運(yùn)動(dòng)無(wú)線光通信光接收技術(shù)的研究.pdf

1、本文根據(jù)無(wú)線光通信的傳輸原理，分析了在直線軌道上運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)間進(jìn)行無(wú)線光通信的可行性，針對(duì)運(yùn)動(dòng)無(wú)線光通信中運(yùn)動(dòng)端光通信機(jī)相對(duì)固定端光通信機(jī)作勻速直線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，提出了利用光錐的優(yōu)良集光性能來(lái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)的光信號(hào)的接收。 論文首先概述了無(wú)線光通信的背景知識(shí)和系統(tǒng)中光學(xué)天線的設(shè)計(jì)原理，重點(diǎn)介紹了激光光學(xué)系統(tǒng)中光發(fā)射和光接收的原理，并在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)闡述了光發(fā)射和光接收天線的設(shè)計(jì)過(guò)程。由于課題中的光傳輸距離較短，光束發(fā)散角較大，弱化了光束

2、準(zhǔn)直的功能，因此我們采用性價(jià)比較高的單透鏡作為發(fā)射和接收天線，根據(jù)初步參數(shù)給出了透鏡的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程。為了避免引入大的像差導(dǎo)致誤碼率的增加，采用非球面技術(shù)來(lái)優(yōu)化透鏡的性能。 其次，論文介紹了直線運(yùn)動(dòng)無(wú)線光通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)方案。在光通信中，運(yùn)動(dòng)端的光通信機(jī)架設(shè)在運(yùn)動(dòng)小車上，相對(duì)于固定端光通信機(jī)做直線運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)中光終端機(jī)的振動(dòng)引起激光光斑中心的抖動(dòng)和偏移，導(dǎo)致進(jìn)入接收透鏡的空間光的視場(chǎng)角的變化，加上光通信機(jī)本身的振動(dòng)，最終引起

3、雙方接收系統(tǒng)中像點(diǎn)的偏移，當(dāng)像點(diǎn)偏移出接收光纖或探測(cè)器的有效接收面積時(shí)，通信鏈路將中斷。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)小車的數(shù)據(jù)信息和控制信號(hào)都要經(jīng)過(guò)空間光與控制臺(tái)進(jìn)行傳遞，因此通信中斷現(xiàn)象是必須要避免的。 再次，論文在測(cè)試軌道振動(dòng)的基礎(chǔ)之上確定了發(fā)射天線的發(fā)散角，保證在運(yùn)動(dòng)中光接收天線都能接收到光信號(hào)。為了解決像點(diǎn)偏移引起的光通信中斷問(wèn)題，論文提出了一種基于實(shí)心光錐的空間光接收方案，對(duì)該接收方案進(jìn)行了詳細(xì)理論分析和光接收實(shí)驗(yàn)。通過(guò)在接收透鏡焦平面上