[发明专利]一种基于蓝绿光源的高速水下通信系统

摘要

本发明属于无线通信技术领域，具体公开一种基于蓝绿光源的高速水下通信系统。本发明使用高效率氮化镓基LED或者激光光源，发光波长为450 nm或者520nm左右；发射机包括信号的采集、模数转换、压缩和放大、直流驱动电源、蓝绿光源和相应散热封装装置、发射天线、以及防水装置；接收机包括信号接收天线、自动对准模块、探测器、信号放大和解压缩、数模转换、信号恢复以及防水装置。本发明通过加入接收端自动对准模块，可以实现短距离和长距离高速水下通信，具有带宽高、数据传输速率高、保密性高、耗能低和时延短的优势。

主权项

一种基于蓝绿光源的高速水下通信系统，其特征在于，包括发射机和接收机两个部分，其中：发射机包括信号采集模块、模数转换模块、压缩和放大模块、直流驱动电源、蓝绿光源、散热封装装置、发射天线以及防水装置；接收机包括信号接收天线、光电传感器、步进电机、光电探测器、信号放大和解压缩模块、数模转换模块、信号恢复模块以及防水装置；所述的信号采集模块，用以收集或者输入相关信号；收集或者输入相关信号即信源包括模拟信号和数字信号；所述的模数转换模块，当信源为模拟信号时，用于将模拟信号转换为数字信号；当信源为数字信号，则不需要模数转换；所述的压缩和放大模块，用于对来自模数转换模块的信号数据进行压缩，以降低所需数据速率，并放大信号，用OOK、PAM或者QAM调制方法，通过偏置器直接调制蓝绿光源；所述的直流驱动电源，通过恒定的电压或者电流驱动蓝绿光源；所述的蓝绿光源，为峰值波长在450nm或者520nm左右的LED或者激光光源；所述的散热封装装置，用于封装蓝绿光源，其使用散热铝基板和金属散热底座来散热，提高蓝绿光源的可靠性；其中，封装电路的阻抗与光源的阻抗匹配，以提高可用带宽和通信速度；所述的发射天线，用于发射蓝绿光源，发射天线采用曲面透镜，可调整LED和激光光源的发射光角度；所述的信号接收天线，用于接收发射天线发射的光信号；信号接收天线采用抛物线曲面透镜，并将接收到的光聚焦到光电探测器上；所述的光电传感器和步进电机组成自动对准系统，用于控制光电探测器正对发射光源；其中，光电传感器接收光信号，并通过光电流反馈电信号给步进电机；步进电机控制光电探测器在垂直方向上和水平方向上的转动，实现自动对准；所述的信号放大和解压缩模块，用于对光电探测器接收到的信号进行放大和解压缩；所述的数模转换模块，将经信号放大和解压缩模块处理的数字信号转换为语音、视频、传感器的模拟信号，信源若为数字信号则不需要数模转换；所述的信号恢复模块，用于还原语音、视频、传感器的模拟信号或者数字信号；接收机和发射机均使用防水装置，即接收机和发射机的外壳是防水的。