一种自适应寻迹对焦功能光通信的收发装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于无线光通信技术领域，提供一种自适应寻迹对焦功能光通信的收发装置，包括：方向控制云台、光束调整模块、光子传感器、光源信标检测模块、全向信标光源、控制及信息处理模块。本发明专利技术的收发装置利用光学信标及全向信标光源和光源信标检测模块检测目标节点的方向，利用方向控制云台追踪目标节点的方向，利用光束调整模块调节光束范围保障信号质量，防止信号中断，在外界条件允许时提高信号质量，适用于多种场景、多种环境，利用光子传感器接收信号，灵敏度高。灵敏度高。灵敏度高。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应寻迹对焦功能光通信的收发装置


[0001]本专利技术属于无线光通信
，特别涉及一种自适应寻迹对焦功能光通信的收发装置。

技术介绍

[0002]无线光通信不仅具有不挤占频带，通信容量大，传输速率高等通信特点，还具有机动灵活、经济、架设快捷、使用方便等使用特点。随着现代社会信息的日益膨胀，信息的传输容量被极大地增加，导致现行的无线微波通信往往出现频带拥挤，资源缺乏的现象。在这种背景下，使用高码率、大容量的无线光通信将是未来空间通信发展的主要趋势。
[0003]虽然目前无线光通信已经在部分设上得到了应用，但是几乎所有的技术方法都只停留在了通信两端口在已经对准的前提下进行无线光通信。在实际应用场景中，当两个设备需要相互通信时，它们的相对位置往往是随机的，通信端口不总是处于已经对准的状态。两个通信端口倘若不能完成对准，更加不能进一步进行无线光通信。
[0004]所以鉴于目前无线光通信领域正缺少让两个相对位置随机的设备进行无线光通信的方法，本专利技术提供一种自适应寻迹对焦功能光通信的收发装置。本专利技术能利用光学方法自动检测目标节点的方向，利用方向控制云台追踪目标节点的方向，通过调节光束范围保障信号质量，防止信号中断，在外界条件允许时提高信号质量，适用于多种场景、多种环境，利用光子传感器接收信号，灵敏度高。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供涉及一种自适应寻迹对焦功能光通信的收发装置，目的在于解决两个相对位置随机的设备能够成功完成无线光通信。本专利技术能利用光学方法自动检测目标节点的方向，利用方向控制云台追踪目标节点的方向，通过调节光束范围保障信号质量，防止信号中断，在外界条件允许时提高信号质量，适用于多种场景、多种环境，利用光子传感器接收信号，灵敏度高。
[0006]本专利技术的技术方案：
[0007]一种自适应寻迹对焦功能光通信的收发装置，包括方向控制云台、光束调整模块、光子传感器、光源信标检测模块、全向信标光源、控制及信息处理模块；其中：
[0008]所述收发装置的主体结构为一球形空心外壳，外壳内设有分层隔板，用于安装光束调整模块、光子传感器；所述主体结构外壳上还设有接口用于安装光源信标检测模块与连接方向控制云台；其中，所述主体结构能在方向控制云台的带动下进行俯仰和偏航运动；
[0009]方向控制云台，包括第一电机15、第一旋转轴13、第二电机14、第二旋转轴12；其中，第一旋转轴13安装在主体结构竖直中轴线底部并在第一电机15带动下完成装置的偏航运动；第二旋转轴12安装在主体结构水平轴线两侧并在第二电机14带动下完成主体结构的俯仰运动；
[0010]光束调整模块，包括聚光碗7、电动丝杆9、滑台8、第三电机10、LD灯源5和第一透镜
6；其中，电动丝杆9与第三电机10通过联轴器连接，在第三电机10的带动下进行转动；滑台8安装在电动丝杆9上，并在电动丝杆9的带动下完成前后运动；LD灯源5安装在聚光碗7内，聚光碗7安装在滑台8上，并通过滑台8的前后运动调节LD灯源5发出的光束范围；第一透镜6安装在主体结构的外壳正面用于保护光束调整模块，并为光束提供一个能从主体结构传播到外部环境的通道；光束调整模块安装在主体结构内部的下层隔板上；
[0011]光子传感器，包括光探测器4和第二透镜3；其中，第二透镜3安装在主体结构的外壳正面用于保护光子传感器，并为外部光束提供一个能传播到主体结构内部的通道；光子传感器安装在主体结构内部的上层隔板上；
[0012]光源信标检测模块，包括两个高清全景相机摄像单元2；其中两个高清全景相机摄像单元2对准方向分别为收发装置的正前方和正后方，用于拍摄收发装置正前方与正后方的外部环境图像；
[0013]全向信标光源，包括全向LED灯源1；其中，全向LED灯源1安装在光源信标检测模块中轴线最顶部，用于作为收发装置的信标光源被目标节点的光源信标检测模块所捕获；
[0014]控制及信息处理模块，包括控制板11；其中，控制板11安装在方向控制云台底座内部，用于接收来自光束调整模块、光子传感器、光源信标检测模块的反馈信息并控制全向信标光源和方向控制云台进行工作，完成自适应寻迹对焦。
[0015]所述光束调整模块、光子传感器、光源信标检测模块、全向信标光源、控制及信息处理模块的安装位置从所述收发装置的顶部至底部依次是全向信标光源、光源信标检测模块、光子传感器、光束调整模块、控制及信息处理模块。
[0016]所述第一旋转轴13和第二旋转轴15采用相互正交的角度安装。
[0017]本专利技术具有以下优点：
[0018]1、本专利技术，能够解决现有无线光通信系统中通信双方建立通信过程中的对准问题，不需提供通信双方初始位置，可自动对准并建立通信，满足无线光通信应用条件。
[0019]2、本专利技术，能够结合已有的无线光通信系统，使用本专利技术的对准功能，提供对建立无线光通信的良好支持。
[0020]3、本专利技术，具有一定性能的计算处理能力，能够完成本专利技术工作过程中所需计算及处理，不需额外添加控制系统，具有良好的可移植性。
[0021]基于上述理由本专利技术可在无线光通信
等领域广泛推广。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的主视图。
[0023]图2为本专利技术的侧视图。
[0024]图3为本专利技术的信号传递示意图。
[0025]图中：1全向LED灯源，2高清全景相机摄像单元，3第二透镜，4光探测器放大器单元，5LD光源，6第一透镜，7聚光碗，8滑台，9电动丝杆，10第三电机，11控制板，12第二旋转轴，13第一旋转轴，14第一电机，15第二电机。
具体实施方式
[0026]下面结合附图对本专利技术进一步说明。
[0027]如图1、2所示，本专利技术提供了一种自适应寻迹对焦功能光通信的收发装置，包括：方向控制云台、光束调整模块、光子传感器、光源信标检测模块、全向信标光源、控制及信息处理模块；其中：
[0028]方向控制云台，包括第一电机14、第一旋转轴13、第二电机15、第二旋转轴12，用于完成主体结构的俯仰与偏航运动，保持光子传感器与目标节点光束调整模块的对准；
[0029]光束调整模块，包括聚光碗7、电动丝杆9、滑台8、第三电机10、LD灯源5和第一透镜6，用于根据外部环境实际情况调节光束范围保障信号质量，防止信号中断；
[0030]光子传感器，包括光探测器4和第二透镜3，用于接受由目标节点光束调整模块所发出的通信光信号；
[0031]光源信标检测模块，包括两个高清全景相机摄像单元2，用于搜寻并发现目标节点的位置，辅助光子传感器与目标节点的光束调整模块对准；
[0032]全向信标光源，包括全向LED灯源1，用于作为装置的信标光源被目标节点的光源信标检测模块所捕获；
[0033]控制及信息处理模块，包括控制板11，用于接收来自光束调整模块、光子传感器、光源信标检测模块的反馈信息并控制全向信标光源和方向控制云台进行工作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应寻迹对焦功能光通信的收发装置，其特征在于，该收发装置包括方向控制云台、光束调整模块、光子传感器、光源信标检测模块、全向信标光源、控制及信息处理模块；其中：所述收发装置的主体结构为一球形空心外壳，外壳内设有分层隔板，用于安装光束调整模块、光子传感器；所述主体结构外壳上还设有接口用于安装光源信标检测模块与连接方向控制云台；其中，所述主体结构能在方向控制云台的带动下进行俯仰和偏航运动；方向控制云台，包括第一电机(15)、第一旋转轴(13)、第二电机(14)、第二旋转轴(12)；其中，第一旋转轴(13)安装在主体结构竖直中轴线底部并在第一电机(15)带动下完成装置的偏航运动；第二旋转轴(12)安装在主体结构水平轴线两侧并在第二电机(14)带动下完成主体结构的俯仰运动；光束调整模块，包括聚光碗(7)、电动丝杆(9)、滑台(8)、第三电机(10)、LD灯源(5)和第一透镜(6)；其中，电动丝杆(9)与第三电机(10)通过联轴器连接，在第三电机(10)的带动下进行转动；滑台(8)安装在电动丝杆(9)上，并在电动丝杆(9)的带动下完成前后运动；LD灯源(5)安装在聚光碗(7)内，聚光碗(7)安装在滑台(8)上，并通过滑台(8)的前后运动调节LD灯源(5)发出的光束范围；第一透镜(6)安装在主体结构的外壳正面用于保护光束调整模块，并为光束提供一个能从主体结构传播到外部环境的通道；光束调整模块安装在...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱明，王雷，王傲涛，周诚坚，苏杰槟，罗钟铉，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：