[实用新型]无线激光供能反向数据传输系统

说明书

一、技术领域

本实用新型涉及一种以无线的形式用激光给远端装置提供能量的领域，特别是一种无线激光供能反向数据传输系统。

二、技术背景

目前，常用的能量转换供能方式主要有太阳能、蓄电池、无线微波等。这些供能方法不足之处是：太阳能供能输出易受外界环境温度变化、季节变化等因素的影响，导致供能电源不稳定。蓄电池使用寿命比较短，如果接在电路的高压侧维护比较困难。无线微波供能，则有辐射、受电磁干扰、电路工作不稳定。上述的供能方法都不太适合给在高压、强电磁干扰等恶劣环境中工作的电子电路提供电源，更不能在实现供能功能的同时实现终端数据信息的提取和反向传输。

三、实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述的不足，向社会提供一种不干扰其它电波，也不受任何无线电波的干扰、无辐射、环保、供能稳定、可靠的无线激光供能反向数据传输系统。

本实用新型包括激光供能模块、反向数据传输模块。所述的激光供能模块是由红外线激光器、1^#发射天线、光能会聚透镜、1^#接收天线、高效光电转换器组成。反向数据传输模块是由信息处理模块、1^#光端机、2^#发射天线、2^#接收天线、2^#光端机、信息终端组成。其特征是：激光供能模块中的红外线激光器通过光纤与1^#发射天线联接、会聚透镜置放在1^#发射天线和1^#接收天线之间，1^#发射天线压缩发散角以1～3mrad的发散角将光能通过会聚透镜定向发送给1^#接收天线，1^#接收天线配装在会聚透镜和高效光电转换器之间，高效光电转换器有两个输出端，一端是驱动电路工作；另一端接反向数据传输模块的信息处理模块，信息处理模块接2^#光端机，2^#光端机接2^#发射天线、通过激光信息以空气为媒介与2^#接收天线联接，2^#光端机接在2^#接收天线和信息终端之间。

所述的1^#发射天线、2^#发射天线、1^#接收天线、2^#接收天线中配装着发射光学会聚系统和接收光学会聚系统。发射光学会聚系统是由光纤接口、外壳、至少一块以上的透镜组成。其外壳的尾端配装着光纤接口、透镜与透镜之间相隔1～100mm的距离固装在外壳的内腔中。接收光学会聚系统是由光纤耦合口、外壳、两块透镜组成。其外壳的尾端配装着光纤耦合口、透镜与透镜之间相隔一定的距离固装在外壳的内腔中。

工作时，红外线激光器将激光信号通过光纤送入1^#发射天线、1^#发射天线压缩发散角、以1～3mrad的发散角将光能定向发送给光能会聚系统、通过调整光能会聚透镜在1^#发射天线和1^#接收天线之间距离、使1^#接收天线获得最佳的会聚光能，1^#接收天线将接收到的光能耦合进一根多模光纤中，通过高效光电转换器，将光能转换成为相应功率的电能驱动电路工作；同时，反向数据传输模块中的信息处理模块将从高效光电转换器中提取电能，将电压、电流以及各种电信号数据信息，通过2^#光端机转换成激光信息送给2^#发射天线、以空气为媒介把激光信号发送给2^#接收天线，通过1^#光端机的处理、将激光信息转换成数据信息送给信息终端，以便实现终端监控。

由于本实用新型是由无线激光供能模块和反向数据传输模块组成的，是将光能转换成电能、实现远程驱动，然后再将提取到的电信号转换为光信号、转换成数据信息进行远程监控。其系统设计先进，抗干扰能力强，在高电压、强电磁辐射的环境中运行稳定，光电转换率高，数据传输可靠、精度高，无辐射、环保、安全，不仅适合电力系统以及民用电器产品，也适合技侦及监测系统。

四、附图说明

1图1为本实用新型连接结构示意图；

2图2为本实用新型发射光学会聚系统结构示意图；

3图3为本实用新型接收光学会聚系统结构示意图。

五、具体实施方式

本实用新型包括激光供能模块1、反向数据传输模块2。所述的激光供能模块1是由红外线激光器7、1^#发射天线8、光能会聚透镜9、1^#接收天线10、高效光电转换器11组成。反向数据传输模块2是由信息处理模块12、2^#光端机13、2^#发射天线14、2^#接收天线15、1^#光端机16、信息终端17组成。所述的1^#发射天线8、2^#发射天线14中配装着发射光学会聚系统8-1、14-1，在1^#接收天线10、2^#接收天线15中配装着和接收光学会聚系统10-1、15-1。发射光学会聚系统8-1、14-1是由光纤接口3、外壳4、两块透镜4-1、4-2组成。该外壳4的尾端配装着光纤接口3，两块透镜相隔1～100mm的距离固装在外壳4的内腔中。接收光学会聚系统10-1、15-1是由光纤耦合口5、外壳6、两块透镜6-1、6-2组成。该外壳6中的配装着光纤耦合口5、两块透镜6-1、6-2、相隔1～100mm的距离固装在外壳的内腔中。红外线激光器7将信号通过1^#发射天线8中的发射光学会聚系统8-1的光纤接口3，经两个透镜4-1、4-2的会聚、压缩，以1～3mrad的发散角将光能定向发送给1^#接收天线10，光能会聚透镜9设置在1^#发射天线和1^#接收天线10之间，通过调整光能会聚透镜9在1^#发射天线8和1^#接收天线10之间距离，可以使1^#接收天线10获得最佳的会聚光能。当1^#接收天线10中的接收光学会聚系统10-1的接收到光能时，经两个透镜6-1、6-2的会聚，获得最佳的会聚光能，通过光纤耦合口5将光能传送给高效光电转换器11，高效光电转换器11将光能转换成为相应功率的电能驱动电路工作；同时，反向数据传输模块2中的信息处理模块12将从高效光电转换器11中提取电能，将电压、电流以及各种电信号数据信息，通过2^#光端机13转换成激光信息，送给2^#发射天线14中的发射光学会聚系统14-1的光纤接口3、经发射光学系统14-1中的两个透镜4-1、4-2的会聚、压缩，以1～3mrad的发散角，以空气为媒介，把激光信号发送给2^#接收天线15，使2^#接收天线15接收到激光信号，经过接收光学系统15-1中的两个透镜6-1、6-2的会聚、压缩，再通过该系统15-1的光纤耦合口5将信号耦合进一根多模光纤中，通过1^#光端机16的处理、将激光信息转换成数据信息送给信息终端17，以便实现终端监控。调整发射光学系统中的透镜4-1、4-2和接收光学会聚系统的透镜6-1、6-2的距离，目的是会聚光能，这种调整工序是在生产产品过程中完成。