專利名稱：一種自由大氣的紫外光通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紫外光的大氣傳輸系統(tǒng)，尤其涉及一種自由大氣的紫外光通信系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前人們所掌握的自由空間的通信包括無線電通信、微波通信、紅外激光通信等 幾種。但是由于微波通信、無線電通信的保密性不高，容易被敵方竊聽、干擾。而紅外激光 通信只能是點對點的直視通信，若在通信鏈路中有障礙物阻擋，通信就會中斷，為了彌補上 述不足，近幾年紫外光通信越來越受到人們的重視。紫外光通信是一門新興的通信技術(shù)。通信載體利用的是日盲區(qū)的紫外光波(波長 范圍200nm 280nm)，相比于上述的幾種通信，局域范圍內(nèi)的紫外光通信具有其他幾種通 信不可比擬的優(yōu)點。由于紫外光的波長較短，根據(jù)瑞利散射理論，紫外光在大氣中更容易散 射，利用紫外光的散射通信可以很容易繞過障礙物，實現(xiàn)非視距傳輸。另外，紫外光在大氣 中傳輸時衰減嚴(yán)重，在傳輸所能到達(dá)的距離以外不容易被干擾和竊聽，使紫外通信的保密 性很高，全天候工作也是紫外光通信的顯著特點之一。但目前出現(xiàn)的紫外光通信系統(tǒng)主要采用紫外低壓汞燈作為發(fā)射光源，其功率比較 大，對人的身體非常有害，并且目前國內(nèi)的日盲紫外LED的技術(shù)還不成熟，還無法開發(fā)出實 用的日盲紫外LED來替代。另外，直射光只能實現(xiàn)點對點的信息傳輸，無法實現(xiàn)一點對多點 的廣播模式的信息傳輸。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的各種不足，本發(fā)明的目的在于提供一種新型的自由大 氣的紫外光通信系統(tǒng)。其采用紫外激光器作為發(fā)射光源，并且在接收端利用漫反射鏡將直 射光轉(zhuǎn)換為散射光，從而可實現(xiàn)非直視的廣播模式的信息傳輸。本發(fā)明的自由大氣的紫外光通信系統(tǒng)由發(fā)射端和接收端兩部分構(gòu)成。所述發(fā)射端 采用日盲波段的紫外激光器作為光源；所述接收端由漫反射鏡以及一個或多個光檢測器構(gòu) 成。其中，光檢測器由日盲型帶通紫外濾光片、APD陣列以及光檢測器支架構(gòu)成。另外，為 了增強接收端收集光的能力，可以在濾光片的前面再設(shè)置一個聚光透鏡來收集信號光，以 增大信號光的收集范圍。所述發(fā)射端的紫外激光器，采用內(nèi)調(diào)制的方式實現(xiàn)光信號調(diào)制。發(fā)射信號在大氣 信道中傳輸，在到達(dá)所述接收端的漫反射鏡之前以直視傳輸為主，當(dāng)光線到達(dá)漫反射鏡后， 被漫反射鏡反射到各個不同的方向，此時光線以散射的形式傳播。此時在以漫反射鏡為中 心的局域范圍內(nèi)充滿了信號光，然后由光檢測器接收來自不同方向的紫外光線信號，接收 到的信號光經(jīng)過日盲型帶通濾光片濾除掉雜散光并降低噪聲之后，由APD陣列轉(zhuǎn)換成電信 號，再由后端的放大濾波電路處理成可識別的信息輸出，從而實現(xiàn)非直視的點對點或者一 點對多點的廣播模式通信。
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本發(fā)明的自由大氣的紫外光通信系統(tǒng)的有益效果在于通過采用紫外激光器作為 發(fā)射光源，使信號光的光束準(zhǔn)直，且能量集中，傳輸距離較遠(yuǎn)。當(dāng)信號光到達(dá)漫反射鏡時，光 束被漫反射鏡反射到各個方向，即可以在反射光能夠到達(dá)的局域范圍內(nèi)，在各個方向上都 能夠接收到光信號，從而實現(xiàn)非直視信息傳輸。并且，在檢測信號光時，為了增強光檢測器 對信號光的采集能力，本發(fā)明采用APD陣列來增大感光面積，以便能夠最大程度地接收信 號光。


圖1是本發(fā)明的自由大氣的紫外光通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成示意圖。圖2是本發(fā)明的自由大氣的紫外光通信系統(tǒng)接收端的光檢測器的構(gòu)成示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明的自由大氣的紫外光通信系統(tǒng)作進(jìn)一步說 明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。圖1是本發(fā)明的自由大氣的紫外光通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成示意圖。如圖1所示，本 發(fā)明的自由大氣的紫外光通信系統(tǒng)由發(fā)射端和接收端兩部分構(gòu)成。針對目前紫外低壓汞燈 的功率比較大，對人的身體有害，并且國內(nèi)日盲紫外LED的技術(shù)不成熟，目前還無法達(dá)到開 發(fā)出實用的日盲紫外LED，所以在本發(fā)明中，發(fā)射端選擇紫外激光器1作為光源。所述接收 端包括漫反射鏡2以及一個或多個光檢測器3。光檢測器3可以單獨使用接收來自信源的 信息，也可以同時使用多個來接收信源的信息。當(dāng)η > 2，即有多個獨立的光檢測器3時，就 可以實現(xiàn)一點對多點的廣播模式通信。圖2是本發(fā)明的自由大氣的紫外光通信系統(tǒng)接收端的光檢測器的構(gòu)成示意圖。如 圖2所示，光檢測器3由日盲型帶通紫外濾光片5、APD陣列6以及光檢測器支架7構(gòu)成。 另外，為了增強接收端收集光的能力，可以在日盲型帶通紫外濾光片5的前面增加設(shè)置一 個聚光透鏡4來收集信號光，以增大信號光的收集范圍。聚光透鏡4用以收集更多的信號光，日盲型帶通濾光片5的作用是濾除掉雜散光， 降低噪聲，接收到的光信號由APD陣列6轉(zhuǎn)變成電信號，再經(jīng)由后端放大濾波電路輸出信號。本發(fā)明的自由大氣的紫外光通信系統(tǒng)，是基于日盲波段(200nm 280nm)的紫外 光波作為信號傳輸?shù)妮d體，發(fā)射端的發(fā)射光源為紫外激光器1，可以對其采用內(nèi)調(diào)制的方式 實現(xiàn)光信號調(diào)制。發(fā)射信號在大氣信道中傳輸，在到達(dá)漫反射鏡2之前以直視傳輸為主，當(dāng) 光線到達(dá)漫反射鏡2后，被漫反射鏡2反射到各個不同的方向，此時光線以散射的形式傳 播，在以漫反射鏡2為中心的局域范圍內(nèi)充滿了信號光，再由光檢測器3接收來自不同方向 的紫外光線信號，接收到的信號光經(jīng)由APD陣列6轉(zhuǎn)換成電信號，再由后端的放大濾波電路 處理成可識別的信息輸出，從而實現(xiàn)非直視的點對點或者一點對多點的廣播模式通信。
權(quán)利要求
一種自由大氣的紫外光通信系統(tǒng)，由發(fā)射端和接收端構(gòu)成，其特征在于，所述發(fā)射端采用日盲波段的紫外激光器作為光源；所述接收端由漫反射鏡以及一個或多個光電檢測器構(gòu)成，其中，光檢測器由日盲型帶通紫外濾光片、APD陣列以及光檢測器支架構(gòu)成；由所述紫外激光器發(fā)射出的信號光在大氣信道中傳輸，在到達(dá)所述接收端的漫反射鏡之前以直視傳輸為主，當(dāng)光線到達(dá)所述漫反射鏡后，被漫反射鏡反射到各個不同的方向，以散射的形式傳播，然后由所述光檢測器接收來自不同方向的紫外光線信號，接收到的信號光經(jīng)過所述日盲型帶通濾光片濾除掉雜散光并降低噪聲之后，由所述APD陣列轉(zhuǎn)換成電信號，再由后端的放大濾波電路處理成可識別的信息輸出，實現(xiàn)點對點或者一點對多點的廣播模式的信息傳輸。
2.如權(quán)利要求1所述的自由大氣的紫外光通信系統(tǒng)，其特征在于，所述光檢測器中，在 所述日盲型帶通濾光片的前面還設(shè)置有聚光透鏡，用以增大信號光的收集范圍。
3.如權(quán)利要求1所述的自由大氣的紫外光通信系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射端的紫外 激光器，采用內(nèi)調(diào)制的方式實現(xiàn)光信號調(diào)制。
全文摘要
本發(fā)明提供一種自由大氣的紫外光通信系統(tǒng)。其發(fā)射端采用紫外激光器作為光源；接收端由漫反射鏡以及一個或多個光電檢測器構(gòu)成，光檢測器由日盲型帶通紫外濾光片、APD陣列以及光檢測器支架構(gòu)成；還可在濾光片的前面增加設(shè)置一個聚光透鏡來增強收集信號光能力。紫外激光器發(fā)射出的信號光在大氣信道中傳輸，到達(dá)接收端的漫反射鏡之前以直視傳輸為主，到達(dá)漫反射鏡后被反射到各個方向，以散射的形式傳播，然后由光檢測器接收來自不同方向的紫外光線信號，經(jīng)過日盲型帶通濾光片濾除掉雜散光并降低噪聲之后，由APD陣列轉(zhuǎn)換成電信號，再由后端電路處理成可識別的信息輸出。采用本發(fā)明的系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)點對點或者一點對多點的廣播模式的信息傳輸。
文檔編號H04B10/155GK101986578SQ20091009015
公開日2011年3月16日 申請日期2009年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月29日
發(fā)明者李霽野, 王洪勇, 邱柯妮 申請人:中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心