Khi công nghệ laser ngày càng phổ biến trong các lĩnh vực như đo khoảng cách, thông tin liên lạc, định vị và cảm biến từ xa, các phương pháp điều chế và mã hóa tín hiệu laser cũng trở nên đa dạng và tinh vi hơn. Để nâng cao khả năng chống nhiễu, độ chính xác đo khoảng cách và hiệu quả truyền dữ liệu, các kỹ sư đã phát triển nhiều kỹ thuật mã hóa khác nhau, bao gồm Mã Tần số Lặp Chính xác (PRF), Mã Khoảng Xung Biến Thiên (Variable Pulse Interval Code) và Điều chế Mã Xung (PCM).
Bài viết này cung cấp phân tích chuyên sâu về các loại mã hóa laser thông thường này để giúp bạn hiểu nguyên lý hoạt động, tính năng kỹ thuật và tình huống ứng dụng của chúng.
1. Mã tần số lặp lại chính xác (Mã PRF)
①Nguyên lý kỹ thuật
Mã PRF là phương pháp mã hóa truyền tín hiệu xung ở tần số lặp lại cố định (ví dụ: 10 kHz, 20 kHz). Trong các hệ thống đo khoảng cách bằng laser, mỗi xung phản hồi được phân biệt dựa trên tần số phát xạ chính xác của nó, được hệ thống kiểm soát chặt chẽ.
②Các tính năng chính
Cấu trúc đơn giản và chi phí triển khai thấp
Thích hợp cho các phép đo tầm ngắn và mục tiêu có độ phản xạ cao
Dễ dàng đồng bộ hóa với hệ thống đồng hồ điện tử truyền thống
Ít hiệu quả hơn trong môi trường phức tạp hoặc các tình huống có nhiều mục tiêu do rủi ro“tiếng vang đa giá trị"sự can thiệp
③Các tình huống ứng dụng
Máy đo khoảng cách laser, thiết bị đo khoảng cách mục tiêu đơn, hệ thống kiểm tra công nghiệp
2. Mã khoảng xung thay đổi (Mã khoảng xung ngẫu nhiên hoặc thay đổi)
①Nguyên lý kỹ thuật
Phương pháp mã hóa này kiểm soát khoảng thời gian giữa các xung laser là ngẫu nhiên hoặc giả ngẫu nhiên (ví dụ: sử dụng bộ tạo chuỗi giả ngẫu nhiên), thay vì cố định. Tính ngẫu nhiên này giúp phân biệt tín hiệu phản hồi và giảm thiểu nhiễu đa đường.
②Các tính năng chính
Khả năng chống nhiễu mạnh mẽ, lý tưởng để phát hiện mục tiêu trong môi trường phức tạp
Hiệu quả ngăn chặn tiếng vọng ma
Độ phức tạp giải mã cao hơn, đòi hỏi bộ xử lý mạnh hơn
Thích hợp cho việc đo khoảng cách có độ chính xác cao và phát hiện nhiều mục tiêu
③Các tình huống ứng dụng
Hệ thống LiDAR, hệ thống giám sát chống UAV/an ninh, hệ thống đo khoảng cách bằng laser quân sự và hệ thống nhận dạng mục tiêu
3. Điều chế mã xung (Mã PCM)
①Nguyên lý kỹ thuật
PCM là một kỹ thuật điều chế số, trong đó tín hiệu tương tự được lấy mẫu, lượng tử hóa và mã hóa thành dạng nhị phân. Trong các hệ thống truyền thông laser, dữ liệu PCM có thể được truyền qua các xung laser để đạt được mục tiêu truyền tải thông tin.
②Các tính năng chính
Truyền tải ổn định và khả năng chống ồn mạnh mẽ
Có khả năng truyền tải nhiều loại thông tin khác nhau, bao gồm âm thanh, lệnh và dữ liệu trạng thái
Yêu cầu đồng bộ hóa đồng hồ để đảm bảo giải mã chính xác tại máy thu
Yêu cầu bộ điều biến và giải điều biến hiệu suất cao
③Các tình huống ứng dụng
Thiết bị đầu cuối truyền thông laser (ví dụ: Hệ thống truyền thông quang học không gian tự do), điều khiển từ xa bằng laser cho tên lửa/tàu vũ trụ, trả về dữ liệu trong hệ thống đo từ xa bằng laser
4. Kết luận
Như“não"Trong các hệ thống laser, công nghệ mã hóa laser quyết định cách thức truyền tải thông tin và hiệu quả hoạt động của hệ thống. Từ mã PRF cơ bản đến điều chế PCM tiên tiến, việc lựa chọn và thiết kế các sơ đồ mã hóa đã trở thành chìa khóa để tối ưu hóa hiệu suất hệ thống laser.
Việc lựa chọn phương pháp mã hóa phù hợp đòi hỏi phải cân nhắc toàn diện về bối cảnh ứng dụng, mức độ nhiễu, số lượng mục tiêu và mức tiêu thụ điện năng của hệ thống. Ví dụ: nếu mục tiêu là xây dựng hệ thống LiDAR cho mô hình hóa 3D đô thị, nên sử dụng mã khoảng xung biến thiên với khả năng chống nhiễu mạnh. Đối với các thiết bị đo khoảng cách đơn giản, mã tần số lặp lại chính xác có thể là đủ.
Thời gian đăng: 12-08-2025