一种远距离激光通信装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种远距离激光通信装置，包括激光收发器、激光发射器、光敏传感器阵列、电源、数据线、总控制器、行为控制器和高频及功率控制器，激光收发器的左右侧壁分别设置有激光发射器和光敏传感器阵列，光敏传感器阵列的左侧设置有角度控制电机，激光收发器的底部右侧设置有齿轮控制电机，激光收发器右侧内腔设置有调光透镜，聚焦反射镜的顶部设置有自动追踪定向系统，本发明专利技术提出了一个全新的基于光通信的收发设备，可以使得光通信速度大大提高，完全基于现有的光通信技术，不使用昂贵的光调制解调器，设备结构简单，对信号的分辨更清晰，造价低廉，只需要更换发射接收设备就可以在现有的通信产品上实现更高的速度。

A Long-distance Laser Communication Device

The invention discloses a long-distance laser communication device, which comprises a laser transceiver, a laser emitter, a photosensitive sensor array, a power supply, a data line, a master controller, a behavior controller and a high-frequency and power controller. The left and right sides of the laser transceiver are respectively provided with a laser emitter and a photosensitive sensor array, and the left side of the photosensitive sensor array is provided with an angle control motor. A gear control motor is arranged on the right side of the bottom of the laser transceiver, a dimming lens is arranged in the inner cavity of the right side of the laser transceiver, and an automatic tracking and orientation system is arranged on the top of the focusing mirror. The invention proposes a new transceiver based on optical communication, which can greatly improve the speed of optical communication. It is completely based on the existing optical communication technology and does not use expensive optical modulation solution. Modulator, simple structure, clearer signal resolution, low cost, only need to replace the transmitter and receiver equipment can achieve higher speed in the existing communication products.

【技术实现步骤摘要】
一种远距离激光通信装置
本专利技术涉及通信
，特别涉及一种远距离激光通信装置。
技术介绍
激光通信是一种利用光信号作为传输信息载体的无线通信技术，光数据传输基于载波形式来传输。相比较可见光的频率范围4.2*10^14到7.8*10^14HZ，无线电的频率10^9HZ的数量级差别在实际数据传输应用当中的差距却不算多大。这是因为在现有的技术思路下对于光载波的调制与无线电调制技术的推进进度相差不大，并且由于光的频率更快，对技术的要求更高。因此在激光远距离数据传输领域，还是没有多大的发展前景。尤其是太空技术不断发展的今天，由于每秒几十G的高清连续视频数据不能很快的传输到地面，而造成地面人员只能对静态图像进行分析，这样严重影响了科学研究的进度和方向。而由于以现有技术为基础的光数据传输因为大气中物质的干扰，虽然在实验室中可以获得远超无线电的数据传输速度，但是对大气的要求更高，因此在实际应用当中Gbps的传输速度相对于Tbps和Pbps依然很慢。最重要的一点是其造价昂贵，结构精密，特别是光载波调制解调器，更是只有少数公司和科研单位可以生产制造，这对太空技术进步是不利的，中国专利技术专利公开号CN201510958059.6公开了一种电磁波模拟数字高进制传输系统及其传输方法，该专利在电磁波传输过程中具有信号干扰小、能耗低、数据传输量大、安全性强的优点，由于光波也是一种电磁波，因此专利技术专利的技术思路完全可以应用在光数据传输上，但是现在市场上没有一个光数据传输专利技术专利和产品基于此专利而专利技术，为此，我们基于中国专利技术专利公开号CN201510958059.6公开的一种电磁波模拟数字高进制传输系统及其传输方法，提出了一种远距离激光通信装置。
技术实现思路
本专利技术的提供了一种远距离激光通信装置，设计了一个全新的基于光通信的收发设备，可以使得光通信速度大大提高，完全基于现有的光通信技术，不使用昂贵的光调制解调器，设备结构简单，对信号的分辨更清晰，造价低廉，只需要更换发射接收设备就可以在现有的通信产品上实现更高的速度。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种远距离激光通信装置，包括激光收发器、传感器导线、调节透镜外箱、电源、电源线、数据线、总控制器、行为控制器和高频及功率控制器，所述激光收发器的左侧设置有激光发射器，所述激光收发器的内腔右侧设置有光敏传感器阵列，所述光敏传感器阵列的左侧设置有角度控制电机，所述激光收发器的右侧外壁套接有调节透镜外箱，所述调节透镜外箱的内腔底部设置有齿轮控制电机，所述调节透镜外箱的内腔设置有螺旋齿轮，且齿轮控制电机的动力输出端设置有与螺旋齿轮相配合的传动齿轮，两组所述螺旋齿轮之间设置有调光透镜，所述调光透镜的顶部和底部均设置有调光透镜齿轮，两组所述调光透镜齿轮均套接有调光透镜固定杆，所述激光收发器的圆周外壁设置有三角支撑架，所述三角支撑架远离激光收发器的一端连接有聚焦反射镜，且聚焦反射镜贴近调光透镜，所述聚焦反射镜远离三角支撑架的一端顶部设置有自动追踪定向系统；所述激光发射器包括八组数据激发器和一组定位、干扰补偿激光器，且定位、干扰补偿激光器的上方、下方、左侧和右侧均沿定位、干扰补偿激光器轴线方向排布有两组数据激发器，上下方四组所述数据激发器的中心点连线与左右侧四组所述数据激发器的中心点连线相互垂直；所述光敏传感器阵列包括内传感器阵列、外传感器阵列和偏振镜，所述内传感器阵列外壁套接有外传感器阵列，所述内传感器阵列贴近调光透镜一侧设置有偏振镜；所述高频及功率控制器包括高频开关和功率放大电路，所述总控制器通过数据线与高频开关电性连接，所述行为控制器通过数据线与功率放大电路电性连接，所述功率放大电路通过电源线与数据激发器和电源电性连接；所述总控制器包括二进制数据转换单元、数据存储单元、接收光数据存储单元、光信息接收转换单元、发送光数据存储单元、系统数据存储单元、发射激光功率稳定控制单元、数据输入输出、光参数输入输出控制单元和模块数据调控单元，所述电源通过电源线与二进制数据转换单元、数据存储单元、接收光数据存储单元、光信息接收转换单元、发送光数据存储单元、系统数据存储单元、发射激光功率稳定控制单元、数据输入输出、光参数输入输出控制单元和模块数据调控单元电线连接，所述模块数据调控单元通过数据线与二进制数据转换单元、数据存储单元、接收光数据存储单元、发送光数据存储单元、系统数据存储单元、发射激光功率稳定控制单元、数据输入输出和光参数输入输出控制单元电性连接，所述二进制数据转换单元通过数据线与数据输入输出电性连接，所述接收光数据存储单元通过数据线与光信息接收转换单元电性连接，所述光信息接收转换单元通过传感器导线与内传感器阵列电性连接，所述发送光数据存储单元通过数据线与高频及功率控制器电性连接，所述发射激光功率稳定控制单元通过数据线与功率放大电路电性连接，所述光参数输入输出控制单元通过数据线与行为控制器电性连接；所述行为控制器包括光敏传感器阵列角度和透镜调整自动控制单元、光敏传感器信号转换单元、入射光源参数计算单元、激光功率控制单元、光信息参数输入输出和自动追踪定向系统参数补偿控制参数输出，所述电源通过电源线与光敏传感器阵列角度和透镜调整自动控制单元、光敏传感器信号转换单元、入射光源参数计算单元、激光功率控制单元、光信息参数输入输出和自动追踪定向系统参数补偿控制参数输出电性连接，所述角度控制电机和齿轮控制电机均通过电源线与光敏传感器阵列角度和透镜调整自动控制单元电性连接，所述自动追踪定向系统通过数据线与自动追踪定向系统参数补偿控制参数输出电性连接，所述外传感器阵列通过传感器导线与光敏传感器信号转换单元电性连接，所述入射光源参数计算单元通过数据线与光敏传感器阵列角度和透镜调整自动控制单元、光敏传感器信号转换单元、激光功率控制单元、光信息参数输入输出和自动追踪定向系统参数补偿控制参数输出电性连接，所述激光功率控制单元通过数据线与光敏传感器信号转换单元和高频及功率控制器电性连接，所述光信息参数输入输出通过数据线与总控制器电性连接。优选的，所述内传感器阵列和外传感器阵列的圆心位置相同，且外传感器阵列上设置有呈圆环状的透镜自动调整的光敏传感器响应范围区间，用于控制透镜的光敏传感器阵列位置响应区间，当聚焦光斑不在这个区间内时，就可以能过位置计算，来得到参数，从而控制透镜调整远近。优选的，所述调光透镜远离光敏传感器阵列的一侧射入光线，通过调光透镜对光线进行聚焦，收集信号。优选的，所述激光发射器的激光偏振角度为0-90°。优选的，所述功率放大电路包括二极管、三极管和电容，所述电源通过电源线依次电性连接二极管、电容和三极管，所述行为控制器通过数据线电性连接三极管，放大电路的一种，用于提高输出功率。优选的，所述偏振镜与内传感器阵列固定连接，内传感器阵列与偏振镜之间紧贴固定配合，在转动时内传感器阵列与偏振镜同时转动，相对于只转动偏振镜，每转动一个角度，就要对内传感器阵列的所有传感器进行重新分组，会造成总控制的计算量大。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1.本专利技术创新性的使用了激光的偏振特性，在设备上使用相同光谱，但偏振方向相互垂直的激光器，可以提供更多的数据光谱，使数据传输速度更快；2.本专利技术创新性的使用可以电动旋转的光敏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种远距离激光通信装置，包括激光收发器（1）、传感器导线（303）、调节透镜外箱（4）、电源（5）、电源线（501）、数据线（6）、总控制器（8）、行为控制器（9）和高频及功率控制器（10），其特征在于：所述激光收发器（1）的左侧设置有激光发射器（2），所述激光收发器（1）的内腔右侧设置有光敏传感器阵列（3），所述光敏传感器阵列（3）的左侧设置有角度控制电机（305），所述激光收发器（1）的右侧外壁套接有调节透镜外箱（4），所述调节透镜外箱（4）的内腔底部设置有齿轮控制电机（406），所述调节透镜外箱（4）的内腔设置有螺旋齿轮（405），且齿轮控制电机（406）的动力输出端设置有与螺旋齿轮（405）相配合的传动齿轮，两组所述螺旋齿轮（405）之间设置有调光透镜（404），所述调光透镜（404）的顶部和底部均设置有调光透镜齿轮（4041），两组所述调光透镜齿轮（4041）均套接有调光透镜固定杆（407），所述激光收发器（1）的圆周外壁设置有三角支撑架（402），所述三角支撑架（402）远离激光收发器（1）的一端连接有聚焦反射镜（401），且聚焦反射镜（401）贴近调光透镜（404），所述聚焦反射镜（401）远离三角支撑架（402）的一端顶部设置有自动追踪定向系统（403）；所述激光发射器（2）包括八组数据激发器（201）和一组定位、干扰补偿激光器（202），且定位、干扰补偿激光器（202）的上方、下方、左侧和右侧均沿定位、干扰补偿激光器（202）轴线方向排布有两组数据激发器（201），上下方四组所述数据激发器（201）的中心点连线与左右侧四组所述数据激发器（201）的中心点连线相互垂直；所述光敏传感器阵列（3）包括内传感器阵列（301）、外传感器阵列（302）和偏振镜（304），所述内传感器阵列（301）外壁套接有外传感器阵列（302），所述内传感器阵列（301）贴近调光透镜（404）一侧设置有偏振镜（304）；所述高频及功率控制器（10）包括高频开关（1001）和功率放大电路（1002），所述总控制器（8）通过数据线（6）与高频开关（1001）电性连接，所述行为控制器（9）通过数据线（6）与功率放大电路（1002）电性连接，所述功率放大电路（1002）通过电源线（501）与数据激发器（201）和电源（5）电性连接；所述总控制器（8）包括二进制数据转换单元（801）、数据存储单元（802）、接收光数据存储单元（803）、光信息接收转换单元（804）、发送光数据存储单元（805）、系统数据存储单元（806）、发射激光功率稳定控制单元（807）、数据输入输出（808）、光参数输入输出控制单元（809）和模块数据调控单元（8010），所述电源（5）通过电源线（501）与二进制数据转换单元（801）、数据存储单元（802）、接收光数据存储单元（803）、光信息接收转换单元（804）、发送光数据存储单元（805）、系统数据存储单元（806）、发射激光功率稳定控制单元（807）、数据输入输出（808）、光参数输入输出控制单元（809）和模块数据调控单元（8010）电线连接，所述模块数据调控单元（8010）通过数据线（6）与二进制数据转换单元（801）、数据存储单元（802）、接收光数据存储单元（803）、发送光数据存储单元（805）、系统数据存储单元（806）、发射激光功率稳定控制单元（807）、数据输入输出（808）和光参数输入输出控制单元（809）电性连接，所述二进制数据转换单元（801）通过数据线（6）与数据输入输出（808）电性连接，所述接收光数据存储单元（803）通过数据线（6）与光信息接收转换单元（804）电性连接，所述光信息接收转换单元（804）通过传感器导线（303）与内传感器阵列（301）电性连接，所述发送光数据存储单元（805）通过数据线（6）与高频及功率控制器（10）电性连接，所述发射激光功率稳定控制单元（807）通过数据线（6）与功率放大电路（1002）电性连接，所述光参数输入输出控制单元（809）通过数据线（6）与行为控制器（9）电性连接；所述行为控制器（9）包括光敏传感器阵列角度和透镜调整自动控制单元（901）、光敏传感器信号转换单元（903）、入射光源参数计算单元（904）、激光功率控制单元（905）、光信息参数输入输出（906）和自动追踪定向系统参数补偿控制参数输出（907），所述电源（5）通过电源线（501）与光敏传感器阵列角度和透镜调整自动控制单元（901）、光敏传感器信号转换单元（903）、入射光源参数计算单元（904）、激光功率控制单元（905）、光信息参数输入输出（906）和自动追踪定向系统参数补偿控制参数输出（907）电性连接，所述角度控制电机（305）和齿轮控制电机（406）均通过电源线（5...

【技术特征摘要】
1.一种远距离激光通信装置，包括激光收发器（1）、传感器导线（303）、调节透镜外箱（4）、电源（5）、电源线（501）、数据线（6）、总控制器（8）、行为控制器（9）和高频及功率控制器（10），其特征在于：所述激光收发器（1）的左侧设置有激光发射器（2），所述激光收发器（1）的内腔右侧设置有光敏传感器阵列（3），所述光敏传感器阵列（3）的左侧设置有角度控制电机（305），所述激光收发器（1）的右侧外壁套接有调节透镜外箱（4），所述调节透镜外箱（4）的内腔底部设置有齿轮控制电机（406），所述调节透镜外箱（4）的内腔设置有螺旋齿轮（405），且齿轮控制电机（406）的动力输出端设置有与螺旋齿轮（405）相配合的传动齿轮，两组所述螺旋齿轮（405）之间设置有调光透镜（404），所述调光透镜（404）的顶部和底部均设置有调光透镜齿轮（4041），两组所述调光透镜齿轮（4041）均套接有调光透镜固定杆（407），所述激光收发器（1）的圆周外壁设置有三角支撑架（402），所述三角支撑架（402）远离激光收发器（1）的一端连接有聚焦反射镜（401），且聚焦反射镜（401）贴近调光透镜（404），所述聚焦反射镜（401）远离三角支撑架（402）的一端顶部设置有自动追踪定向系统（403）；所述激光发射器（2）包括八组数据激发器（201）和一组定位、干扰补偿激光器（202），且定位、干扰补偿激光器（202）的上方、下方、左侧和右侧均沿定位、干扰补偿激光器（202）轴线方向排布有两组数据激发器（201），上下方四组所述数据激发器（201）的中心点连线与左右侧四组所述数据激发器（201）的中心点连线相互垂直；所述光敏传感器阵列（3）包括内传感器阵列（301）、外传感器阵列（302）和偏振镜（304），所述内传感器阵列（301）外壁套接有外传感器阵列（302），所述内传感器阵列（301）贴近调光透镜（404）一侧设置有偏振镜（304）；所述高频及功率控制器（10）包括高频开关（1001）和功率放大电路（1002），所述总控制器（8）通过数据线（6）与高频开关（1001）电性连接，所述行为控制器（9）通过数据线（6）与功率放大电路（1002）电性连接，所述功率放大电路（1002）通过电源线（501）与数据激发器（201）和电源（5）电性连接；所述总控制器（8）包括二进制数据转换单元（801）、数据存储单元（802）、接收光数据存储单元（803）、光信息接收转换单元（804）、发送光数据存储单元（805）、系统数据存储单元（806）、发射激光功率稳定控制单元（807）、数据输入输出（808）、光参数输入输出控制单元（809）和模块数据调控单元（8010），所述电源（5）通过电源线（501）与二进制数据转换单元（801）、数据存储单元（802）、接收光数据存储单元（803）、光信息接收转换单元（804）、发送光数据存储单元（805）、系统数据存储单元（806）、发射激光功率稳定控制单元（807）、数据输入输出（808）、光参数输入输出控制单元（809）和模块数据调控单元（8010）电线连接，所述模块数据调控单元（8010）通过数据线（6）与二进制数据转换单元（801）、数据存储单元（802）、接收光数据存储单元（803）、发送光数据存储单元（805）、系统数据存储单元（80...

【专利技术属性】
技术研发人员：张连科，
申请(专利权)人：徐州时空思维智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32