一种基于光通信的全双工信号传输装置制造方法及图纸

本申请具体实施例提供一种基于光通信的全双工信号传输装置，包括围绕同一个旋转轴心相对旋转的部件10和部件20；部件10设置有光发射器11和光接收器12，部件20设置有光发射器21和光接收器22；其中，光发射器11和光接收器22采用第一波长的光谱通信；光发射器21和所述光接收器12采用第二波长的光谱通信；部件10设置的光接收器12的光敏面和部件20设置的光接收器22的光敏面设置在部件10和部件20的相对旋转中心上。本申请通过将两个光接收器的光敏面分别设置在两个部件的相对旋转中心的方式，使光接收器接收的信号的强度保持不变，从而减少误码率、提高传输质量和效率。

A full duplex signal transmission device based on optical communication

The specific embodiment of the present application provides a full-duplex signal transmission device based on optical communication, including a component 10 and a component 20 that rotate relative to the same rotation axis; a light transmitter 11 and a light receiver 12 are provided in the component 10, and a light transmitter 21 and a light receiver 22 are provided in the component 20, wherein the light transmitter 11 and the light receiver 22 are captured. Spectral communication with the first wavelength; spectral communication with the second wavelength is used for the light transmitter 21 and the light receiver 12; the photosensitive surface of the light receiver 12 set by the component 10 and the photosensitive surface of the light receiver 22 set by the component 20 are set at the relative rotation center of the component 10 and the component 20. By setting the photosensitive surfaces of the two optical receivers at the relative rotation centers of the two components, the intensity of the signals received by the optical receivers remains unchanged, thereby reducing the bit error rate and improving the transmission quality and efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种基于光通信的全双工信号传输装置
本申请涉及光通信
，尤其涉及一种基于光通信的全双工信号传输装置。
技术介绍
为解决相对旋转部件之间双向数据通信的问题，早期采用了滑环技术。但由于滑环固有的磨损问题，平均寿命一般在几亿转左右。例如，对于激光雷达这种需要连续工作且高速旋转的设备，滑环只能维持1～2年的工作时间。因此，滑环并不能满足大多数产品的设计要求；而且，受触点磨损的影响，信号通信质量也会存在较大的隐患。随着光通信技术的发展，两个相对旋转的部件之间采用光通信进行数据传输解决了滑环的技术问题。当相对旋转的部件1和部件2之间采用全双工的通信方式时，部件1和部件2之间包括两组不同光谱的光发射器和光接收器。图1为现有技术中相对旋转部件之间的全双工光通信装置示意图。如图1所示，包括部件1和部件2,。部件1上设置了光发射器3和光接收器4。部件2上设置了光发射器5和光接收器6。光发射器3和光接收器4实现部件1向部件2的单向数据传输。光发射器5和光接收器6实现部件2向部件1的单向数据传输。其中，部件2和部件1可以相对旋转。图2为现有技术部件相对旋转一定角度后的全双工光通信装置示意图。从图2可以看出，部件2旋转180度之后，光发射器3和光接收器4之间，由于位置变化，形成了一个明显的夹角。由发光器件的基本参数可知，随着部件1和部件2之间相对旋转，相互匹配的光发射器3和光接收器4之间的角度发生明显变化，从而导致光接收器4接收到的光强信号随之发生变化。光发射器3和光接收器4之间的夹角越小则光强越强，夹角越大则光强越弱。由于光接收器4或光接收器6接收的光信号强弱的变化，在数据解析过程中，会导致信号占空比大幅变化，很容易出现误码，从而影响传输质量和传输速率。为解决现有激光雷达中全双工通信的问题，也有采用多个收、发器组合起来的方案来减少因部件旋转带来的光信号强弱变化。但是，需要配置较多的光发射器和光接收器，不仅使通信结构的设计更加复杂，而且会增加成本。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本申请具体实施例提供一种基于光通信的全双工信号传输装置，使全双工信号传输装置中的光接收器接收到光信号的强度始终保持不变。本申请是通过如下方式实现的：第一方面，本申请具体实施例提供一种基于光通信的全双工信号传输装置，包括围绕同一个旋转轴心相对旋转的第一旋转部件10和第二旋转部件20；第一旋转部件10设置有第一光发射器11和第一光接收器12，第二旋转部件20设置有第二光发射器21和第二光接收器22，第一旋转部件10和第二旋转部件20安装第一光发射器11、第二光发射器21和第一光接收器12、第二光接收器22的安装平面相互平行、与所述旋转轴心线垂直；其中，所述第一光发射器11和所述第二光接收器22采用第一波长的光谱通信；所述第二光发射器21和所述第一光接收器12采用第二波长的光谱通信；第一旋转部件10设置的第一光接收器12的光敏面和第二旋转部件20设置的第二光接收器22的光敏面设置在所述第一旋转部件10和第二旋转部件20的相对旋转中心上。在一个可能的设计中，所述第一光发射器11紧邻第一光接收器12设置，所述第二光发射器21紧邻第二光接收器22设置。在一个可能的设计中，所述第一旋转部件10相对第二旋转部件20的旋转中心到第一光发射器11中心的距离和第一光发射器11的发射面到第二光接收器22的光敏面的垂直距离，需要满足如下条件：(tan(θ1/2)*d1)>(r1+a1/2)其中，θ1为第一光发射器11发射的有效光强的覆盖角度；d1为第一光发射器11的发射面到第二光接收器22的光敏面的垂直距离；r1为第一旋转部件10相对第二旋转部件20的旋转中心到第一光发射器11中心的距离；a1为第二光接收器22光敏面的直径；所述第二旋转部件20相对第一旋转部件10的旋转中心到第二光发射器21中心的距离和第二光发射器21的发射面到第一光接收器12的光敏面的垂直距离，需要满足如下条件：(tan(θ2/2)*d2)>(r2+a2/2)其中，θ2为第二光发射器21发射的有效光强的覆盖角度；d2为第二光发射器21的发射面到第一光接收器12的光敏面的垂直距离；r2为第二旋转部件20相对第一旋转部件10的旋转中心到第二光发射器21中心的距离；a2为第一光接收器12光敏面的直径。在一个可能的设计中，所述第一光发射器11为光束发散方向呈各向同性或各向异性的光发射器；所述第二光发射器21为光束发散方向呈各向同性或各向异性的光发射器。在一个可能的设计中，还包括设置在第一旋转部件10的第一定向基座13和设置在第二旋转部件20的第二定向基座23；所述第一光发射器11设置在第一定向基座13上，使得所述第一光发射器11的发射面正对所述第二光接收器22的光敏面；以及，所述第二光发射器21设置在第二定向基座23上，使得所述第二光发射器21的发射面正对所述第一光接收器12的光敏面。第二方面，本申请实施例提供一种基于光通信的全双工信号传输装置，包括围绕同一个旋转轴心相对旋转的第一旋转部件10和第二旋转部件20；第一旋转部件10设置有第一光发射器11和第一光接收器12，第二旋转部件20设置有第二光发射器21和第二光接收器22，第一旋转部件10和第二旋转部件20安装第一光发射器11、第二光发射器21和第一光接收器12、第二光接收器22的安装平面相互平行、与所述旋转轴心线垂直；其中，所述第一光发射器11和所述第二光接收器22采用第一波长的光谱通信；所述第二光发射器21和所述第一光接收器12采用第二波长的光谱通信；第一旋转部件10设置的第一光发射器11的发射面和第二旋转部件20设置的第二光发射器21的发射面分别设置在所述第一旋转部件10和第二旋转部件20的相对旋转中心。在一个可能的设计中，所述第一光接收器12紧邻第一光发射器11设置，以及，所述第二光接收器22紧邻第二光发射器21设置。在一个可能的设计中，第二光发射器21与光接收器之间的间隙和第一光发射器11的发射面到第二光接收器22的光敏面的垂直距离，需要满足如下条件：(tan(θ3/2)*d3)>(a3+b3/2+X3)θ3为第一光发射器11发射的有效光强的覆盖角度；d3为第一光发射器11的发射面到第二光接收器22的光敏面的垂直距离；X3为第二光发射器21与第二光接收器22之间的间隙；a3为第二光接收器22光敏面的直径；b3为第二光发射器21器件的直径；所述第一光发射器11与第一光接收器12之间的间隙和第二光发射器21的发射面到第一光接收器12的光敏面的垂直距离，需要满足如下条件：(tan(θ4/2)*d4)>(a4+b4/2+X4)其中，θ4为第二光发射器21发射的有效光强的覆盖角度；d4为第二光发射器21的发射面到第一光接收器12的光敏面的垂直距离；b4为第一光发射器11器件的直径；X4为第一光发射器11与第一光接收器12之间的间隙；a4为第一光接收器12光敏面的直径。在一个可能的设计中，所述第一光发射器11为光束发散方向呈各向同性的光发射器；所述第二光发射器21为光束发散方向呈各向同性的光发射器。本申请具体实施例提供一种基于光通信的全双工信号传输装置。包括分别设置在两个部件的相对旋转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于光通信的全双工信号传输装置，其特征在于，包括围绕同一个旋转轴心相对旋转的第一旋转部件(10)和第二旋转部件(20)；第一旋转部件(10)设置有第一光发射器(11)和第一光接收器(12)，第二旋转部件(20)设置有第二光发射器(21)和第二光接收器(22)，第一旋转部件(10)和第二旋转部件(20)安装第一光发射器(11)、第二光发射器(21)的安装平面，和第一光接收器(12)、第二光接收器(22)的安装平面相互平行、与所述旋转轴心线垂直；其中，所述第一光发射器(11)和所述第二光接收器(22)采用第一波长的光谱通信；所述第二光发射器(21)和所述第一光接收器(12)采用第二波长的光谱通信；第一旋转部件(10)的第一光接收器(12)的光敏面和第二旋转部件(20)的第二光接收器(22)的光敏面分别设置在所述第一旋转部件(10)和第二旋转部件(20)的相对旋转中心上。

【技术特征摘要】
1.一种基于光通信的全双工信号传输装置，其特征在于，包括围绕同一个旋转轴心相对旋转的第一旋转部件(10)和第二旋转部件(20)；第一旋转部件(10)设置有第一光发射器(11)和第一光接收器(12)，第二旋转部件(20)设置有第二光发射器(21)和第二光接收器(22)，第一旋转部件(10)和第二旋转部件(20)安装第一光发射器(11)、第二光发射器(21)的安装平面，和第一光接收器(12)、第二光接收器(22)的安装平面相互平行、与所述旋转轴心线垂直；其中，所述第一光发射器(11)和所述第二光接收器(22)采用第一波长的光谱通信；所述第二光发射器(21)和所述第一光接收器(12)采用第二波长的光谱通信；第一旋转部件(10)的第一光接收器(12)的光敏面和第二旋转部件(20)的第二光接收器(22)的光敏面分别设置在所述第一旋转部件(10)和第二旋转部件(20)的相对旋转中心上。2.根据权利要求1所述的全双工信号传输装置，其特征在于，所述第一光发射器(11)紧邻第一光接收器(12)设置，所述第二光发射器(21)紧邻第二光接收器(22)设置。3.根据权利要求1所述的全双工信号传输装置，其特征在于，所述第一旋转部件(10)相对第二旋转部件(20)的旋转中心到第一光发射器(11)中心的距离和第一光发射器(11)的发射面到第二光接收器(22)的光敏面的垂直距离，需要满足下述条件：(tan(θ1/2)*d1)>(r1+a1/2)其中，θ1为第一光发射器11发射的有效光强的覆盖角度；d1为第一光发射器(11)的发射面到第二光接收器(22)的光敏面的垂直距离；r1为第一旋转部件(10)相对第二旋转部件(20)的旋转中心到第一光发射器(11)中心的距离；a1为第二光接收器(22)光敏面的直径；所述第二旋转部件(20)相对第一旋转部件(10)的旋转中心到第二光发射器(21)中心的距离和第二光发射器(21)的发射面到第一光接收器(12)的光敏面的垂直距离，需要满足下述条件：(tan(θ2/2)*d2)>(r2+a2/2)其中，θ2为第二光发射器(21)发射的有效光强的覆盖角度；d2为第二光发射器(21)的发射面到第一光接收器(12)的光敏面的垂直距离；r2为第二旋转部件(20)相对第一旋转部件(10)的旋转中心到第二光发射器(21)中心的距离；a2为第一光接收器(12)光敏面的直径。4.根据权利要求1、2或3所述的全双工信号传输装置，其特征在于，所述第一光发射器(11)为光束发散方向呈各向同性或各向异性的光发射器；所述第二光发射器(21)为光束发散方向呈各向同性或各向异性的光发射器。5.根据权利要求1、2或3所述的全双工信号传输装置，其特征在于，还包括设置在第一旋转部件(10)的第一定向基座(13)和设置在第二旋转部件(20)的第二定向基座(23)；所述第一光...

【专利技术属性】
技术研发人员：武旭辉，张健，王勇，尹金茹，
申请(专利权)人：保定市天河电子技术有限公司，
类型：新型
国别省市：河北,13