مع تزايد انتشار تقنية الليزر في مجالات مثل تحديد المدى، والاتصالات، والملاحة، والاستشعار عن بُعد، أصبحت أساليب تعديل وترميز إشارات الليزر أكثر تنوعًا وتطورًا. ولتعزيز قدرة منع التداخل، ودقة تحديد المدى، وكفاءة نقل البيانات، طوّر المهندسون تقنيات ترميز متنوعة، بما في ذلك ترميز تردد التكرار الدقيق (PRF)، وترميز الفاصل النبضي المتغير، وترميز ترميز النبض (PCM).
توفر هذه المقالة تحليلًا متعمقًا لأنواع ترميز الليزر النموذجية هذه لمساعدتك على فهم مبادئ عملها وميزاتها الفنية وسيناريوهات تطبيقها.
1. رمز تردد التكرار الدقيق (رمز PRF)
①المبدأ الفني
رمز PRF هو طريقة ترميز تُرسل إشارات نبضية بتردد تكرار ثابت (مثل 10 كيلوهرتز، 20 كيلوهرتز). في أنظمة تحديد المدى بالليزر، تُميّز كل نبضة مرتدة بناءً على تردد انبعاثها الدقيق، والذي يُتحكم فيه النظام بدقة.
②الميزات الرئيسية
هيكل بسيط وتكلفة تنفيذ منخفضة
مناسب للقياسات قصيرة المدى والأهداف ذات الانعكاسية العالية
من السهل مزامنتها مع أنظمة الساعة الإلكترونية التقليدية
أقل فعالية في البيئات المعقدة أو السيناريوهات متعددة الأهداف بسبب خطر"صدى متعدد القيم”تدخل
③سيناريوهات التطبيق
أجهزة تحديد المدى بالليزر، وأجهزة قياس مسافة الهدف الواحد، وأنظمة التفتيش الصناعية
2. رمز الفاصل الزمني المتغير للنبضة (رمز الفاصل الزمني العشوائي أو المتغير للنبضة)
①المبدأ الفني
تتحكم طريقة الترميز هذه في الفترات الزمنية بين نبضات الليزر لتكون عشوائية أو شبه عشوائية (مثلاً، باستخدام مولد تسلسل شبه عشوائي)، بدلاً من أن تكون ثابتة. تساعد هذه العشوائية على تمييز إشارات العودة وتقليل تداخل المسارات المتعددة.
②الميزات الرئيسية
قدرة قوية على مكافحة التداخل، مثالية لاكتشاف الأهداف في البيئات المعقدة
يقضي بشكل فعال على أصداء الأشباح
تعقيد فك التشفير العالي، مما يتطلب معالجات أكثر قوة
مناسب لقياس المسافات بدقة عالية واكتشاف الأهداف المتعددة
③سيناريوهات التطبيق
أنظمة الليدار، وأنظمة مكافحة الطائرات بدون طيار/مراقبة الأمن، وأنظمة تحديد المدى بالليزر العسكرية وتحديد الأهداف
3. تعديل رمز النبضة (رمز PCM)
①المبدأ الفني
PCM هي تقنية تعديل رقمي، حيث يتم أخذ عينات من الإشارات التناظرية، وتكميمها، وترميزها إلى صيغة ثنائية. في أنظمة الاتصالات بالليزر، يمكن نقل بيانات PCM عبر نبضات ليزر لنقل المعلومات.
②الميزات الرئيسية
نقل مستقر ومقاومة قوية للضوضاء
قادرة على نقل أنواع مختلفة من المعلومات، بما في ذلك الصوت والأوامر وبيانات الحالة
يتطلب مزامنة الساعة لضمان فك التشفير الصحيح في جهاز الاستقبال
يتطلب أجهزة تعديل ومزيلات تعديل عالية الأداء
③سيناريوهات التطبيق
محطات الاتصالات بالليزر (على سبيل المثال، أنظمة الاتصالات البصرية في الفضاء الحر)، والتحكم عن بعد بالليزر للصواريخ/المركبات الفضائية، وإرجاع البيانات في أنظمة القياس عن بعد بالليزر
4. الخاتمة
كما هو الحال"مخ”في أنظمة الليزر، تُحدد تقنية ترميز الليزر كيفية نقل المعلومات وكفاءة تشغيل النظام. بدءًا من رموز PRF الأساسية ووصولًا إلى تعديل PCM المتقدم، أصبح اختيار وتصميم مخططات الترميز عاملًا أساسيًا في تحسين أداء أنظمة الليزر.
يتطلب اختيار طريقة الترميز المناسبة دراسةً شاملةً لسيناريو التطبيق، ومستويات التداخل، وعدد الأهداف، واستهلاك النظام للطاقة. على سبيل المثال، إذا كان الهدف هو بناء نظام ليدار للنمذجة الحضرية ثلاثية الأبعاد، يُفضّل استخدام ترميز ذي فترة نبضية متغيرة مع قدرة قوية على مقاومة التشويش. أما بالنسبة لأجهزة قياس المسافة البسيطة، فقد يكفي استخدام ترميز دقيق بتردد تكراري.
وقت النشر: ١٢ أغسطس ٢٠٢٥