一种自动定向追踪并反馈的光电通信装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及无线光电通信系统，具体是一种自动定向追踪并反馈的光电通信装置及方法。本发明专利技术解决了现有无线光电通信系统通信质量差的问题。一种自动定向追踪并反馈的光电通信装置，包括发射端、接收端、告警电路、云台、基座、壳体；所述发射端包括发射端电路、激光器、激光扩束镜、光调制器、发射端光学天线；所述发射端电路包括信源输入端口、发射端MCU、发射端DSP、光调制器控制芯片；所述接收端包括接收端光学天线、位置敏感探测器、光电传感器、接收端电路；所述接收端光学天线包括会聚准直透镜、分束镜；所述接收端电路包括接收端MCU、接收端DSP、信宿输出端口。本发明专利技术适用于数据网、电话网、微蜂网、微微蜂窝网等领域。

Photoelectric communication device and method for automatic directional tracking and feedback

The invention relates to a wireless photoelectric communication system, in particular to an optical communication device and a method thereof. The invention solves the problem of poor communication quality of the existing wireless optical communication system. A photoelectric communication device for automatic orientation tracking and feedback, including the transmitter and receiver, alarm circuit, PTZ, base, shell; the transmitter includes a transmitter circuit, laser, laser beam expander, optical modulator, optical transmitter antenna; the transmitter circuit comprises a source input port, emission at the end of MCU, DSP, optical transmitter modulator control chip; the receiving end comprises a receiving optical antenna, position sensitive detector, photoelectric sensor and receiver circuit; the receiving end of the optical antenna including converging collimation lens, beam splitter; the receiver circuit includes a receiver, MCU receiver, DSP receiver output port. The invention is applicable to the fields of data network, telephone network, micro bee network, Pico cellular network and the like.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线光电通信系统，具体是一种自动定向追踪并反馈的光电通信装置及方法。
技术介绍
无线光电通信系统是一种结合电光转换和光电转换技术并以光波为载波的通信系统，其广泛应用于数据网、电话网、微蜂网、微微蜂窝网等领域。在现有技术条件下，无线光电通信系统一般由信号源、发射端、接收端组成。实践表明，现有无线光电通信系统由于自身结构所限，存在通信质量差的问题。具体而言，现有无线光电通信系统在工作过程中，其发射端和接收端无法持续地保持正对（当发射端和接收端正对时，信号误码率最低），导致信号误码率高，由此导致信号传输质量不稳定，从而导致通信质量差。为此有必要专利技术一种全新的无线光电通信系统，以解决现有无线光电通信系统通信质量差的问题。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有无线光电通信系统通信质量差的问题，提供了一种自动定向追踪并反馈的光电通信装置及方法。本专利技术是采用如下技术方案实现的：一种自动定向追踪并反馈的光电通信装置，包括发射端、接收端、告警电路、云台、基座、壳体；所述发射端包括发射端电路、激光器、激光扩束镜、光调制器、发射端光学天线；所述发射端电路包括信源输入端口、发射端MCU、发射端DSP、光调制器控制芯片；所述接收端包括接收端光学天线、位置敏感探测器、光电传感器、接收端电路；所述接收端光学天线包括会聚准直透镜、分束镜；所述接收端电路包括接收端MCU、接收端DSP、信宿输出端口；其中，信源输入端口与发射端MCU双向连接；信源输入端口的输出端与发射端DSP的输入端连接；发射端MCU分别与发射端DSP和接收端MCU双向连接；发射端MCU的输出端与激光器的输入端连接；发射端DSP的输出端与光调制器控制芯片的输入端连接；光调制器控制芯片的输出端与光调制器的输入端连接；激光器的输出端与激光扩束镜的输入端连接；激光扩束镜的输出端与光调制器的输入端连接；光调制器的输出端与发射端光学天线的输入端连接；会聚准直透镜的出射面与分束镜的入射面相对；分束镜的两个出射面分别与位置敏感探测器的入射端和光电传感器的入射端相对；位置敏感探测器的输出端与接收端MCU的输入端连接；接收端MCU分别与接收端DSP和信宿输出端口双向连接；接收端MCU的输出端分别与告警电路的输入端和云台的输入端连接；光电传感器的输出端与接收端DSP的输入端连接；接收端DSP的输出端与信宿输出端口的输入端连接；发射端电路、激光器、激光扩束镜、光调制器、位置敏感探测器、光电传感器、接收端电路、告警电路均封装于壳体内；发射端光学天线、接收端光学天线均贯穿镶嵌于壳体的腔壁上；发射端、接收端、云台的底座固定于基座的上表面；云台的承载板固定于壳体的下表面。一种自动定向追踪并反馈的光电通信方法（该方法在本专利技术所述的一种自动定向追踪并反馈的光电通信装置中实现），该方法是采用如下步骤实现的：a.在通信A方和通信B方分别安装一台光电通信装置；光电通信装置上电后，发射端MCU和接收端MCU均执行初始化程序；b.来自信源的电信号经由通信A方的信源输入端口分别加载至发射端MCU和发射端DSP；此时，发射端MCU控制激光器启动；激光器产生点光源，该点光源投射至激光扩束镜；激光扩束镜将点光源扩散为均匀面光源，该均匀面光源投射至光调制器；与此同时，发射端DSP对电信号进行处理并生成LVDS信号，然后将电信号和LVDS信号均发送至光调制器控制芯片；LVDS信号驱动光调制器控制芯片，光调制器控制芯片将电信号发送至光调制器，并控制光调制器启动；然后，光调制器以均匀面光源为载波，将电信号调制编码为光信号，并将光信号发送至发射端光学天线；发射端光学天线将光信号定向发射出去；c.来自通信A方的发射端光学天线的光信号投射至通信B方的会聚准直透镜；会聚准直透镜将光信号转换为准直平行光信号，该准直平行光信号投射至分束镜；分束镜将准直平行光信号分为两束相同的光信号，该两束相同的光信号分别投射至位置敏感探测器和光电传感器；此时，位置敏感探测器根据光信号测得通信A方的发射端光学天线的方位信息，并将方位信息发送至接收端MCU；接收端MCU根据方位信息控制云台旋转，云台带动会聚准直透镜旋转，使得会聚准直透镜与通信A方的发射端光学天线相互正对；与此同时，光电传感器将光信号转换为电信号，并将电信号发送至接收端DSP；接收端DSP对电信号进行译码解调及校验；若电信号校验通过，则接收端DSP通过信宿输出端口将电信号发送至信宿，同时接收端DSP通过接收端MCU与发射端MCU进行通信，发射端MCU向通信A方发射反馈信号，由此完成本次通信；若电信号校验未通过，则接收端DSP控制告警电路发出告警。与现有无线光电通信系统相比，本专利技术所述的一种自动定向追踪并反馈的光电通信装置及方法基于全新的结构和原理，使得接收端能够自动定向追踪发射端并反馈信息给发射端，由此使得发射端和接收端能够持续地保持正对，从而将信号误码率降至了最低，使得信号传输质量更稳定，进而大幅提高了通信质量。本专利技术有效解决了现有无线光电通信系统通信质量差的问题，适用于数据网、电话网、微蜂网、微微蜂窝网等领域。附图说明图1是本专利技术的一种自动定向追踪并反馈的光电通信装置的内部结构示意图。图2是本专利技术的一种自动定向追踪并反馈的光电通信装置的外部结构示意图。图3是本专利技术的一种自动定向追踪并反馈的光电通信装置的发射端电路的结构示意图。图4是本专利技术的一种自动定向追踪并反馈的光电通信装置的接收端光学天线的结构示意图。图5是本专利技术的一种自动定向追踪并反馈的光电通信装置的接收端电路的结构示意图。图6是本专利技术的一种自动定向追踪并反馈的光电通信方法的流程示意图。图中：1-发射端，2-接收端，3-告警电路，4-云台，5-基座，6-壳体，11-发射端电路，12-激光器，13-激光扩束镜，14-光调制器，15-发射端光学天线，21-接收端光学天线，22-位置敏感探测器，23-光电传感器，24-接收端电路，111-信源输入端口，112-发射端MCU，113-发射端DSP，114-光调制器控制芯片，211-会聚准直透镜，212-分束镜，241-接收端MCU，242-接收端DSP，243-信宿输出端口。具体实施方式一种自动定向追踪并反馈的光电通信装置，包括发射端1、接收端2、告警电路3、云台4、基座5、壳体6；所述发射端1包括发射端电路11、激光器12、激光扩束镜13、光调制器14、发射端光学天线15；所述发射端电路11包括信源输入端口111、发射端MCU112、发射端DSP113、光调制器控制芯片114；所述接收端2包括接收端光学天线21、位置敏感探测器22、光电传感器23、接收端电路24；所述接收端光学天线21包括会聚准直透镜211、分束镜212；所述接收端电路24包括接收端MCU241、接收端DSP242、信宿输出端口243；其中，信源输入端口111与发射端MCU112双向连接；信源输入端口111的输出端与发射端DSP113的输入端连接；发射端MCU112分别与发射端DSP113和接收端MCU241双向连接；发射端MCU112的输出端与激光器12的输入端连接；发射端DSP113的输出端与光调制器控制芯片114的输入端连接；光调制器控制芯片114的输出端与光调制器14的输入端连接；激光器12的输出端与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动定向追踪并反馈的光电通信装置，其特征在于：包括发射端（1）、接收端（2）、告警电路（3）、云台（4）、基座（5）、壳体（6）；所述发射端（1）包括发射端电路（11）、激光器（12）、激光扩束镜（13）、光调制器（14）、发射端光学天线（15）；所述发射端电路（11）包括信源输入端口（111）、发射端MCU（112）、发射端DSP（113）、光调制器控制芯片（114）；所述接收端（2）包括接收端光学天线（21）、位置敏感探测器（22）、光电传感器（23）、接收端电路（24）；所述接收端光学天线（21）包括会聚准直透镜（211）、分束镜（212）；所述接收端电路（24）包括接收端MCU（241）、接收端DSP（242）、信宿输出端口（243）；其中，信源输入端口（111）与发射端MCU（112）双向连接；信源输入端口（111）的输出端与发射端DSP（113）的输入端连接；发射端MCU（112）分别与发射端DSP（113）和接收端MCU（241）双向连接；发射端MCU（112）的输出端与激光器（12）的输入端连接；发射端DSP（113）的输出端与光调制器控制芯片（114）的输入端连接；光调制器控制芯片（114）的输出端与光调制器（14）的输入端连接；激光器（12）的输出端与激光扩束镜（13）的输入端连接；激光扩束镜（13）的输出端与光调制器（14）的输入端连接；光调制器（14）的输出端与发射端光学天线（15）的输入端连接；会聚准直透镜（211）的出射面与分束镜（212）的入射面相对；分束镜（212）的两个出射面分别与位置敏感探测器（22）的入射端和光电传感器（23）的入射端相对；位置敏感探测器（22）的输出端与接收端MCU（241）的输入端连接；接收端MCU（241）分别与接收端DSP（242）和信宿输出端口（243）双向连接；接收端MCU（241）的输出端分别与告警电路（3）的输入端和云台（4）的输入端连接；光电传感器（23）的输出端与接收端DSP（242）的输入端连接；接收端DSP（242）的输出端与信宿输出端口（243）的输入端连接；发射端电路（11）、激光器（12）、激光扩束镜（13）、光调制器（14）、位置敏感探测器（22）、光电传感器（23）、接收端电路（24）、告警电路（3）均封装于壳体（6）内；发射端光学天线（15）、接收端光学天线（21）均贯穿镶嵌于壳体（6）的腔壁上；发射端（1）、接收端（2）、云台（4）的底座固定于基座（5）的上表面；云台（4）的承载板固定于壳体（6）的下表面。...

【技术特征摘要】
1.一种自动定向追踪并反馈的光电通信装置，其特征在于：包括发射端（1）、接收端（2）、告警电路（3）、云台（4）、基座（5）、壳体（6）；所述发射端（1）包括发射端电路（11）、激光器（12）、激光扩束镜（13）、光调制器（14）、发射端光学天线（15）；所述发射端电路（11）包括信源输入端口（111）、发射端MCU（112）、发射端DSP（113）、光调制器控制芯片（114）；所述接收端（2）包括接收端光学天线（21）、位置敏感探测器（22）、光电传感器（23）、接收端电路（24）；所述接收端光学天线（21）包括会聚准直透镜（211）、分束镜（212）；所述接收端电路（24）包括接收端MCU（241）、接收端DSP（242）、信宿输出端口（243）；其中，信源输入端口（111）与发射端MCU（112）双向连接；信源输入端口（111）的输出端与发射端DSP（113）的输入端连接；发射端MCU（112）分别与发射端DSP（113）和接收端MCU（241）双向连接；发射端MCU（112）的输出端与激光器（12）的输入端连接；发射端DSP（113）的输出端与光调制器控制芯片（114）的输入端连接；光调制器控制芯片（114）的输出端与光调制器（14）的输入端连接；激光器（12）的输出端与激光扩束镜（13）的输入端连接；激光扩束镜（13）的输出端与光调制器（14）的输入端连接；光调制器（14）的输出端与发射端光学天线（15）的输入端连接；会聚准直透镜（211）的出射面与分束镜（212）的入射面相对；分束镜（212）的两个出射面分别与位置敏感探测器（22）的入射端和光电传感器（23）的入射端相对；位置敏感探测器（22）的输出端与接收端MCU（241）的输入端连接；接收端MCU（241）分别与接收端DSP（242）和信宿输出端口（243）双向连接；接收端MCU（241）的输出端分别与告警电路（3）的输入端和云台（4）的输入端连接；光电传感器（23）的输出端与接收端DSP（242）的输入端连接；接收端DSP（242）的输出端与信宿输出端口（243）的输入端连接；发射端电路（11）、激光器（12）、激光扩束镜（13）、光调制器（14）、位置敏感探测器（22）、光电传感器（23）、接收端电路（24）、告警电路（3）均封装于壳体（6）内；发射端光学天线（15）、接收端光学天线（21）均贯穿镶嵌于壳体（6）的腔壁上；发射端（1）、接收端（2）、云台（4）的底座固定于基座（5）的上表面；云台（4）的承载板固定于壳体（6）的下表面。2.根据权利要求1所述的一种自动定向追踪并反馈的光电通信装置，其特征在于：该装置是基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆继亮，丑修建，张鹏，何剑，刘立，王二伟，徐方良，熊继军，薛晨阳，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西;14