[发明专利]全双工自由空间无线光通信终端机

说明书

技术领域

本发明属于光通信技术领域，具体涉及一种用于室外移动式中远程(0.1KM-10KM)通讯用的全双工自由空间无线光通信终端机。

背景技术

无线电通讯是野外工作人员或舰艇之间协调常用的数据通讯方法，特点是通讯距离远，不受天气的影响。但是，该方法存在一个致命的缺点：保密性差。因此，在执行战斗任务时，往往需要保持无线电静默，这将导致战斗人员或者舰艇之间无法实现实时的信息交互，影响协调。

本发明提出一种可以移动的全双工自由空间无线光通讯终端机，与微波通信或有线通信相比，不易受外界干扰，保密性强，易于跨越复杂地形，可以灵活组成点、线结合的通信网。并且不受白天或黑夜，晴天或雨天的气候影响，稳定可靠，同时兼顾成本，造价低廉。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于室外移动式中远程通讯的全双工自由空间无线光通信终端机。

技术方案如下：

本发明提出的全双工自由空间无线光通信终端机，包括发射机系统和接收机系统两个系统。

所述发射机系统包括：一个发光模块3、一个驱动及调制电路2和一个单片机系统1。

所述发射系统中的发光模块3包括：半导体控温片31、热敏电阻32、LED33、光学透镜组34和热沉35。

所述发射系统中的驱动及调制电路2包括：温度控制电路(ATC)21、电流控制电路(ACC)22、功率控制电路(APC)23、保护电路24、报警电路25和参数采集控制器26。其中：ATC21的作用是通过热敏电阻32采集安装在热沉5上的大功率LED33的工作环境温度作为反馈信号，并通过半导体控温片31控制LED33的工作环境温度；ACC22和APC23电路的作用分别是保持LED驱动电流和光功率稳定。由于LED33很容易受到过流或者过压的伤害，保护电路24的作用是在出现不利情况时钳住电流、电压，或者直接将电流、电压置为零；报警电路25的作用是对有超出设定保护值的电流、电压进行报警；参数采集控制器26的作用是通过传感器对系统工作的环境温度、瞬时工作电流、瞬时工作功率进行设置和数据采集，采集到的数据由单片机系统1进行处理。

所述的单片机系统1主要用于控制系统中的温度控制电路(ATC)21、电流控制电路(ACC)22、功率控制电路(APC)23的工作模式；对所需要传输的数据进行编码，并相应产生通讯用的数字电平信号。

所述的发射机系统特征是，单片机系统1根据需要传输的数据，进行编码后，产生通讯用的数字电平信号(0或1)；经过驱动和调制电路2以后，驱动大功率LED33发出特定带宽的数字调制光；LED33产生的调制光信号通过透镜组34，以特定的发散角发射到空气介质中，如附图2所示。LED33产生的调制光信号与通讯编码相同。LED33发光的波段主要选取近红外波段，宽度大约±30nm，这样气候条件的影响降到最小。

所述接收机系统包括：一个接收模块4、一个检测及解调电路5和一个单片机系统6。

所述接收机系统中的接收模块4包括：一个光学凹透镜41、一个光学滤波器42和一个光电探测器43。光学凹透镜41将空气中传来的发射机发出的光信号汇聚，通过特定带宽的光学滤波器42后汇聚在光电探测器43的敏感面上，如附图3所示。光学滤波器42属于光带通型，带通中心波段与LED33输出的波段相同。这样光电探测器43敏感面只探测空气中传来的发射系统中LED33的光信号。

所述接收机系统中的检测及解调电路5包括信号检测电路51和信号解调电路52。其中信号检测电路51与接收模块4中的光电探测器42相连，将空气中传来的LED光信号转换整形为数字信号。

所述接收机系统中的单片机系统6对来自检测及解调电路5的数据进行处理，通过数字解码，将发射端的数据还原。

上述发射和接收两个过程属于全双工通讯过程，即：当单片机系统1向另一个终端机发送信息时，单片机系统6可以同时接收由另一个终端机所发送的信息。

所述的单片机系统1是本发明全双工自由空间无线光通信终端机的主控系统，负责设定运行参数，控制液晶屏显示，管理用户控制接口以及与上位机PC进行通讯。