一种基于鱼眼镜头和扫描系统的光通信接收装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于鱼眼镜头和扫描系统的光通信接收装置，包含光电探测部分、信号直流检测部分、扫描部分；所述光电探测部分用于对探测到的光信号转变为电信号，将电信号分为两路并解调其中的一路电信号；所述的信号直流检测部分用于从光电探测部分的另一路电信号中分离出直流部分，并判断直流的电压是否超过阈值；所述的扫描部分主要用于在鱼眼镜头焦平面内扫描，所述信号直流检测部分的直流电压超过阈值则停止扫描；所述的光电探测部分包含光学天线、光电探测器、功分器、信号解调器；信号直流检测部分包含放大器、低通滤波器、ADC芯片、开发板；扫描部分包含滑动台、驱动器、限位开关；通过光电探测器将光电探测部分与扫描部分建立连接关系；通过功分器将光电探测部分与信号直流检测部分建立连接关系；通过开发板将信号直流检测部分与扫描部分建立连接关系。本发明专利技术通过鱼眼镜头的大视角、对不同角度入射光的接收光强稳定性弥补了光电探测器相应性能的不足，实现接收装置在鱼眼镜头对应的半空间的接收通信性能。的接收通信性能。的接收通信性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于鱼眼镜头和扫描系统的光通信接收装置


[0001]本专利技术属于光通信设备
，具体涉及一种基于鱼眼镜头和扫描系统的光通信接收装置。

技术介绍

[0002]光电探测器的视场角一般为180度，但这里面视场角的含义是探测面接收的有效面积与视场角的余弦函数关系计算的，并且光电探测器接收角度与接收信号信噪比的关系理论上也符合余弦曲线形状。在光电探测器前方增加光学天线，会得到一定的光强增益，对于强度调制直接检测来说可以增加信噪比，但这种方式会限制探测器的视场角，实际需求中希望探测器在不同角度接收的信号信噪比是均匀的，并且有一定的光强增益。
[0003]鱼眼镜头是一种广角镜头，工程上将2ω≥140度的镜头都归入鱼眼镜头，有的鱼眼镜头视场角可达到270度，本专利技术中提及的鱼眼镜头视场角至少为180度，一般商业和工业上使用的鱼眼镜头，对于边缘的成像质量有一定要求，所以在鱼眼镜头中增加渐晕光阑，将边缘成像分辨率不理想的光线拦截；但光通信对于光学天线的分辨率要求不高，所以可将渐晕取消进行优化设计，使得接收的光照度随视角变化起伏不超过5％。这样鱼眼镜头在光通信中可以展现半空间接收的能力，与光电探测器在其视场角内接收到的光强是均匀的优势。
[0004]鱼眼镜头视场角大，不同角度入射的光会成像在焦平面的不同位置上，小靶面的光电探测器在焦平面处是无法接收不同角度入射的光。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术公开了一种基于鱼眼镜头和扫描系统的光通信接收装置，利用鱼眼镜头的大视场与接收不同角度光照度的均匀性弥补光电探测器的上述不足，利用扫描系统应对光斑在鱼眼镜头焦平面的移动问题，利用信号直流检测反馈给开发板以控制扫描部分的停动状态，满足信噪比稳定并且通信接收转置的视场角达到180度及以上。
[0006]为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种基于鱼眼镜头和扫描系统的光通信接收装置，其特征在于：所述基于鱼眼镜头的光通信接收系统包含光电探测部分、信号直流检测部分与扫描部分；所述光电探测部分用于对探测到的光信号转变为电信号，将电信号分为两路、并解调其中的一路电信号；所述的信号直流检测部分用于从光电探测部分的另一路电信号中分离出直流部分，并判断直流的电压是否超过阈值；所述的扫描部分主要用于在鱼眼镜头焦平面内扫描，直流电压超过阈值则停止扫描；所述的光电探测部分包含光学天线、光电探测器、功分器、信号解调器；信号直流检测部分包含放大器、低通滤波器、ADC芯片、开发板；扫描部分包含滑动台、驱动器、限位开关；通过光电探测器将光电探测部分与扫描部分建立连接关系；通过功分器将光电探测部分与信号直流检测部分建立连接关系；通过开发板将信号直流检测部分与扫描部分建立连接关系。
[0007]进一步地，所述光电探测部分的鱼眼镜头，其镜片数量≤6，在空间分辨率为10lp/mm时，MTF≥0.8，视场角≥180度，光照度不随视场角变化，从而保证光电探测器在焦平面上的任意成像位置接收到的光信号强度不发生变化。
[0008]进一步地，所述的信号直流检测部分可以滤掉高频信号，分离出信号的直流部分，并通过ADC芯片转化为电压数值。
[0009]进一步地，所述的光电探测部分可以将接收的光信号转换的电信号并分为两路，一路用于光电探测部分解调信号，另一路作为信号直流检测部分的输入，并且可以得出解调信号误码率与信号直流检测输出的电压值的关系。
[0010]进一步地，所述的信号直流检测部分的开发板可以读取信号直流检测部分输出的电压值，可以根据解调信号的误码率设置相应的电压阈值，判断此电压值与设置电压阈值的大小关系。
[0011]进一步地，所述的扫描部分的滑动台可在鱼眼镜头角焦平面成像范围内扫描，并在信号直流检测部分读取电压数值高于阈值时反馈给扫描部分，控制扫描部分的滑动台停止运动；需保证开发板在得到信号直流检测部分读取的电压数值大于设定阈值的响应时间对应滑动台运动步长小于光斑尺寸；当信号直流检测部分读取电压数值低于阈值时继续扫描光斑位置。
[0012]进一步地所述的光电探测部分的光电探测器固定于扫描部分的滑动台上。鱼眼镜头带来的光学增益可以根据：G
O
＝10*lg(S
O
/S
D
)进行计算，其中S
O
使用光学天线的入瞳面积，S
D
为探测器的有效面积。鱼眼镜头的入瞳直径D可以根据公式：F/#＝f/D进行计算，f为鱼眼镜头的焦距，F/#为镜头的光圈F值。
[0013]本专利技术的有益效果为：本专利技术利用鱼眼镜头的大视场与接收不同入射角度的光照度均匀性弥补光电探测器的上述不足，利用扫描系统应对光斑在鱼眼镜头焦平面的移动问题，利用信号直流检测反馈给开发板以控制扫描部分的停动状态，以接收鱼眼镜头视场角范围内的光斑。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的实施例所述的一种基于鱼眼镜头和扫描系统的光通信接收装置图
[0015]图2为基于鱼眼镜头和扫描系统的光通信接收装置中的光电探测部分示意图
[0016]图3为基于鱼眼镜头和扫描系统的光通信接收装置中的信号直流检测部分示意图
[0017]图4为基于鱼眼镜头和扫描系统的光通信接收装置中的扫描部分示意图
[0018]图5为光电探测部分、信号直流检测部分、扫描部分的连接示意图
[0019]附图标识列表1、鱼眼镜头，2、光电探测器，3、滑动台，4、功分器，5、信号解调器，6、放大器、7、低通滤波器、8、ADC芯片，9、开发板，10、限位器，11、驱动器，A、光电探测部分，B、直流检测部分，C、扫描部分。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本专利技术，应理解下述具体实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。
[0021]如图1所示，提供一种基于鱼眼镜头的光通信接收装置，此装置包含光电探测部分A、信号直流检测部分B、扫描部分C；所述光电探测部分用于对探测到的光信号转变为电信号，将电信号分为两路、并解调其中的一路电信号，所述的信号直流检测部分用于从另一路电信号中分离出直流部分，并判断直流的电压是否超过阈值；所述的扫描部分主要用于在鱼眼镜头焦平面内扫描，直流电压超过阈值则停止扫描；光电探测器部分如图2所示，包含鱼眼镜头1、光电探测器2、功分器3、和信号解调器5；信号直流检测部分如图3所示，包含放大器6、低通滤波器7、ADC芯片8、开发板9；扫描部分如图4所示，包含滑动台3、限位器10、驱动器11；光电探测部分、信号直流检测部分和扫描部分的连接如图5所示，光电探测部分A通过功分器4与信号直流检测部分B连接，信号直接检测部分B通过开发板9与扫描部分C连接，扫描部分C通过滑动台3与光电探测部分A连接。
[0022]所述光电探测部A中的鱼眼镜头1的视场角等于180度，不同角度接收的光照度均匀，焦距为12mm，180度视场在焦平面上的成像范围大约为直径22mm的圆内；光电探测器2摆放在鱼眼镜头1的焦平面，具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于鱼眼镜头和扫描系统的光通信接收装置，其特征在于：所述基于鱼眼镜头和扫描系统的光通信接收装置包含光电探测部分、信号直流检测部分与扫描部分；所述光电探测部分用于对探测到的光信号转变为电信号，将电信号分为两路并解调其中的一路电信号；所述的信号直流检测部分用于从光电探测部分的另一路电信号中分离出直流部分，并判断直流的电压是否超过阈值；所述的扫描部分主要用于在鱼眼镜头焦平面内扫描，所述信号直流检测部分的直流电压超过阈值则停止扫描；所述的光电探测部分包含光学天线、光电探测器、功分器、信号解调器；信号直流检测部分包含放大器、低通滤波器、ADC芯片和开发板；扫描部分包含滑动台、驱动器、限位开关；通过光电探测器将光电探测部分与扫描部分建立连接关系；通过功分器将光电探测部分与信号直流检测部分建立连接关系；通过开发板将信号直流检测部分与扫描部分建立连接关系。2.根据权利要求1所述光电探测部分的鱼眼镜头，其特征在于：镜片数量≤6，在空间分辨率为10lp/mm时，MTF≥0.8，视场角≥180度，光照度不随视场角变化，从而保证光电探测器在焦平面上接收到的光信号强度不发生变化。3.根据权利要求1所述的信号直流检测部分，其特征在于：可以滤掉高频信号，分离出信号的直流部分，并通过ADC芯片转化为电压数值。4.根据权利要求1所述的光电探测部分，其特征在于：可以将接收的光信号转换的电信号并分为两路，一路用于光电探测部分解调信号，另一路作为...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐敬，华岩，张皓，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：