[实用新型]一种无线光滑环

说明书

技术领域

本实用新型属于激光通信技术领域，涉及数据通信系统中的相对旋转的连接器件，具体为一种无线光滑环。

背景技术

在数据通信系统中，有时信号要在相对旋转的部件之间高速传输，需要旋转连接结构以确保通信顺畅，也相应地需要各种各样的旋转连接器件。用来传输电信号的接触式旋转连接器件称为电滑环，用来传输高速光信号的旋转器件称为光纤滑环。但是电滑环通常通信速率较低，而且在高速条件下寿命较短，满足不了系统长期使用的要求；而光纤滑环虽然通信速率较高，但对安装精度和安装条件的要求很高，因而成本较高，性价比高，难以普及使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服上述技术和方法的不足和缺点，提出了在旋转端与固定端之间采用激光进行无线互连的一种无线光滑环，包括2个相同的光模块，每个光模块中封装了光发射天线、光接收天线和转换电路板，并有电路接口。电路接口可直接与业务电路板连接，插接有本无线光滑环的光模块的固定端电路板和旋转端电路板可通过激光无线旋转互连。

本实用新型设计的一种无线光滑环包括两个相同的光模块，一个连接固定端的业务电路板，另一个连接旋转端的业务电路板。

所述光模块包括一块安装有一个发射光学天线和一个接收光学天线的转换电路板，所述转换电路板包括激光器驱动电路、探测电路和数据接口电路。发射光学天线和接收光学天线垂直安装在转换电路板上，二个天线通过管脚与转换电路板相连。发射光学天线、接收光学天线和转换电路板封装在模块封装结构内，转换电路板的电路接口凸出在模块封装结构外。

所述发射光学天线和接收光学天线的光轴位于旋转端旋转轴两侧，发射光学天线的光轴和接收光学天线的光轴与该旋转轴平行，平行度小于0.5°。

所述发射光学天线包括匀光器件、激光器、发射光学天线封装筒以及发射天线管脚。激光器封装于发射光学天线封装筒内，匀光器件嵌于发射光学天线封装筒的顶端，匀光器件为毛玻璃或者微透镜阵列，对出射光束扩束及匀束作用，匀光器件的中心线与激光器发光面的中心线重合。激光器下接的发射天线管脚从发射光学天线封装筒底端伸出，与转换电路板相连接。

所述激光器是发射1550nm、或者1310nm、或者850nm波长的激光器，发射功率为1～100mW。

所述匀光器件直径为1～10mm，所述匀光器件和激光器发光面之间的距离为固定值，使光束发散并匀束发射出去，而且损失的光功率最小。发射光学天线发射的光束发散角为25°～45°。

所述接收光学天线包括滤光片、光电探测器、接收光学天线封装筒和接收天线管脚。光电探测器封装于接收光学天线封装筒内，滤光片嵌于接收光学天线封装筒的顶端，滤光片的中心线与光电探测器探测面的中心线重合。光电探测器下接的接收天线管脚从接收光学天线封装筒底端伸出，与转换电路板相连接。

所述发射光学天线封装筒和接收光学天线封装筒为圆筒，同一光模块上的两个天线封装筒的筒壁相切，旋转端的旋转轴与二天线封装筒筒壁相切的切线的距离为0～2mm。

所述光电探测器是接收1550nm、或者1310nm、或者850nm波长激光波段的光电探测器。

所述滤光片直径为4.5～5.5mm，主要滤除本端发射光束的返回光束以及背景光。

所述接收光学天线接收光束的视场角为28°～32°。

发射光学天线封装筒和接收光学天线封装筒为金属壳体，不但起着结构上的支撑作用，同时为其内的激光器或光电探测器散热。

模块封装结构上有3～8个安装孔，以将本无线光滑环的光模块固定连接于固定端的业务电路板或旋转端的业务电路板。

2块本无线光滑环的光模块分别经电路接口连接于旋转端的业务电路板和固定端的业务电路板，2个光模块之间的最小距离为10mm～100mm。

业务电路板所接光模块的接收光学天线与对端的业务电路板所接光模块的发射光学天线光轴的平行度不超过10°。其中一个光模块的发射光学天线封装筒和对端光模块的接收光学天线封装筒筒壁相切的切线之间的距离为0～4mm。