[实用新型]自由大气紫外光通信机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光通信机，尤其是一种紫外光通信机，属于通信设施技术领域。

背景技术

在自由空间传播的自由空间光通信技术(FSO)在近十年来越来越多的吸引了人们的注意。FSO技术是一种利用光波为载体，以空气为传输介质，基于光传输的中短距离点对点无线通信方式，目前发展有星际的无线光通信和近地面的大气光通信。FSO技术不占用无线电频率资源，抗电磁干扰能力强，保密性好，安装便捷，使用方便，在接入网中和军事应用领域有广阔的前景。

但是，当前的无线光通信系统中，工作波长都是采用红外光波段，这种系统要求通信链路上没有障碍物，在目视范围内，开通之前必须实现光学捕获、跟踪、对准(ATP)，然后才能实现正常的通信，结果往往为实际的使用带来意想不到的困难和不便，并且通信性能受到天气状况的影响。

实用新型内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提出一种非直视通信模式、以传输速率较高、发送光功率可调的自由大气紫外光通信机，从而可以迅捷方便的建立起通讯联系，可用于非直视通信模式，具有良好的抗干扰能力，并能够全天侯工作。

研究表明，紫外线辐射位于电磁辐射波谱中10～400nm的波长范围上，介于可见光与X射线之间。随着波长的变化，紫外线具有各种不同的特性和效应。为了研究和应用方便，紫外线通常被划分为以下几个区域：315～400nm，为近紫外(NUV)；280～315nm，为中紫外(MUV)；200～280nm，为远紫外(FUV)；波长小于200nm的紫外线由于被大气中的臭氧强烈的吸收，通常只在真空中存在，因此被称为真空紫外(VUV)。太阳是自然界最强烈的紫外辐射源，由于大气层中的臭氧层强烈吸收，在200～300nm波段上，太阳中的紫外辐射在近地大气中几乎不存在，被称为“日盲区”。由于存在着瑞利散射的原因，波长较短的紫外光比波长较长的红外光更容易被散射到各个方向，因此紫外散射光通信成为可能。

为了达到以上目的，本实用新型的自由大气紫外光通信机由发送端和接收端两部分构成。

发送端至少含有以下两路之一：

一路主要由紫外光发射聚能器、位于所述发射聚能器中的紫外气体灯、安置在所述发射聚能器发射端的空间声光调制器，所述空间声光调制器的外调制器电路输入端接信息源；

另一路主要由输入端接信息源开关的内调制器(即紫外发光二极管LED光驱动电路)、紫外发光二极管LED或其阵列，该内调制器的输出端接紫外发光二极管LED或其阵列；

接收端主要由紫外光接收聚能器、光检测器构成，该光检测器安置于接收聚能器的焦点附近，光检测器的输出端经解调器接受信者。

以上的光检测器即可以单独也可同时采用光电倍增管和紫外接收二极管LED或其阵列。

这样，可以利用紫外光，特别是“日盲区”波段(200-280nm)的紫外光作为光源，通过空间声光调制器或/和LED阵列，各电信号处理电路以及紫外光接收聚能器作用于作为光检测器的PMT探测器和/或紫外接收二极管LED或其阵列，能够提供非视距较高速率的数据传输，并且可控制发送功率，以实现抗干扰隐秘通信的需要。上述技术方案不仅可以实现室外的中近距离光通信，也可实现室内的各种移动终端的无线光链接。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型一个实施例的结构示意图。

图2为图1实施例中声光调制器的结构原理图。

图3为本实用新型的发送原理示意图。链路2表示定向发送，链路1表示散射不定向发送。

图4为无线紫外光通信系统原理示意图。

图5为图4中定向发送链路的工作原理图。

图6为图4中散射不定向链路的工作原理图。

图7为图1实施例中的LED阵列电路原理图。

图8为图1实施例中的PMT光检测电路原理图。

具体实施方式

实施例一

本实施例的自由大气紫外光通信机如图1所示，发送端有两路：一路主要由紫外光发射聚能器1、位于发射聚能器1中的紫外气体灯2、输入端接信息源的空间声光调制器4、石英发射透镜6构成。紫外光发射聚能器1包括半椭圆球型反射体及其内壁的紫外光反射膜和安置在发射端的石英聚焦透镜3，空间声光调制器4安置在石英聚焦透镜3的汇聚处，配备风冷/水冷机5(或其它冷却装置)，从而在外调制器电路作用下将紫外光调制成信息光脉冲信号，石英发射透镜6将信息光束变成较大的紫外光束，外调制器电路还可以控制紫外气体灯2输出功率。