بالنسبة للأقمار الصناعية، سواء كانت تؤدي مهام مثل الاتصالات أو المراقبة الجوية أو الكشف عن الاستشعار عن بعد، تساعدها تقنية تحديد المدى بالليزر على تحديد مواقعها بدقة، مما يضمن عمل الأقمار الصناعية بدقة في الكون الشاسع وإكمال المهام المعقدة المختلفة بثبات. في تطبيق المركبات الجوية غير المأهولة (UAVs)، سواء كانت رسم خرائط طبوغرافية أو مهام تفتيش أو توصيل لوجستي، توفر لها أجهزة تحديد المدى بالليزر والليدار معلومات دقيقة عن الارتفاع والسرعة والموقع، مما يمكن المركبات الجوية غير المأهولة من الطيران بشكل مستقل وآمن ودقيق في بيئات معقدة، مما يوسع بشكل كبير حدود تطبيق وفعالية المركبات الجوية غير المأهولة.
التطبيقات العسكرية : في المجال العسكري، يمكن اعتبار أجهزة تحديد المدى بالليزر بمثابة "أسلحة دقيقة" للعمليات العسكرية. في مهام تحديد المدى العسكرية، يمكنها قياس مسافة الهدف بسرعة ودقة، مما يوفر دعمًا للبيانات الرئيسية للضربات الدقيقة للأسلحة. على سبيل المثال، يمكن لقوات المدفعية ضبط معلمات إطلاق النار بدقة وفقًا لمسافة الهدف التي تم الحصول عليها بواسطة جهاز تحديد المدى بالليزر، مما يحسن بشكل كبير معدل إصابة الضربات.
من حيث تحديد الهدف، يمكن لجهاز تحديد المدى بالليزر قفل موقع الهدف بوضوح ونقل معلومات إحداثيات دقيقة إلى أنظمة الأسلحة الهجومية اللاحقة، مما يضمن دقة وكفاءة الهجمات. بالإضافة إلى ذلك، فإن دمج أجهزة تحديد المدى بالليزر في أنظمة الرادار وأنظمة الملاحة البصرية الإلكترونية يحسن بشكل كبير من أداء ودقة هذه الأنظمة، مما يجعل العمليات العسكرية أكثر دقة وكفاءة. علاوة على ذلك، في ساحة المعركة المتغيرة بسرعة، يمكن لجهاز تحديد المدى بالليزر إكمال قياسات ساحة المعركة بسرعة، والحصول على بيانات التضاريس الرئيسية، ورسم خرائط طبوغرافية عالية الدقة، مما يوفر دعمًا قويًا للبيانات للقادة العسكريين لاتخاذ قرارات استراتيجية وتكتيكية، مما يساعد الجيش على اكتساب المبادرة في بيئة ساحة المعركة المعقدة والمتغيرة.
الحلول القتالية العملية الموصى بها:
حلول تطبيق جهاز تحديد المدى بالليزر المحمول ERDI
تم تطوير هذا الحل على أساس سلسلة MCU متعددة الأغراض الصناعية LRF. يتميز بنواة Arm® Cortex® - M0+، مما يوفر تكاملاً عاليًا وموثوقية جيدة وقدرات توسعة وتحكم قوية. يمكنه تلبية متطلبات أجهزة تحديد المدى بالليزر المحمولة للاتصال عبر البلوتوث وتعديل استهلاك الطاقة واحتياجات القياس المتنوعة، مما يتيح عمليات قياس بسيطة وسريعة ودقيقة.
مميزات الحل
-
دعم التشغيل الفعال للمعدات
-
وظيفة الحوسبة والمعالجة الفعالة : استنادًا إلى نواة Arm® Cortex® - M0+، مع تردد تشغيل أقصى يبلغ 72 ميجا هرتز وذاكرة فلاش مدمجة 64 كيلوبايت وذاكرة SRAM 8 كيلوبايت، فإنه يمكنه تحسين قدرات الحوسبة والمعالجة لأجهزة تحديد المدى بالليزر المحمولة بشكل فعال.
-
واجهات اتصال واسعة النطاق : يدعم UART واجهات وحدة Bluetooth وواجهات Debug، مما يتيح وظائف مثل تنزيل البرنامج، وتعيين المعلمات، والتفاعل مع البيانات، مما يساهم في نقل معلومات البيانات بكفاءة.
-
موارد محيطية وفيرة : مع SPI مدمج يصل إلى 24 ميجا بايت وقنوات DMA للأجهزة، فإنه يمكن ضمان عدم تجميد شاشة LCD وتحديث المحتوى في الوقت المناسب.
-
تحسين دقة القياس بشكل فعال
-
محول تناظري إلى رقمي عالي الدقة 12 بت : يمكنه تضخيم الإشارة المستقبلة من خلال مكبر تشغيلي عالي السرعة وتحديد طور الموجة من خلال أخذ العينات الديناميكية في الوقت الحقيقي، مما يحسن دقة اكتساب الإشارة ومعالجتها.
-
TIM PWM قابل للتعديل : يمكن لـ TIM ضبط إشارات التعديل للترددات المختلفة التي يولدها PWM لتحقيق قياس متعدد المقاييس.
-
مذبذب بلوري عالي الدقة مدمج 4~32 ميجا هرتز : يمكنه الحصول على تردد ساعة مستقر نسبيًا وتقليل خطأ القياس في جهاز تحديد المدى.
-
ضمان التشغيل المستقر للجهاز
-
نطاق واسع لدرجة الحرارة ومقاومة عالية للتفريغ الكهروستاتيكي : يتراوح نطاق درجة الحرارة من - 40 درجة مئوية إلى + 105 درجة مئوية ومستوى التفريغ الكهروستاتيكي هو 4 كيلو فولت. يتميز بقدرة قوية على التكيف مع درجات الحرارة وقدرة على مقاومة التداخل، مما يضمن التشغيل المستقر لجهاز تحديد المدى حتى في بيئات العمل الخارجية القاسية.
-
إمداد جهد ثابت : يتراوح نطاق الجهد بين 2.0 فولت و3.6 فولت. يحتوي على وحدات مدمجة لإعادة ضبط الطاقة عند التشغيل وإعادة ضبط الطاقة عند إيقاف التشغيل ووحدات مراقبة الجهد القابلة للتكوين، والتي يمكنها ضمان ثبات جهد الخرج في ظل ظروف العمل المختلفة.
وحدة بصرية عالية السرعة من شياوهوا
يتكون الحل من مكونات مثل MCU وDSP وجهاز الإرسال البصري (TOSA) وجهاز الاستقبال البصري (ROSA) وTIA (مضخم المعاوقة الانتقالية) وPD (الصمام الثنائي الضوئي) وEML (ليزر التعديل الخارجي) وTEC (شريحة التحكم في درجة الحرارة) والدوائر الوظيفية ذات الصلة والواجهات البصرية (الكهربائية). يتم تعديل إشارة NRZ من المفتاح إلى إشارة PAM4 بواسطة TOSA، وتمر عبر جهاز EML، ويتم تحويلها إلى إشارة بصرية للنقل في الألياف البصرية. في الطرف المستقبل، يتم تحويل الإشارة البصرية من الألياف البصرية إلى إشارة كهربائية بواسطة PD، وتضخيمها بواسطة TIA، ثم تعديلها مرة أخرى إلى إشارة NRZ عبر ROSA. يظهر رابط الإشارة في الشكل 1.
مميزات MCU:
- Arm Cortex - نواة M4 بتردد رئيسي 120 ميجا هرتز، مدمجة مع FPU.
- ذاكرة فلاش مزدوجة البنك بسعة 512 كيلوبايت، وذاكرة SRAM بسعة 64 كيلوبايت + 4 كيلوبايت، ومن بينها 32 كيلوبايت من ذاكرة SRAM بها وظيفة ECC.
- ثلاث وحدات تحويل تناظري إلى رقمي 12 بت بسرعة 2.5 ميجابت في الثانية مع ما يصل إلى 29 قناة أخذ عينات.
- محول رقمي إلى تناظري مكون من 8 قنوات و12 بت، مع قناة واحدة قادرة على القيادة حتى 10 مللي أمبير.
- مدمج - 2.5 فولت عالي الدقة Vref.
- مقارن الجهد CMP ذو أربع قنوات.
- مصدر طاقة مستقل لإدخال/إخراج (يدعم مصدر طاقة مستقل 1.2 - 3.6 فولت لـ 8 دبابيس).
- معدل اتصال I2C يصل إلى 1 ميجابايت في الثانية، ويدعم التنزيل عبر BootLoader والتبديل السريع.
- يدعم الأجهزة الطرفية PLA وMDIO.
- يحتوي على وظيفة إعادة الضبط - الإيقاف: عند إعادة ضبط البرنامج أو WDT، يمكن لمحول DAC والمنافذ الحفاظ على خرجها.
- مصدر طاقة منخفض الجهد من 1.8 فولت إلى 3.6 فولت.
- حزمة صغيرة BGA64 (4x4 مم²)، تلبي متطلبات تطبيقات الوحدة البصرية.
