[实用新型]一种用于近距离无线光通信的捕获、对准、跟踪装置

权利要求书

1.一种用于近距离无线光通信的捕获、对准、跟踪装置，其特征于，包括设置在相距1至100米不同位置处的终端A和终端B，

所述终端A包括第一两轴转台及设置在第一两轴转台上的第一光学天线，所述第一光学天线可跟随第一两轴转台做水平和俯仰运动，包括电连接的第一微型视觉模块、第一信标光发射单元、第二信标光发射单元、第一信号光发射单元、第一信号光接收单元，所述第一两轴转台设有第一细分电机驱动模块及与第一细分电机驱动模块电连接的第一方位码盘、第一俯仰码盘、第一方位电机和第一俯仰电机，第一两轴转台的方位和俯仰分别由第一方位电机和第一俯仰电机控制，方位扫描范围为±60°，俯仰扫描范围为±45°，角度由第一方位码盘和第一俯仰码盘控制；

所述终端B包括第二两轴转台及设置在第二两轴转台上的第二光学天线，所述第二光学天线可跟随第二两轴转台做水平和俯仰运动，包括电连接的第二微型视觉模块、第三信标光发射单元、第四信标光发射单元、第二信号光发射单元、第二信号光接收单元，所述第二两轴转台设有第二细分电机驱动模块及与第二细分电机驱动模块电连接的第二方位码盘、第二俯仰码盘、第二方位电机和第二俯仰电机，第二两轴转台的方位和俯仰分别由第二方位电机和第二俯仰电机控制，方位扫描范围为±60°，俯仰扫描范围为±45°，角度由第二方位码盘和第二俯仰码盘控制；

终端A的天线面板和终端B的天线面板按对称结构设置微型视觉模块、对角线双信标光发送单元-发散角为120°、信号光发送单元和信号光接收单元即第一微型视觉模块对准第三信标光发射单元，第一信标光发射单元对准第二微型视觉模块，第一信号光发射单元对准第二信号光接收单元，第一信号光接收单元对准第二信号光发射单元，第二信标光发射单元作为辅助信标与第一信标光发射单元形成对角线结构，第三信标光发射单元作为辅助信标与第四信标光发射单元形成对角线结构；

终端A和终端B采用双端扫描方式，两端同时发射和接收信标光，终端A和终端B两端的信号光收发光轴分别跟随其信标光扫描移动，终端A信号光发射对准终端B信号光接收，终端A和B的信号收发光轴相互平行，终端B信号光发射也对准终端A信号光接收，从而建立通信光链路。

2.根据权利要求1所述的用于近距离无线光通信的捕获、对准、跟踪装置，其特征于，所述第一微型视觉模块和第二微型视觉模块均为OpenMV4 H7，设有红外感光芯片、滤光片和透镜，作为信标光接收单元，根据对端信标光斑在感光芯片上成像的位置，实现扫描、捕获和跟踪，根据光斑质心算法计算位置偏差，将偏差信号提供给电机控制两轴转台运动，进而锁定目标。

3.根据权利要求1所述的用于近距离无线光通信的捕获、对准、跟踪装置，其特征于，所述第一信标光发射单元、第二信标光发射单元、第三信标光发射单元、第四信标光发射单元均为带有5V恒流电源的激光器电连接940~980nm红外LED构成，均以120°的发散角发射红外信标光。

4.根据权利要求1所述的用于近距离无线光通信的捕获、对准、跟踪装置，其特征于，所述第一信号光发射单元和第二信号光发射单元均包括由5V恒流电源电连接的单模光纤和单模光纤两端分别连接的1550nm激光器、发射角透镜，光信号通过发射透镜以15°的发散角发射出去。

5.根据权利要求1、3、4任意一项所述的用于近距离无线光通信的捕获、对准、跟踪装置，其特征于，所述第二信标光发射单元相对于第一光学天线平面与第一信标光发射单元呈对角线设置，第一信标光发射单元的光轴与第一信号光发射单元的光轴平行，第二信标光发射单元光轴不与第一信号光发射单元的光轴平行。

6.根据权利要求1、3、4任意一项所述的用于近距离无线光通信的捕获、对准、跟踪装置，其特征于，所述第四信标光发射单元相对于第二光学天线平面与第三信标光发射单元呈对角线设置，第三信标光发射单元的光轴与第二信号光发射单元的光轴平行，第四信标光发射单元光轴不与第二信号光发射单元的光轴平行。

7.根据权利要求1所述的用于近距离无线光通信的捕获、对准、跟踪装置，其特征于，所述第一信号光接收单元、第二信号光接收单元均包括由5V恒流电源电连接的多模光纤和多模光纤两端分别连接的接收探测器、接收透镜，信号光通过接收透镜耦合进多模光纤。