Laserowe komponenty elektroniczne stanowią elektroniczny szkielet laserowych systemów wykrywania, pomiaru odległości i komunikacji wykorzystywanych na platformach bezzałogowych. Podsystemy te obejmują sterowniki, odbiorniki, elektronikę czasową i obwody regulacji mocy, które regulują precyzję i niezawodność lasera w UAV, UGV i robotach morskich.
Na tej stronie znajdą Państwo producentów laserowych podzespołów elektronicznych, wspierających takie zastosowania jak LiDAR, wysokościomierze laserowe, znakowanie celów i komunikacja optyczna.
Przeczytaj Przegląd technologii
Elektronika laserowa i moduły czujników dla bezzałogowych statków powietrznych, platform bezzałogowych i systemów kontr-UAS
Jeśli projektujesz, budujesz lub dostarczasz Laserowe podzespoły elektroniczne, Załóż profil, aby zaprezentować swoje możliwości i nawiązać kontakt z osobami, które aktywnie poszukują Twoich rozwiązań.
Laserowe komponenty elektroniczne służą jako krytyczna infrastruktura umożliwiająca laserowe wykrywanie, określanie odległości i komunikację w nowoczesnych systemach bezzałogowych. Podczas gdy soczewki i zwierciadła zarządzają fizyką światła, podstawowe podsystemy elektroniczne, sterowniki, odbiorniki, obwody czasowe i regulatory mocy dyktują niezawodność i precyzję działania lasera na platformach bezzałogowych.
W domenach powietrznych, naziemnych i morskich komponenty te są niezbędne do precyzyjnych pomiarów i autonomicznej nawigacji. Zasilają wszystko, od taktycznych dalmierzy laserowych na mikro UAV po wysokościomierze podmorskie do eksploracji głębin morskich. W miarę jak branża zmierza w kierunku wyższych poziomów autonomii, elektronika laserowa musi coraz częściej zapewniać wysoką wydajność przy jednoczesnym przestrzeganiu ścisłych ograniczeń dotyczących rozmiaru, wagi i mocy (SWaP).
Odbiorniki dalmierzy laserowych od Analog Modules Inc.
Zadaniem odbiorników jest wykrywanie odbitych impulsów laserowych i przekształcanie ich w precyzyjne sygnały elektryczne do obliczeń czasu przelotu (ToF). Nowoczesne odbiorniki często integrują wysokiej czułości InGaAs lub krzemowe fotodiody lawinowe (APD) z niskoszumowymi wzmacniaczami transimpedancyjnymi (TIA), aby zmaksymalizować zasięg.
Podstawowym wyzwaniem inżynieryjnym jest utrzymanie wysokiej czułości przy jednoczesnym zapewnieniu krótkiego czasu powrotu do stanu bliskiego nasycenia. Ostatnie postępy wskazują na przesunięcie w kierunku matryc SPAD (Single Photon Avalanche Diode). Oferują one nanosekundową rozdzielczość i możliwość wykrywania pojedynczych fotonów, co znacznie zwiększa zasięg operacyjny komponentów laserowych dronów w warunkach słabej widoczności.
Impulsow esterowniki diod laserowych dostarczają impulsy wysokoprądowe o czasie narastania poniżej nanosekund. Sterowniki te są sercem systemów LiDAR, w których powtarzalność impulsów i minimalne wahania czasowe nie podlegają negocjacjom w celu uzyskania dokładności na poziomie centymetra.
W przypadku komponentów laserowych UAV, obecne trendy faworyzują przełączające tranzystory FET oparte na GaN (azotku galu). Technologia GaN pozwala na wyższe częstotliwości przełączania i lepszą wydajność termiczną w porównaniu do tradycyjnego krzemu. Umożliwia to zminiaturyzowane systemy laserowe o wysokiej częstotliwości powtarzania, wymagane do gęstego mapowania 3D.
Moduły śledzenia plamki lasera od Analog Modules Inc
Elektronika LST przetwarza odbitą energię, aby przekazywać cele między platformami. Systemy te muszą odróżniać określoną sygnaturę lasera, taką jak kody częstotliwości powtarzania impulsów lub PRF, od szumu słonecznego w tle lub zakłóceń na polu bitwy. Nowoczesne LST są coraz częściej zintegrowane ze stabilizowanymi gimbalami EO/IR. Wymaga to interfejsów o niskim opóźnieniu z systemami sterowania lotem dla podrzędnych celów w czasie rzeczywistym.
W zaawansowanych laserach wysokoenergetycznych lub systemach z przełączaniem Q, sterowniki ogniw Pockelsa zapewniają przełączanie wysokiego napięcia niezbędne do modulacji światła. Są to wyspecjalizowane podsystemy, które muszą działać z dużymi prędkościami, a jednocześnie być wystarczająco wytrzymałe, aby poradzić sobie z zakłóceniami elektromagnetycznymi (EMI) i profilami drgań taktycznej platformy bezzałogowej.
Sterowniki CW zapewniają stały, wolny od tętnień prąd w zastosowaniach takich jak komunikacja optyczna w wolnej przestrzeni (FSO) i oświetlenie laserowe. Ponieważ stabilność długości fali jest bezpośrednio związana z prądem i temperaturą, sterowniki te często zawierają precyzyjne kontrolery chłodnic termoelektrycznych (TEC), aby utrzymać wydajność diody laserowej w szerokim zakresie roboczym.
Połączenie wyspecjalizowanej elektroniki i źródeł laserowych umożliwia stworzenie kilku istotnych podsystemów dla operacji bezzałogowych. Jednostki te zapewniają określoną funkcjonalność wymaganą w złożonych misjach.
Wydajność systemu zależy od podstawowej architektury elektronicznej. Zespoły inżynierów muszą zapewnić, że każdy komponent jest zoptymalizowany pod kątem konkretnych potrzeb aplikacji w zakresie mocy i modulacji.
W lotnictwie elektronika laserowa jest głównym źródłem zasilania dla systemów omijania przeszkód i precyzyjnego celowania. Środowisko operacyjne wymaga, aby komponenty te działały na dużych wysokościach, gdzie rozpraszanie ciepła jest mniej wydajne. W związku z tym moduły typu “wszystko w jednym”, które łączą sterownik i odbiornik w jednej zoptymalizowanej termicznie obudowie, stają się standardem branżowym dla taktycznych UAS.
Roboty naziemne narażone są na znaczne obciążenia mechaniczne. Laserowe komponenty elektroniczne dla pojazdów UGV muszą być zaprojektowane z utwardzonymi układami PCB i mieszankami zalewowymi, aby przetrwać ciągłe wstrząsy i wibracje. Co więcej, przetwarzanie sygnału wspomagane przez sztuczną inteligencję jest obecnie wykorzystywane na poziomie płytki drukowanej w celu odfiltrowania szumów pochodzących z kurzu i deszczu. Czynniki te tradycyjnie pogarszały wydajność LiDAR w środowiskach naziemnych.
Podwodna elektronika laserowa radzi sobie ze środowiskami o wysokim ciśnieniu i szybkim tłumieniem światła w wodzie. Sterowniki niebieskozielonego lasera i specjalistyczne odbiorniki o wysokim wzmocnieniu są wykorzystywane w batymetrii laserowej do mapowania dna morskiego lub wykrywania zanurzonych obiektów. Niezawodność jest najważniejsza, ponieważ konserwacja w misjach głębinowych jest często niemożliwa.
Laserowe podsystemy elektroniczne nie funkcjonują już jako odizolowane czujniki. Stanowią one teraz podstawowe dane wejściowe dla sieci kratowych i komputerów pokładowych. Odciążając wstępne przetwarzanie sygnału, takie jak rozrzedzanie chmury punktów lub klasyfikacja celu, do wewnętrznej elektroniki lasera, platformy mogą zmniejszyć wąskie gardło danych na głównym procesorze. To przetwarzanie brzegowe umożliwia szybsze czasy reakcji w celu autonomicznego unikania kolizji i zwalczania zagrożeń.
Kolejna generacja laserowych komponentów elektronicznych zmierza w kierunku wielofunkcyjnych modułów laserowych. Systemy te wykorzystują wspólny szkielet elektroniczny do wykonywania pomiarów odległości, wyznaczania celów i szybkiej transmisji danych przez pojedynczą aperturę. Ta konwergencja zmniejsza całkowity ślad SWaP na platformie. Pozwala to mniejszym dronom na przenoszenie możliwości wcześniej zarezerwowanych dla znacznie większych samolotów.
Wyszukiwanie firm i produktów
Subskrybuj cotygodniowy eBrief
Najnowsze osiągnięcia inżynieryjne i techniczne prosto do Twojej skrzynki odbiorczej - dołącz do tysięcy inżynierów, którzy je otrzymują.
