本發(fā)明實(shí)施例屬于太赫茲通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種遠(yuǎn)程太赫茲通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

太赫茲通信具有傳輸速率高、方向性好、安全性高、散射小及穿透性好等特性。目前，太赫茲通信由于水吸收嚴(yán)重以及發(fā)射功率有限等限制，僅適用于近距離傳輸，要遠(yuǎn)距離太赫茲通信除了在發(fā)射功率上進(jìn)行突破以外，采用高增益定向天線來發(fā)射和接收信號(hào)也是一種重要的技術(shù)手段。

然而，采用高增益定向天線來發(fā)射和接收信號(hào)所存在的問題便是通信鏈路難以對準(zhǔn)和保持，特別是在機(jī)載太赫茲通信或者星地太赫茲通信等遠(yuǎn)距離太赫茲通信的應(yīng)用中，保持太赫茲通信鏈路的實(shí)時(shí)暢通非常困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種遠(yuǎn)程太赫茲通信系統(tǒng)，旨在解決采用高增益定向天線來發(fā)射和接收信號(hào)所存在的問題便是通信鏈路難以對準(zhǔn)和保持，特別是在機(jī)載太赫茲通信或者星地太赫茲通信等遠(yuǎn)距離太赫茲通信的應(yīng)用中，保持太赫茲通信鏈路的實(shí)時(shí)暢通非常困難的問題。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種遠(yuǎn)程太赫茲通信系統(tǒng)，包括太赫茲發(fā)射裝置和太赫茲接收裝置，所述太赫茲發(fā)射裝置包括太赫茲發(fā)射機(jī)、第一高增益定向天線、第一激光發(fā)射模塊、第一激光接收模塊、第一光路調(diào)整模塊和第一控制模塊，所述太赫茲接收裝置包括太赫茲接收機(jī)、第二高增益定向天線、第二激光發(fā)射模塊、第二激光接收模塊、第二光路調(diào)整模塊和第二控制模塊；

所述第一控制模塊分別與所述第一激光接收模塊和所述第一光路調(diào)整模塊連接，所述第二控制模塊分別與所述第二激光接收模塊和所述第二光路調(diào)整模塊連接；

所述太赫茲發(fā)射機(jī)發(fā)射經(jīng)過調(diào)制的第一太赫茲信號(hào)，所述第一激光發(fā)射模塊發(fā)射第一有色激光信號(hào)，所述第一光路調(diào)整模塊將所述第一太赫茲信號(hào)和所述第一有色激光信號(hào)合成為一束信號(hào)光并通過所述第一高增益定向天線發(fā)射至所述太赫茲接收裝置；所述第二高增益定向天線接收所述信號(hào)光并通過所述第二光路調(diào)整模塊分束為所述第一太赫茲信號(hào)和所述第一有色激光信號(hào)，所述太赫茲接收機(jī)接收所述第一太赫茲信號(hào)并進(jìn)行解調(diào)，所述第二激光接收模塊接收所述第一有色激光信號(hào)，所述第二控制模塊根據(jù)所述第一有色激光信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度控制所述第二光路調(diào)整模塊調(diào)整所述第二高增益定向天線的信號(hào)接收方向；

所述第二激光發(fā)射模塊發(fā)射第二有色激光信號(hào)并通過所述第二光路調(diào)整模塊傳遞至所述第二高增益定向天線，所述第二高增益定向天線將所述第二有色激光信號(hào)發(fā)射至所述太赫茲發(fā)射裝置；所述第一高增益定向天線接收所述第二有色激光信號(hào)并通過所述第一光路調(diào)整模塊傳遞至所述第一激光接收模塊，所述第一控制模塊根據(jù)所述第二有色激光信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度控制所述第一光路調(diào)整模塊調(diào)整所述第一高增益定向天線的信號(hào)發(fā)射方向。

優(yōu)選的，所述第一光路調(diào)整模塊包括第一雙色鏡、第一快速控制反射鏡和第二雙色鏡，所述第一快速控制反射鏡和所述第一控制模塊連接；

所述第一雙色鏡將所述第一太赫茲信號(hào)和所述第一有色激光信號(hào)合成為一束信號(hào)光并發(fā)射給所述第一快速控制反射鏡，所述第一快速控制反射鏡將所述信號(hào)光反射至所述第二雙色鏡，所述第二雙色鏡將所述信號(hào)光反射至所述第一高增益定向天線；

所述第二有色激光信號(hào)經(jīng)所述第二雙色鏡透射至所述第一激光接收模塊，所述第一快速控制反射鏡受所述第一控制模塊控制以調(diào)整自身的反射角度。

優(yōu)選的，所述第二光路調(diào)整模塊包括第三雙色鏡、第二快速控制反射鏡和第四雙色鏡，所述第二快速控制反射鏡和所述第二控制模塊連接；

所述第三雙色鏡將所述信號(hào)光分束為所述第一太赫茲信號(hào)和所述第一有色激光信號(hào)，所述第一太赫茲信號(hào)經(jīng)所述第三雙色鏡透射反射至所述第二快速控制反射鏡，所述第二快速控制反射鏡將所述第一太赫茲信號(hào)反射至所述第四雙色鏡，所述第四雙色鏡將所述第一太赫茲信號(hào)反射至所述太赫茲接收機(jī)；

所述第一有色激光信號(hào)經(jīng)所述第三雙色鏡透射至所述第二激光接收模塊，所述第二快速控制反射鏡受所述第二控制模塊控制以調(diào)整自身的反射角度；

所述第二有色激光信號(hào)依次經(jīng)所述第四雙色鏡透射、所述第二快速控制反射鏡反射和所述第三雙色鏡反射，傳遞至所述第二高增益定向天線。

優(yōu)選的，所述第一有色激光信號(hào)的顏色和所述第二有色激光信號(hào)的顏色不同。

優(yōu)選的，所述第一有色激光信號(hào)為波長為650nm的紅光、所述第二有色激光信號(hào)為波長為532nm的綠光；

或者，所述第一有色激光信號(hào)為波長為532nm的綠光、所述第二有色激光信號(hào)為波長為650nm的紅光。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果在于：

通過太赫茲發(fā)射裝置發(fā)射第一有色激光信號(hào)、太赫茲接收裝置發(fā)射第二有色激光信號(hào)，使太赫茲發(fā)射裝置根據(jù)第二有色激光信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度控制其第一高增益定向天線的信號(hào)發(fā)射方向，使太赫茲接收裝置根據(jù)第一有色激光信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度控制其第二高增益定向天線的信號(hào)接收方向，從而使得第一高增益定向天線和第二高增益定向天線之間能夠?qū)崟r(shí)對準(zhǔn)，以保證遠(yuǎn)程太赫茲通信系統(tǒng)的通信鏈路的實(shí)時(shí)通暢。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的遠(yuǎn)程太赫茲通信系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的遠(yuǎn)程太赫茲通信系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“包括”以及它們?nèi)魏巫冃?，意圖在于覆蓋不排他的包含。例如包含一系列步驟或單元的過程、方法或系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備沒有限定于已列出的步驟或單元，而是可選地還包括沒有列出的步驟或單元，或可選地還包括對于這些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。此外，術(shù)語“第一”、“第二”和“第三”等是用于區(qū)別不同對象，而非用于描述特定順序。

如圖1所示，本實(shí)施例提供一種遠(yuǎn)程太赫茲通信系統(tǒng)，其包括太赫茲發(fā)射裝置10和太赫茲接收裝置20。

太赫茲發(fā)射裝置10包括太赫茲發(fā)射機(jī)11、第一高增益定向天線12、第一激光發(fā)射模塊13、第一激光接收模塊14、第一光路調(diào)整模塊15和第一控制模塊16，第一控制模塊16分別與第一激光接收模塊14和第一光路調(diào)整模塊15連接；

太赫茲接收裝置20包括太赫茲接收機(jī)21、第二高增益定向天線22、第二激光發(fā)射模塊23、第二激光接收模塊24、第二光路調(diào)整模塊25和第二控制模塊26，第二控制模塊26分別與第二激光接收模塊24和第二光路調(diào)整模塊25連接。

在具體應(yīng)用中，第一激光發(fā)射模塊和第二激光發(fā)射模塊均為激光器，第一激光接收模塊和第二激光接收模塊均為激光接收器。

在具體應(yīng)用中，第一控制模塊和第二控制模塊可以為獨(dú)立設(shè)置的通過通用集成電路，例如CPU(Central Processing Unit，中央處理器)，或通過ASIC(Application Specific Integrated Circuit，專用集成電路)來實(shí)現(xiàn)的控制器件，也可以分別與第一激光接收模塊和第二激光接收模塊集成于一體設(shè)置。

在具體應(yīng)用中，第一有色激光信號(hào)可以選用波長為650nm的紅光、第二有色激光信號(hào)可以選用波長為532nm的綠光；或者，將二者互換，第一有色激光信號(hào)選用波長為532nm的綠光、第二有色激光信號(hào)選用波長為650nm的紅光。在實(shí)際應(yīng)用中，第一有色激光信號(hào)和第二有色激光信號(hào)也可以選用其他易于辨識(shí)的有色激光。

第一光路調(diào)整模塊和第二光路調(diào)整模塊均用于改變光信號(hào)的光路傳播方向，以使光信號(hào)能夠在各器件之間傳播。

本實(shí)施例所提供的遠(yuǎn)程太赫茲通信系統(tǒng)的工作原理為：

太赫茲發(fā)射機(jī)發(fā)射經(jīng)過調(diào)制的第一太赫茲信號(hào)，第一激光發(fā)射模塊發(fā)射第一有色激光信號(hào)，第一光路調(diào)整模塊將第一太赫茲信號(hào)和第一有色激光信號(hào)合成為一束信號(hào)光并通過第一高增益定向天線發(fā)射至太赫茲接收裝置；

第二高增益定向天線接收信號(hào)光并通過第二光路調(diào)整模塊分束為第一太赫茲信號(hào)和第一有色激光信號(hào)，太赫茲接收機(jī)接收第一太赫茲信號(hào)并進(jìn)行解調(diào)，第二激光接收模塊接收第一有色激光信號(hào)，第二控制模塊根據(jù)第一有色激光信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度控制第二光路調(diào)整模塊調(diào)整第二高增益定向天線的信號(hào)接收方向；

第二激光發(fā)射模塊發(fā)射第二有色激光信號(hào)并通過第二光路調(diào)整模塊傳遞至第二高增益定向天線，第二高增益定向天線將第二有色激光信號(hào)發(fā)射至太赫茲發(fā)射裝置；

第一高增益定向天線接收第二有色激光信號(hào)并通過第一光路調(diào)整模塊傳遞至第一激光接收模塊，第一控制模塊根據(jù)第二有色激光信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度控制第一光路調(diào)整模塊調(diào)整第一高增益定向天線的信號(hào)發(fā)射方向。

在具體應(yīng)用中，若第一高增益定向天線與第二高增益定向天線對準(zhǔn)發(fā)射和接收信號(hào)，則二者所接收到的對方發(fā)射的有色激光信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度的損耗應(yīng)該保持在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，若二者所接收到的有色激光信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度損耗大于預(yù)設(shè)閾值，則可以通過各自的控制模塊控制對應(yīng)的光路調(diào)整模塊調(diào)整各高增益定向天線所發(fā)射的信號(hào)的方向，以使太赫茲發(fā)射裝置的高增益定向天線的和太赫茲接收裝置的高增益定向天線能夠?qū)崟r(shí)對準(zhǔn)，以保證遠(yuǎn)程太赫茲通信系統(tǒng)的通信鏈路的實(shí)時(shí)通暢。

本實(shí)施例通過引入兩個(gè)易于辨識(shí)的有色激光信號(hào)作為信號(hào)標(biāo)志，來實(shí)現(xiàn)太赫茲發(fā)射裝置的高增益定向天線的和太赫茲接收裝置的高增益定向天線的實(shí)時(shí)對準(zhǔn)，結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，成本低廉，且能夠有效保證遠(yuǎn)程太赫茲通信系統(tǒng)的通信鏈路的實(shí)時(shí)通暢，適于廣泛推廣使用。

本實(shí)施例通過太赫茲發(fā)射裝置發(fā)射第一有色激光信號(hào)、太赫茲接收裝置發(fā)射第二有色激光信號(hào)，使太赫茲發(fā)射裝置根據(jù)第二有色激光信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度控制其第一高增益定向天線的信號(hào)發(fā)射方向，使太赫茲接收裝置根據(jù)第一有色激光信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度控制其第二高增益定向天線的信號(hào)接收方向，從而使得第一高增益定向天線和第二高增益定向天線之間能夠?qū)崟r(shí)對準(zhǔn)，以保證遠(yuǎn)程太赫茲通信系統(tǒng)的通信鏈路的實(shí)時(shí)通暢。

如圖2所示，本實(shí)施例中的第一光路調(diào)整模塊15包括第一雙色鏡(DichroicMirrors，又稱為二向色鏡)151、第一快速控制反射鏡(Fast Steering Mirror，又稱為快速傾斜鏡)152和第二雙色鏡153，第一快速控制反射鏡152和第一控制模塊16連接；第二光路調(diào)整模塊25包括第三雙色鏡251、第二快速控制反射鏡252和第四雙色鏡253，第二快速控制反射鏡252和第二控制模塊26連接。

本實(shí)施例中，第一光路調(diào)整模塊的工作原理為：

第一雙色鏡將第一太赫茲信號(hào)和第一有色激光信號(hào)合成為一束信號(hào)光并發(fā)射給第一快速控制反射鏡，第一快速控制反射鏡將信號(hào)光反射至第二雙色鏡，第二雙色鏡將信號(hào)光反射至第一高增益定向天線；

第二有色激光信號(hào)經(jīng)第二雙色鏡透射至第一激光接收模塊，第一快速控制反射鏡受第一控制模塊控制以調(diào)整自身的反射角度。

本實(shí)施例中，第二光路調(diào)整模塊的工作原理為：

第三雙色鏡將信號(hào)光分束為第一太赫茲信號(hào)和第一有色激光信號(hào)，第一太赫茲信號(hào)經(jīng)第三雙色鏡透射反射至第二快速控制反射鏡，第二快速控制反射鏡將第一太赫茲信號(hào)反射至第四雙色鏡，第四雙色鏡將第一太赫茲信號(hào)反射至太赫茲接收機(jī)；

第一有色激光信號(hào)經(jīng)第三雙色鏡透射至第二激光接收模塊，第二快速控制反射鏡受第二控制模塊控制以調(diào)整自身的反射角度；

第二有色激光信號(hào)依次經(jīng)第四雙色鏡透射、第二快速控制反射鏡反射和第三雙色鏡反射，傳遞至第二高增益定向天線。

本實(shí)施例，通過控制模塊來控制快速控制反射鏡調(diào)整自身的反射角度，能夠快速穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)對高增益定向天線發(fā)射和接收信號(hào)的方向的實(shí)時(shí)調(diào)整，以使太赫茲發(fā)射裝置的高增益定向天線的和太赫茲接收裝置的高增益定向天線能夠?qū)崟r(shí)對準(zhǔn)，以保證遠(yuǎn)程太赫茲通信系統(tǒng)的通信鏈路的實(shí)時(shí)通暢，結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)、成本低廉。

本實(shí)施例中，僅示出了遠(yuǎn)程太赫茲通信系統(tǒng)單向傳輸太赫茲信號(hào)時(shí)的結(jié)構(gòu)框圖，在具體應(yīng)用中，由于太赫茲通信通常是一個(gè)雙向傳輸過程，因此，在一個(gè)完整的遠(yuǎn)程太赫茲通信系統(tǒng)中，必定包括兩套對應(yīng)的太赫茲發(fā)射裝置和太赫茲接收裝置，由于工作原理和結(jié)構(gòu)相同，本實(shí)施例中不再贅述。

在一個(gè)具體實(shí)例中，基于光路可逆原理，可通過將上述實(shí)施例提供的遠(yuǎn)程太赫茲通信系統(tǒng)中的太赫茲發(fā)射機(jī)和太赫茲接收機(jī)等效替換成兩個(gè)太赫茲收發(fā)機(jī)，即成為一個(gè)可雙向傳輸太赫茲信號(hào)的遠(yuǎn)程太赫茲通信系統(tǒng)。

本發(fā)明所有附圖中的實(shí)心箭頭表示模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)傳輸方向，空心箭頭光信號(hào)傳輸方向，可以理解的是，由于光路是可逆的，因此，在具體的應(yīng)用中，若有實(shí)際需要，光信號(hào)的傳輸方向也可以是雙向的。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。