レーザー技術が測距、通信、航法、リモートセンシングなどの分野でますます普及するにつれ、レーザー信号の変調・符号化方式も多様化・高度化しています。耐干渉性、測距精度、データ伝送効率を向上させるため、エンジニアは高精度繰り返し周波数（PRF）符号、可変パルス間隔符号、パルス符号変調（PCM）など、様々な符号化技術を開発してきました。
この記事では、これらの一般的なレーザー エンコーディング タイプを詳細に分析し、その動作原理、技術的特徴、およびアプリケーション シナリオを理解するのに役立ちます。
1. 高精度繰り返し周波数コード（PRFコード）
①技術原理
PRFコードは、固定の繰り返し周波数（例：10kHz、20kHz）でパルス信号を送信する符号化方式です。レーザー測距システムでは、返送された各パルスは、システムによって厳密に制御された正確な発信周波数に基づいて識別されます。
②主な特徴
シンプルな構造と低い実装コスト
短距離測定や高反射率のターゲットに適しています
従来の電子時計システムと簡単に同期できます
複雑な環境や複数のターゲットが存在するシナリオでは、以下のリスクがあるため効果が低い。「多値エコー”干渉
③アプリケーションシナリオ
レーザー距離計、単一ターゲット距離測定装置、産業用検査システム
2. 可変パルス間隔コード（ランダムまたは可変パルス間隔コード）
①技術原理
この符号化方式は、レーザーパルス間の時間間隔を固定ではなくランダムまたは疑似ランダム（例えば、疑似ランダムシーケンスジェネレータを使用）に制御します。このランダム性は、戻り信号を区別し、マルチパス干渉を最小限に抑えるのに役立ちます。
②主な特徴
強力な耐干渉機能、複雑な環境でのターゲット検出に最適
ゴーストエコーを効果的に抑制
デコードの複雑さが増し、より強力なプロセッサが必要になる
高精度測距と複数ターゲットの検出に適しています
③アプリケーションシナリオ
LiDARシステム、対UAV/セキュリティ監視システム、軍用レーザー測距および目標識別システム
3. パルス符号変調（PCM符号）
①技術原理
PCMは、アナログ信号をサンプリング、量子化、そしてバイナリ形式にエンコードするデジタル変調技術です。レーザー通信システムでは、PCMデータをレーザーパルスで伝送することで情報伝送を実現します。
②主な特徴
安定した伝送と強力なノイズ耐性
音声、コマンド、ステータスデータなど、さまざまな種類の情報を送信できます。
受信機で正しくデコードするにはクロック同期が必要
高性能な変調器と復調器が求められる
③アプリケーションシナリオ
レーザー通信端末（例：自由空間光通信システム）、ミサイル/宇宙船のレーザー遠隔制御、レーザーテレメトリシステムのデータ返信
4. 結論
として「脳”レーザーシステムにおいて、レーザーエンコーディング技術は情報の伝送方法とシステムの動作効率を決定づけます。基本的なPRFコードから高度なPCM変調まで、エンコーディング方式の選択と設計は、レーザーシステムの性能を最適化するための鍵となっています。
適切なエンコード方式を選択するには、アプリケーションシナリオ、干渉レベル、ターゲット数、システムの消費電力などを総合的に考慮する必要があります。例えば、都市の3Dモデリング用LiDARシステムを構築することが目的であれば、強力な妨害電波対策機能を備えた可変パルス間隔コードが適しています。一方、シンプルな距離測定機器であれば、高精度な繰り返し周波数コードで十分でしょう。
投稿日時: 2025年8月12日