[发明专利]一种自动定向追踪并反馈的光电通信装置及方法

摘要

本发明涉及无线光电通信系统，具体是一种自动定向追踪并反馈的光电通信装置及方法。本发明解决了现有无线光电通信系统通信质量差的问题。一种自动定向追踪并反馈的光电通信装置，包括发射端、接收端、告警电路、云台、基座、壳体；所述发射端包括发射端电路、激光器、激光扩束镜、光调制器、发射端光学天线；所述发射端电路包括信源输入端口、发射端MCU、发射端DSP、光调制器控制芯片；所述接收端包括接收端光学天线、位置敏感探测器、光电传感器、接收端电路；所述接收端光学天线包括会聚准直透镜、分束镜；所述接收端电路包括接收端MCU、接收端DSP、信宿输出端口。本发明适用于数据网、电话网、微蜂网、微微蜂窝网等领域。

主权项

1.一种自动定向追踪并反馈的光电通信方法，其特征在于：该方法在如下所述的自动定向追踪并反馈的光电通信装置中实现，所述自动定向追踪并反馈的光电通信装置，包括发射端（1）、接收端（2）、告警电路（3）、云台（4）、基座（5）、壳体（6）；所述发射端（1）包括发射端电路（11）、激光器（12）、激光扩束镜（13）、光调制器（14）、发射端光学天线（15）；所述发射端电路（11）包括信源输入端口（111）、发射端MCU（112）、发射端DSP（113）、光调制器控制芯片（114）；所述接收端（2）包括接收端光学天线（21）、位置敏感探测器（22）、光电传感器（23）、接收端电路（24）；所述接收端光学天线（21）包括会聚准直透镜（211）、分束镜（212）；所述接收端电路（24）包括接收端MCU（241）、接收端DSP（242）、信宿输出端口（243）；其中，信源输入端口（111）与发射端MCU（112）双向连接；信源输入端口（111）的输出端与发射端DSP（113）的输入端连接；发射端MCU（112）分别与发射端DSP（113）和接收端MCU（241）双向连接；发射端MCU（112）的输出端与激光器（12）的输入端连接；发射端DSP（113）的输出端与光调制器控制芯片（114）的输入端连接；光调制器控制芯片（114）的输出端与光调制器（14）的输入端连接；激光器（12）的输出端与激光扩束镜（13）的输入端连接；激光扩束镜（13）的输出端与光调制器（14）的输入端连接；光调制器（14）的输出端与发射端光学天线（15）的输入端连接；会聚准直透镜（211）的出射面与分束镜（212）的入射面相对；分束镜（212）的两个出射面分别与位置敏感探测器（22）的入射端和光电传感器（23）的入射端相对；位置敏感探测器（22）的输出端与接收端MCU（241）的输入端连接；接收端MCU（241）分别与接收端DSP（242）和信宿输出端口（243）双向连接；接收端MCU（241）的输出端分别与告警电路（3）的输入端和云台（4）的输入端连接；光电传感器（23）的输出端与接收端DSP（242）的输入端连接；接收端DSP（242）的输出端与信宿输出端口（243）的输入端连接；发射端电路（11）、激光器（12）、激光扩束镜（13）、光调制器（14）、位置敏感探测器（22）、光电传感器（23）、接收端电路（24）、告警电路（3）均封装于壳体（6）内；发射端光学天线（15）、接收端光学天线（21）均贯穿镶嵌于壳体（6）的腔壁上；发射端（1）、接收端（2）、云台（4）的底座固定于基座（5）的上表面；云台（4）的承载板固定于壳体（6）的下表面；该装置是基于位置敏感探测器（22）实现的：来自通信A方的光信号经通信B方的接收端光学天线（21）接收后投射到位置敏感探测器（22），位置敏感探测器（22）根据光信号测得通信A方的方位信息；该方法是采用如下步骤实现的：a.在通信A方和通信B方分别安装一台光电通信装置；光电通信装置上电后，发射端MCU（112）和接收端MCU（241）均执行初始化程序；b.来自信源的电信号经由通信A方的信源输入端口（111）分别加载至发射端MCU（112）和发射端DSP（113）；此时，发射端MCU（112）控制激光器（12）启动；激光器（12）产生点光源，该点光源投射至激光扩束镜（13）；激光扩束镜（13）将点光源扩散为均匀面光源，该均匀面光源投射至光调制器（14）；与此同时，发射端DSP（113）对电信号进行处理并生成LVDS信号，然后将电信号和LVDS信号均发送至光调制器控制芯片（114）；LVDS信号驱动光调制器控制芯片（114），光调制器控制芯片（114）将电信号发送至光调制器（14），并控制光调制器（14）启动；然后，光调制器（14）以均匀面光源为载波，将电信号调制编码为光信号，并将光信号发送至发射端光学天线（15）；发射端光学天线（15）将光信号定向发射出去；c.来自通信A方的发射端光学天线（15）的光信号投射至通信B方的会聚准直透镜（211）；会聚准直透镜（211）将光信号转换为准直平行光信号，该准直平行光信号投射至分束镜（212）；分束镜（212）将准直平行光信号分为两束相同的光信号，该两束相同的光信号分别投射至位置敏感探测器（22）和光电传感器（23）；此时，位置敏感探测器（22）根据光信号测得通信A方的发射端光学天线（15）的方位信息，并将方位信息发送至接收端MCU（241）；接收端MCU（241）根据方位信息控制云台（4）旋转，云台（4）带动会聚准直透镜（211）旋转，使得会聚准直透镜（211）与通信A方的发射端光学天线（15）相互正对；与此同时，光电传感器（23）将光信号转换为电信号，并将电信号发送至接收端DSP（242）；接收端DSP（242）对电信号进行译码解调及校验；若电信号校验通过，则接收端DSP（242）通过信宿输出端口（243）将电信号发送至信宿，同时接收端DSP（242）通过接收端MCU（241）与发射端MCU（112）进行通信，发射端MCU（112）向通信A方发射反馈信号，由此完成本次通信；若电信号校验未通过，则接收端DSP（242）控制告警电路（3）发出告警。