一种头盔适用的近距离无线激光通信系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种头盔适用的近距离无线激光通信系统，包括：信源端通信模块和头盔端通信模块两部分；所述信源端通信模块与头盔端通信模块通过无线光信号进行连接，并进行高速视频信号的无线传输。本实用新型专利技术既解决了现有技术中使用无线电磁波时电磁干扰与保密性不好的问题，也解决了常规有线通信系统中采用大重量线缆的问题。

A helmet-mounted short-range wireless laser communication system

The utility model relates to a helmet-applicable short-range wireless laser communication system, which comprises two parts: a source-end communication module and a helmet-end communication module; the source-end communication module and the helmet-end communication module are connected by wireless optical signals, and wireless transmission of high-speed video signals is carried out. The utility model not only solves the problem of poor electromagnetic interference and confidentiality when radio electromagnetic wave is used in the prior art, but also solves the problem of using large weight cables in the conventional wired communication system.

【技术实现步骤摘要】
一种头盔适用的近距离无线激光通信系统
本技术涉及一种头盔适用的近距离无线激光通信系统，属于航空航天飞行器高带宽通信的

技术介绍
激光无线通信因具有通信容量大、传输速率高、保密性好、抗电磁干扰能力强、重量轻、体积小、功率低等优点。在无线通信领域中是十分重要的通信方式，由于通信光束发散角小，因此对手难以对通信信息进行侦听和干扰，该特点对军事应用尤其重要。且无线激光通信系统可以在强电磁干扰环境下实现，各通信单元分享视频信息、发布命令，可充分保证通信系统畅通。因此，无线激光通信系统的研制成为了各国研究的前沿课题。目前，在航空航天领域的飞行器中的头盔通信广泛采用的是无线电方式，而随着科技的发展，多媒体技术在日常生活中的应用越来越广，海量数据的传输使得无线电频谱越来越拥堵。与此同时，无线电通信对各种强电磁环境的适应性也不够理想，且存在保密性不好的缺点。且现阶段所采用的有线激光通信方式佩戴不易，且通信线缆重量过大，有很大的局限性。
技术实现思路
本技术的目的在于提供了一种头盔适用的近距离无线激光通信系统，用以解决现有技术中在进行通信时保密性不好、在强电磁环境下传输差的问题。为实现上述目的，本技术提供了一种头盔适用的近距离无线激光通信系统，主要包括以下方案：通信系统方案一：包括：信源端通信模块和头盔端通信模块两部分；所述信源端通信模块与头盔端通信模块通过无线光信号连接。通信系统方案二：在通信系统方案一的基础上，所述信源端通信模块包括用于将接收到的视频信号转换为光信号的光纤发射模块和用于输出光信号的光发射组件；所述光纤发射模块与光发射组件连接；所述头盔端通信模块包括用于接收光发射组件输出的光信号的探测器接收单元和解码模块；所述解码模块与探测器接收单元连接。通信系统方案三：在通信系统方案二的基础上，所述的光发射组件为掺铒光纤放大器。通信系统方案四：在通信系统方案三的基础上，所述掺铒光纤放大器包括依次连接的第一光隔离器、光耦合器、掺铒光纤、第二光隔离器以及用于检测输入端光信号的输入检测模块、控制单元、用于检测输出端光信号的输出检测模块和泵浦光源；所述控制单元采样连接输入检测模块和输出检测模块；并通过泵浦光源连接光耦合器。通信系统方案五：在通信系统方案二的基础上，所述头盔端通信模块还包括LED灯；所述信源端通信模块还包括用于跟踪所述LED灯的跟踪瞄准单元。本技术的有益效果是：本技术中克服了现有技术存在的不足，提出一种能够有效避免电磁干扰，保密性好，且无线缆影响的近距离高动态无线激光通信系统；通过采用激光作为信号光进行信源传输，以取代无线电信号；与现有技术相比，本技术既解决了电磁干扰与保密性的问题，也解决了常规有线通信系统中采用大重量线缆的问题。同时，本技术采用空间光信号传输方式，加上跟踪瞄准单元，实现了无线缆束缚下的动态传输。附图说明图1为本技术的近距离无线激光通信系统实施例一；图2为本技术的近距离无线激光通信系统实施例二；图3为掺铒光纤放大器的工作原理图；图4为本技术的探测器接收单元的结构框图；图5为本技术的距离无线激光通信系统实施例三；图6为本技术的跟踪瞄准单元的结构框图；图7为本技术的跟踪瞄准单元的具体光路图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。近距离无线激光通信系统实施例一如图1所示为本技术的近距离无线激光通信系统，包括信源端通信模块与头盔端通信模块、信源端视频数据1、空间光信号2、头盔端视频数据3。其中，信源端通信模块安装在固定位置，而头盔端通信模块固定在头盔上并通过无线空间光信号2进行通信连接，实现光信号的传输；其具体通信过程为：信源端视频数据1输入到信源端通信模块，信源端通信模块通过自由空间光通道将光信号传输给头盔端通信模块，之后头盔端通信模块输出头盔端视频数据3。本技术中的信源端通信模块与头盔端通信模块之间采用空间光信号进行相互通信，信源端通信模块向头盔端通信模块传输视频数据和控制信号数据，通信速率为2.5Gbps。近距离无线激光通信系统实施例二如图2所示，该通信系统包括信源端通信模块、头盔端通信模块、信源端视频数据1、空间光信号2、头盔端视频数据3。其中，本实施例中的无线激光通信系统与实施例一中的无线激光通信系统的区别在于：信源端通信模块包括用于将视频数据通过编码变成光信号的光纤发射模块和掺铒光纤放大器(也即为EDFA)；掺铒光纤放大器(EDFA)与光纤发射模块连接，将接收到的光信号进行放大并输出。头盔端通信模块包括用于接收经掺铒光纤放大器放大输出的光信号的探测器接收单元和用于将接收探测器接收单元的电信号解码转换为高速视频数据并输出的解码模块；解码模块与探测器接收单元连接。本实施例中的光纤发射模块实现对高清视频信号的发送，光纤发射模块能够通过各种编码和调制方式，将视频数据转换成光信号。作为优选的实施方式，本技术中的光发射组件可以为光纤放大器，如掺铒光纤放大器；图3为掺铒光纤放大器(EDFA)的工作原理图；掺铒光纤放大器包括掺铒光纤(EDF)4、泵浦光源(PUMP-LD)5、光耦合器6、第一光隔离器7、第二光隔离器17、控制电路8、输入检测模块9和输出检测模块10；其中，掺铒光纤放大器在输入端和输出端各设有一个第一光隔离器7和第二光隔离器17，目的是使光信号单向传输；泵浦光源5用于提供抽运能量，光耦合器6的作用是把输入信号和泵浦光耦合进掺铒光纤中，通过掺铒光纤4把泵浦光的能量转移到输入光信号中，实现输入光信号的放大，对传输链路中的光信号进行功率补偿。其中的控制电路8以及在输入端和输出端分别设置的输入检测模块9和输出检测模块10分别用于检测输入与输出端的光信号，并根据输入的光信号与输出的光信号控制泵浦光源提供合适的抽运能量，达到闭环控制，进而保证输出的光信号的放大。本实施例中的探测器接收单元包括光电探测器、跨阻抗前置放大器TIA、限幅放大器、高压电路；其中的光电探测器为2.5G的雪崩光电二极管(APD)，其光电转换效能主要是对信号有倍增作用，它比一般光电二极管的功率电平所产生的响应高几十或几百倍。本实施例中设置APD的工作电压一般略小于雪崩电压；高压电路为光电探测器提供所需的电压。其中，光电探测器将接收的光信号转换为电信号，由于此时的信号电流很微弱，探测器接收单元内部都集成有跨阻抗前置放大器TIA，由TIA对转换后的电信号进行第一级放大，用于后级电路的进一步恢复处理。TIA输出的是mV量级的模拟信号，需要将其放大转换成数字信号才能被信号处理电路识别，限幅放大器是一个高增益的宽带放大器，它将TIA输出的小信号电压放大到适合于系统判决电路所需的电平，并将幅度不同的信号处理成等幅的数字信号，具体的探测器接收单元结构图如图4所示。探测器接收单元将放大的电信号传输给解码模块，解码模块将接收到的电信号解码成视频数据进行输出。近距离无线激光通信系统实施例三如图5所示，该通信系统包括信源端通信模块、头盔端通信模块、信源端视频数据1、空间光信号2、头盔端视频数据3。其中，本实施例中的无线激光通信系统与实施例二中的无线激光通信系统的区别在于：头盔端通信模块还包括LED灯，信源端通信模块还包括用于跟踪LED灯的跟踪瞄准单元。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种头盔适用的近距离无线激光通信系统，其特征在于，包括：信源端通信模块和头盔端通信模块两部分；所述信源端通信模块与头盔端通信模块通过无线光信号连接；所述信源端通信模块包括用于将接收到的视频信号转换为光信号的光纤发射模块和用于输出光信号的光发射组件；所述光纤发射模块与光发射组件连接；所述头盔端通信模块包括用于接收光发射组件输出的光信号的探测器接收单元和解码模块；所述解码模块与探测器接收单元连接。

【技术特征摘要】
1.一种头盔适用的近距离无线激光通信系统，其特征在于，包括：信源端通信模块和头盔端通信模块两部分；所述信源端通信模块与头盔端通信模块通过无线光信号连接；所述信源端通信模块包括用于将接收到的视频信号转换为光信号的光纤发射模块和用于输出光信号的光发射组件；所述光纤发射模块与光发射组件连接；所述头盔端通信模块包括用于接收光发射组件输出的光信号的探测器接收单元和解码模块；所述解码模块与探测器接收单元连接。2.根据权利要求1所述的一种头盔适用的近距离无线激光通信系统，其特征在于，所述的光发射组件为掺铒光纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈水忠，王俊，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所，
类型：新型
国别省市：河南,41