Фазова лазерна локація
Лазерне визначення дальності фазового типу призначене для вимірювання зміни фази, створеного сигналом лазерної модуляції в процесі розповсюдження вперед і назад на відстань, яку потрібно виміряти, а потім обчислення відстані, представленої зміною фазової затримки, відповідно до частоти модуляції. сигналу, тобто для вимірювання зміни фази. Непрямий метод замінює пряме вимірювання часу польоту лазера, щоб реалізувати вимірювання відстані. Фазова лазерна локація зазвичай підходить для вимірювань на близькій відстані та може досягти міліметрової точності. Для вимірювання на короткій відстані фазовий лазерний метод визначення дальності перевершує інші методи визначення дальності з точки зору швидкості, точності та стабільності. Однак, оскільки потужність фазового лазерного випромінювання не може бути надто високою, вимірювання все одно обмежене. Для того, щоб максимально збільшити діапазон вимірювання за умови забезпечення точності вимірювання відстані та покращення співвідношення сигнал/шум системи, оптичний кутовий відбивач зазвичай використовується як комбінація
як ціль. Оскільки частота самої світлової хвилі досягає 1110 Гц або більше, дуже важко безпосередньо виміряти фазу такого високочастотного сигналу, тому фазовому лазерному далекоміру зазвичай потрібно модулювати лазер. Для зручності аналізу нехай частота модуляції буде f, форма сигналу – синусоїда, а довжина хвилі λ, припускаючи, що позиція прийому знаходиться в точці A' (фактичні позиції передачі та приймання знаходяться в точці A), AB =BA', AA'=2L, і хвиля сигналу проходить через Зсув фази після AA' дорівнює ?, а час польоту дорівнює t, тоді виміряна відстань L дорівнює
Серед них Ls — це півдовжина хвилі, яка називається довжиною лінійки, m — кількість інтегральних циклів у повному ході світлової хвилі, а Δm — залишок, менший за 2π. Принцип фазової лазерної локації схожий на вимірювання відстані лінійкою. Довжина лінійки дорівнює Ls, а виміряна відстань дорівнює цілому кратному лінійки плюс залишок, менший за одну лінійку. За даної частоти модуляції f і стандартних атмосферних умов довжина Ls вимірювальної лінійки є певною константою, тому для отримання виміряної відстані L необхідно лише визначити пропорційне число Δm між цілою лінійкою m і рештою довжини .
Найважливішим завданням визначення дальності фази є виявлення різниці фаз між основною хвилею та відлунням. Основний пристрій, який використовується, називається фазовим детектором (також відомим як фазовий детектор), який може виявляти різницю фаз між двома сигналами. Фазові детектори можна розділити на дві категорії: аналогові фазові детектори та цифрові фазові детектори. За принципом роботи аналогові фазові детектори можна розділити на два типи: тип продукту та тип суперпозиції. Через низьку точність аналогових фазових детекторів цифрові фазові детектори в даний час зазвичай використовуються у високоточних лазерних системах визначення дальності.
