[发明专利]一种基于检测反馈控制的共振波束通信装置

说明书

本发明涉及一种基于检测反馈控制的共振波束通信装置，该装置包括共同构成自由空间共振腔的主机和从机，所述的从机内设有第二逆反射器所述的主机包括第一逆反射器、功率放大器和信号处理模组，所述的信号处理模组包括依次连接的分束器、探测器、信号处理器和调制器，所述的第一逆反射器、功率放大器、分束器和调制器依次沿共振波束路径设置，所述的探测器接收分束器从主机和从机之间共振波束中按设定比例分出的样本光束并输出电信号，信号处理器接收探测器输出的电信号以及携带信息的输入信号向调制器发送控制信号。与现有技术相比，本发明具有超高速率通信、可移动性和安全性高等优点。

技术领域

本发明涉及光共振波束的高速通信领域，尤其是涉及一种基于检测反馈控制的共振波束通信装置。

背景技术

现在5G通信的目标是达到ms级延时、上百的设备连接、数十Gbps的峰值速率，其相应的载波频率在几十GHz。然而，在5G之后的需求可能会更高。据称，实现一个人的高清晰全息投影所需的传输速率将达到4.62Tbps，这就需要载波达到THz以上级别。这种情况下，现有的5G技术已难以满足。另一方面，常规的无线通信方法中，在空中传播的电磁辐射功率需要被限定在安全范围。因此，常规无线通信接收机所接收到的功率具有一个较低的上限，根据香农理论，这将导致信道容量限制在一个较低的水平，难以满足5G之后的应用需求。

中国发明专利201711063529.8公开的基于分布式光学谐振腔的无线通信装置实现了通信的功能，该专利描述了在分布式光学共振腔的结构上实现通信的调制、接收、光路控制等器件和方法。中国发明专利申请号201811209197.4公开的一种基于谐振光束的携能通信装置，该专利描述了基于分布式光学共振腔的能量和信息的协同传输的系统结构、调制方法、能量和信息分路模块的电路等，但是以上两个专利无法消除高速调制带来的回波干扰等问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于检测反馈控制的共振波束通信装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于检测反馈控制的共振波束通信装置，该装置包括共同构成自由空间共振腔的主机和从机，所述的从机内设有第二逆反射器所述的主机包括第一逆反射器、功率放大器和信号处理模组，所述的信号处理模组包括依次连接的分束器、探测器、信号处理器和调制器，所述的第一逆反射器、功率放大器、分束器和调制器依次沿共振波束路径设置，所述的探测器接收分束器从主机和从机之间共振波束中按设定比例分出的样本光束并输出电信号，信号处理器接收探测器输出的电信号以及携带信息的输入信号向调制器发送控制信号。

所述的第一逆反射器和第二逆反射器为对光波、太赫兹电磁波进行逆向反射的猫眼反射器、远心猫眼反射器或角反射器及其阵列，或者为对微波、射频波进行逆向反射的方向回溯天线阵列。

所述的主机还包括设置在分束器与调制器之间共振波束路径上的延时器，用以增加从分束器向调制器方向共振波束的传播速度，使得分束器分出的样本光束经转化成控制信号后到达调制器的时间与分束后的共振光束到达调制器的时间一致。

所述的主机还包括设置在分束器与调制器之间共振波束路径上的多个反射镜，通过增加分束后的共振光束的传播路程延长到达调制器的时间，使得分束器分出的样本光束经转化成控制信号后到达调制器的时间与分束后的共振光束到达调制器的时间一致。

所述的信号处理器包括除法器和转换与驱动器，所述的探测器、除法器、转换与驱动器以及调制器依次连接。

所述的第一逆反射器由相互平行设置的第一反射镜和第一透镜构成，所述的第一反射镜与第一透镜的内侧焦平面重合设置，所述的功率放大器设置在第一透镜的外侧光瞳位置处，为实现波束准直，所述的主机内设有由第二透镜和第三透镜构成的准直腔，所述的信号处理模组设置在准直腔内。