一种远距离多路光接收装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种远距离多路光接收装置，所述装置包括：一级杯状结构，二级多路接收结构；所述一级杯状结构具有旋转抛物面聚光特性的旋转曲面，所述二级多路接收结构为由5个半球形透镜组成的二级基本单元；5个半球形透镜呈上、下、左、右、中对称分布在所述一级杯状结构的底部；中间半球形透镜处于所述一级杯状结构的焦点处，其余四个半球形透镜放置在光斑强度均匀的位置。本装置通过一二级的组合方案，一级结构增加了视场角及光功率，二级多路接收结构将收集的光进行高效利用。

【技术实现步骤摘要】
一种远距离多路光接收装置
本技术涉及可见光通信
，尤其涉及一种远距离多路光接收装置。
技术介绍
LED的发光光强分布一般符合朗伯发光模型，单位面积接收到的光强与接收距离成反比，入射角的余弦与收发机的连线，与LED的光轴间角度的余弦成正比，与接收面积成正比。为了保证在远距离能高质量的接收，同时降低用户终端的光学对准要求，需要可见光通信系统具有宽视场接收能力，确保在室内不同空间位置都能够接收到信号。为了在远距离提高可见光通信系统接收端的光接收功率、保证较大的视场角，国内外提出了各种光学天线的设计思路。在提升光功率的同时，总会伴随着相应的局限性，使得光能难以得到有效地利用。
技术实现思路
为了克服现有技术上的不足与缺陷，本技术提供了一种宽视场角二级多路接收的远距离多路光接收装置，该远距离多路光接收装置为二级接收结构，一级结构通过杯状透镜壁，通过增加了视场角，保证了较高的入射光功率；为使分散在一级结构中的光能量可以被有效利用，二级结构通过5路接收半球型透镜对分散的光能进行汇聚；至此，通过一二级的组合方案，一级结构增加了视场角及光功率，二级多路接收结构将收集的光进行高效利用，详见下文描述：一种远距离多路光接收装置，所述装置包括：一级杯状结构，二级多路接收结构；所述一级杯状结构具有旋转抛物面聚光特性的旋转曲面，所述二级多路接收结构为由5个半球形透镜组成的二级基本单元；5个半球形透镜呈上、下、左、右、中对称分布在所述一级杯状结构的底部；中间半球形透镜处于所述一级杯状结构的焦点处，其余四个半球形透镜放置在光斑强度均匀的位置。其中，所述一级杯状结构为杯状旋转曲面，整体高度为95mm，杯顶直径为145mm，杯底直径为79mm。进一步地，所述一级杯状结构的视场角为120°，光学接收天线的材料为聚甲基丙烯酸甲酯。本技术提供的技术方案的有益效果是：1)本技术根据传统可见光通信光学接收天线的局限性，设计了一种新型二级结构，光学视场角可达120°，较传统复合抛物面聚光器结构提高了近30°，且光学增益高达9.53，使光能得到了有效利用；2)本技术所设计的光学接收天线的材料为轻便且易于加工的PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)，聚焦光斑大小较传统结构能有效减小35％以上，且光斑中心区域能量分布均匀，配合二级基本单元，可以充分利用光能；3)本技术所设计的二级结构，基于远距离可见光通信系统的信道要求进行设计，使用简单，便于扩展。保证远距离可见光通信系统接收端可以正常的接收到相应的光信号。通过二级多路结构配合光电探测器可以组成光电探测阵列。附图说明图1为一级杯状结构的示意图；图2为半球形透镜结构的示意图；图3为各部分组件的爆炸示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本技术实施方式作进一步地详细描述。一种远距离多路光接收装置，该装置为用于远距离可见光通信的宽视场角高增益天线，为二级多路结构，如图1、2所示。包括：一级杯状结构1，二级5个半球形透镜结构2。其中，参见图1，一级杯状结构1是具有旋转抛物面聚光特性的旋转曲面，形似杯状结构。二级多路接收结构为5个半球形透镜组成的二级基本单元，如图2所示，5个二级基本单元呈上、下、左、右、中对称分布在杯状结构的底部。5个二级基本单元中，中间单元处于一级结构焦点处，其余四个单元放置在光斑强度均匀的位置。至此，一级结构具有宽视场角将入射光线汇聚到底部，二级结构充分利用汇聚到底部的光能。具体实现时，一级杯状结构1为杯状旋转曲面，包括：杯顶D、杯底d、高度H三个参数如图1所示。其中优选结构整体高度H为95mm，杯顶直径D为145mm，杯底直径d为79mm。进一步的，二级基本单元中形成外曲面的旋转结构满足传统复合抛物面聚光器截面曲线方程的基本特性，本技术实施例对此不做赘述。进一步的，一级杯状结构1的视场角可达120°，光学接收天线的材料为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。进一步，二级半球形透镜结构2中对称分布5个基本单元，通过仿真实验及几何理论分析得到布局位置(具体的计算步骤为本领域技术人员所公知)，可以获得最优的光功率及信噪比等特性。本技术实施例对各器件的型号除做特殊说明的以外，其他器件的型号不做限制，只要能完成上述功能的器件均可。本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，上述本技术实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上所述仅为本技术的较佳实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种远距离多路光接收装置，其特征在于，所述装置包括：一级杯状结构，二级多路接收结构；/n所述一级杯状结构具有旋转抛物面聚光特性的旋转曲面，所述二级多路接收结构为由5个半球形透镜组成的二级基本单元；/n5个半球形透镜呈上、下、左、右、中对称分布在所述一级杯状结构的底部；中间半球形透镜处于所述一级杯状结构的焦点处，其余四个半球形透镜放置在光斑强度均匀的位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种远距离多路光接收装置，其特征在于，所述装置包括：一级杯状结构，二级多路接收结构；
所述一级杯状结构具有旋转抛物面聚光特性的旋转曲面，所述二级多路接收结构为由5个半球形透镜组成的二级基本单元；
5个半球形透镜呈上、下、左、右、中对称分布在所述一级杯状结构的底部；中间半球形透镜处于所述一级杯状结构的焦点处，其余四个半球形透镜放置在光斑强...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵志庆，侯玉柱，钱伟强，丁英莲，王巍，
申请(专利权)人：天津戎行集团有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12