เนื่องจากเทคโนโลยีเลเซอร์แพร่หลายมากขึ้นในด้านต่างๆ เช่น การวัดระยะ การสื่อสาร การนำทาง และการสำรวจระยะไกล วิธีการปรับสัญญาณและการเข้ารหัสสัญญาณเลเซอร์จึงมีความหลากหลายและซับซ้อนมากขึ้นเช่นกัน เพื่อเพิ่มความสามารถในการต้านทานการรบกวน ความแม่นยำในการวัดระยะ และประสิทธิภาพการส่งข้อมูล วิศวกรได้พัฒนาเทคนิคการเข้ารหัสต่างๆ รวมถึงรหัสความถี่การทำซ้ำที่แม่นยำ (Precision Repetition Frequency Code: PRF Code) รหัสช่วงเวลาพัลส์แปรผัน (Variable Pulse Interval Code: VIP Code) และการปรับสัญญาณแบบรหัสพัลส์ (Pulse Code Modulation: PCM)
บทความนี้จะวิเคราะห์เจาะลึกเกี่ยวกับประเภทการเข้ารหัสด้วยเลเซอร์ทั่วไปเหล่านี้ เพื่อช่วยให้คุณเข้าใจหลักการทำงาน คุณสมบัติทางเทคนิค และสถานการณ์การใช้งาน
1. รหัสความถี่การทำซ้ำที่แม่นยำ (รหัส PRF)
①หลักการทางเทคนิค
รหัส PRF เป็นวิธีการเข้ารหัสที่ส่งสัญญาณพัลส์ด้วยความถี่การทำซ้ำคงที่ (เช่น 10 kHz, 20 kHz) ในระบบวัดระยะด้วยเลเซอร์ พัลส์ที่ส่งกลับมาแต่ละพัลส์จะถูกแยกแยะโดยอาศัยความถี่การปล่อยที่แม่นยำ ซึ่งระบบควบคุมไว้อย่างเข้มงวด
②คุณสมบัติหลัก
โครงสร้างเรียบง่ายและต้นทุนการติดตั้งต่ำ
เหมาะสำหรับการวัดในระยะใกล้และเป้าหมายที่มีการสะท้อนแสงสูง
สามารถซิงโครไนซ์กับระบบนาฬิกาอิเล็กทรอนิกส์แบบดั้งเดิมได้อย่างง่ายดาย
มีประสิทธิภาพน้อยลงในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนหรือสถานการณ์ที่มีเป้าหมายหลายเป้าหมาย เนื่องจากมีความเสี่ยงที่จะ-เสียงสะท้อนหลายค่า-การรบกวน
③สถานการณ์การใช้งาน
เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์, อุปกรณ์วัดระยะเป้าหมายเดี่ยว, ระบบตรวจสอบทางอุตสาหกรรม
2. รหัสช่วงเวลาชีพจรแบบแปรผัน (รหัสช่วงเวลาชีพจรแบบสุ่มหรือแบบแปรผัน)
①หลักการทางเทคนิค
วิธีการเข้ารหัสนี้ควบคุมช่วงเวลาระหว่างพัลส์เลเซอร์ให้เป็นแบบสุ่มหรือแบบสุ่มเทียม (เช่น การใช้ตัวสร้างลำดับแบบสุ่มเทียม) แทนที่จะเป็นค่าคงที่ ความสุ่มนี้ช่วยแยกแยะสัญญาณสะท้อนกลับและลดการรบกวนจากคลื่นหลายเส้นทาง
②คุณสมบัติหลัก
มีประสิทธิภาพในการต้านทานการรบกวนสูง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจจับเป้าหมายในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน
ช่วยระงับเสียงสะท้อนหลอนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ความซับซ้อนในการถอดรหัสสูงขึ้น จึงต้องการโปรเซสเซอร์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
เหมาะสำหรับการวัดระยะที่มีความแม่นยำสูงและการตรวจจับเป้าหมายหลายเป้าหมาย
③สถานการณ์การใช้งาน
ระบบ LiDAR, ระบบต่อต้านโดรน/ระบบตรวจสอบความปลอดภัย, ระบบวัดระยะด้วยเลเซอร์ทางทหารและการระบุเป้าหมาย
3. การเข้ารหัสแบบพัลส์ (รหัส PCM)
①หลักการทางเทคนิค
PCM เป็นเทคนิคการมอดูเลชั่นแบบดิจิทัลที่ทำการสุ่มตัวอย่าง แปลงค่าเป็นดิจิทัล และเข้ารหัสสัญญาณอนาล็อกให้อยู่ในรูปแบบไบนารี ในระบบสื่อสารด้วยเลเซอร์ ข้อมูล PCM สามารถส่งผ่านพัลส์เลเซอร์เพื่อส่งข้อมูลได้
②คุณสมบัติหลัก
การส่งสัญญาณที่เสถียรและทนทานต่อสัญญาณรบกวนสูง
สามารถส่งข้อมูลได้หลากหลายประเภท รวมถึงเสียง คำสั่ง และข้อมูลสถานะ
จำเป็นต้องมีการซิงโครไนซ์นาฬิกาเพื่อให้มั่นใจได้ว่าการถอดรหัสที่ตัวรับสัญญาณเป็นไปอย่างถูกต้อง
ต้องการอุปกรณ์ปรับสัญญาณและถอดสัญญาณที่มีประสิทธิภาพสูง
③สถานการณ์การใช้งาน
สถานีสื่อสารด้วยเลเซอร์ (เช่น ระบบสื่อสารด้วยแสงในพื้นที่ว่าง), การควบคุมระยะไกลด้วยเลเซอร์สำหรับขีปนาวุธ/ยานอวกาศ, การส่งข้อมูลกลับในระบบโทรมาตรด้วยเลเซอร์
4. บทสรุป
เนื่องจาก-สมอง-ในระบบเลเซอร์ เทคโนโลยีการเข้ารหัสเลเซอร์เป็นตัวกำหนดวิธีการส่งข้อมูลและประสิทธิภาพการทำงานของระบบ ตั้งแต่รหัส PRF พื้นฐานไปจนถึงการมอดูเลชั่น PCM ขั้นสูง การเลือกและการออกแบบรูปแบบการเข้ารหัสจึงกลายเป็นกุญแจสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบเลเซอร์ให้เหมาะสมที่สุด
การเลือกวิธีการเข้ารหัสที่เหมาะสมจำเป็นต้องพิจารณาอย่างรอบด้านถึงสถานการณ์การใช้งาน ระดับการรบกวน จำนวนเป้าหมาย และการใช้พลังงานของระบบ ตัวอย่างเช่น หากเป้าหมายคือการสร้างระบบ LiDAR สำหรับการสร้างแบบจำลอง 3 มิติในเขตเมือง ควรเลือกใช้รหัสช่วงเวลาพัลส์แปรผันที่มีความสามารถในการป้องกันการรบกวนสูง สำหรับเครื่องมือวัดระยะทางแบบง่ายๆ รหัสความถี่การทำซ้ำที่แม่นยำอาจเพียงพอ
วันที่เผยแพร่: 12 สิงหาคม 2568