו למפתח לאופטימיזציה של ביצועי מערכת הלייזר.
בחירת שיטת קידוד מתאימה דורשת שיקול דעת מקיף של תרחיש היישום, רמות ההפרעות, מספר המטרות וצריכת החשמל של המערכת. לדוגמה, אם המטרה היא לבנות מערכת LiDAR עבור מידול תלת-ממדי עירוני, עדיף קוד בעל מרווחי פולסים משתנים עם יכולת חזקה נגד חסימה. עבור מכשירי מדידת מרחק פשוטים, קוד תדר חזרה מדויק עשוי להספיק.
זמן פרסום: 12 באוגוסט 2025