CN109150305B - 一种远距离激光通信装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种远距离激光通信装置，包括激光收发器、激光发射器、光敏传感器阵列、电源、数据线、总控制器、行为控制器和高频及功率控制器，激光收发器的左右侧壁分别设置有激光发射器和光敏传感器阵列，光敏传感器阵列的左侧设置有角度控制电机，激光收发器的底部右侧设置有齿轮控制电机，激光收发器右侧内腔设置有调光透镜，聚焦反射镜的顶部设置有自动追踪定向***，本发明提出了一个全新的基于光通信的收发设备，可以使得光通信速度大大提高，完全基于现有的光通信技术，不使用昂贵的光调制解调器，设备结构简单，对信号的分辨更清晰，造价低廉，只需要更换发射接收设备就可以在现有的通信产品上实现更高的速度。

Description

一种远距离激光通信装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种远距离激光通信装置。

背景技术

激光通信是一种利用光信号作为传输信息载体的无线通信技术，光数据传输基于载波形式来传输。相比较可见光的频率范围4.2*10^14到7.8*10^14HZ，无线电的频率10^9HZ的数量级差别在实际数据传输应用当中的差距却不算多大。这是因为在现有的技术思路下对于光载波的调制与无线电调制技术的推进进度相差不大，并且由于光的频率更快，对技术的要求更高。因此在激光远距离数据传输领域，还是没有多大的发展前景。尤其是太空技术不断发展的今天，由于每秒几十G的高清连续视频数据不能很快的传输到地面，而造成地面人员只能对静态图像进行分析，这样严重影响了科学研究的进度和方向。

而由于以现有技术为基础的光数据传输因为大气中物质的干扰，虽然在实验室中可以获得远超无线电的数据传输速度，但是对大气的要求更高，因此在实际应用当中Gbps的传输速度相对于Tbps和Pbps依然很慢。最重要的一点是其造价昂贵，结构精密，特别是光载波调制解调器，更是只有少数公司和科研单位可以生产制造，这对太空技术进步是不利的，中国发明专利公开号CN201510958059.6公开了一种电磁波模拟数字高进制传输***及其传输方法，该专利在电磁波传输过程中具有信号干扰小、能耗低、数据传输量大、安全性强的优点，由于光波也是一种电磁波，因此发明专利的技术思路完全可以应用在光数据传输上，但是现在市场上没有一个光数据传输发明专利和产品基于此专利而发明，为此，我们基于中国发明专利公开号CN201510958059.6公开的一种电磁波模拟数字高进制传输***及其传输方法，提出了一种远距离激光通信装置。

发明内容

本发明的提供了一种远距离激光通信装置，设计了一个全新的基于光通信的收发设备，可以使得光通信速度大大提高，完全基于现有的光通信技术，不使用昂贵的光调制解调器，设备结构简单，对信号的分辨更清晰，造价低廉，只需要更换发射接收设备就可以在现有的通信产品上实现更高的速度。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种远距离激光通信装置，包括激光收发器、传感器导线、调节透镜外箱、电源、电源线、数据线、总控制器、行为控制器和高频及功率控制器，所述激光收发器的左侧设置有激光发射器，所述激光收发器的内腔右侧设置有光敏传感器阵列，所述光敏传感器阵列的左侧设置有角度控制电机，所述激光收发器的右侧外壁套接有调节透镜外箱，所述调节透镜外箱的内腔底部设置有齿轮控制电机，所述调节透镜外箱的内腔设置有螺旋齿轮，且齿轮控制电机的动力输出端设置有与螺旋齿轮相配合的传动齿轮，两组所述螺旋齿轮之间设置有调光透镜，所述调光透镜的顶部和底部均设置有调光透镜齿轮，两组所述调光透镜齿轮均套接有调光透镜固定杆，所述激光收发器的圆周外壁设置有三角支撑架，所述三角支撑架远离激光收发器的一端连接有聚焦反射镜，且聚焦反射镜贴近调光透镜，所述聚焦反射镜远离三角支撑架的一端顶部设置有自动追踪定向***；

所述激光发射器包括八组数据激发器和一组定位、干扰补偿激光器，且定位、干扰补偿激光器的上方、下方、左侧和右侧均沿定位、干扰补偿激光器轴线方向排布有两组数据激发器，上下方四组所述数据激发器的中心点连线与左右侧四组所述数据激发器的中心点连线相互垂直；

所述光敏传感器阵列包括内传感器阵列、外传感器阵列和偏振镜，所述内传感器阵列外壁套接有外传感器阵列，所述内传感器阵列贴近调光透镜一侧设置有偏振镜；

所述高频及功率控制器包括高频开关和功率放大电路，所述总控制器通过数据线与高频开关电性连接，所述行为控制器通过数据线与功率放大电路电性连接，所述功率放大电路通过电源线与数据激发器和电源电性连接；

所述总控制器包括二进制数据转换单元、数据存储单元、接收光数据存储单元、光信息接收转换单元、发送光数据存储单元、***数据存储单元、发射激光功率稳定控制单元、数据输入输出、光参数输入输出控制单元和模块数据调控单元，所述电源通过电源线与二进制数据转换单元、数据存储单元、接收光数据存储单元、光信息接收转换单元、发送光数据存储单元、***数据存储单元、发射激光功率稳定控制单元、数据输入输出、光参数输入输出控制单元和模块数据调控单元电线连接，所述模块数据调控单元通过数据线与二进制数据转换单元、数据存储单元、接收光数据存储单元、发送光数据存储单元、***数据存储单元、发射激光功率稳定控制单元、数据输入输出和光参数输入输出控制单元电性连接，所述二进制数据转换单元通过数据线与数据输入输出电性连接，所述接收光数据存储单元通过数据线与光信息接收转换单元电性连接，所述光信息接收转换单元通过传感器导线与内传感器阵列电性连接，所述发送光数据存储单元通过数据线与高频及功率控制器电性连接，所述发射激光功率稳定控制单元通过数据线与功率放大电路电性连接，所述光参数输入输出控制单元通过数据线与行为控制器电性连接；

所述行为控制器包括光敏传感器阵列角度和透镜调整自动控制单元、光敏传感器信号转换单元、入射光源参数计算单元、激光功率控制单元、光信息参数输入输出和自动追踪定向***参数补偿控制参数输出，所述电源通过电源线与光敏传感器阵列角度和透镜调整自动控制单元、光敏传感器信号转换单元、入射光源参数计算单元、激光功率控制单元、光信息参数输入输出和自动追踪定向***参数补偿控制参数输出电性连接，所述角度控制电机和齿轮控制电机均通过电源线与光敏传感器阵列角度和透镜调整自动控制单元电性连接，所述自动追踪定向***通过数据线与自动追踪定向***参数补偿控制参数输出电性连接，所述外传感器阵列通过传感器导线与光敏传感器信号转换单元电性连接，所述入射光源参数计算单元通过数据线与光敏传感器阵列角度和透镜调整自动控制单元、光敏传感器信号转换单元、激光功率控制单元、光信息参数输入输出和自动追踪定向***参数补偿控制参数输出电性连接，所述激光功率控制单元通过数据线与光敏传感器信号转换单元和高频及功率控制器电性连接，所述光信息参数输入输出通过数据线与总控制器电性连接。

优选的，所述内传感器阵列和外传感器阵列的圆心位置相同，且外传感器阵列上设置有呈圆环状的透镜自动调整的光敏传感器响应范围区间，用于控制透镜的光敏传感器阵列位置响应区间，当聚焦光斑不在这个区间内时，就可以能过位置计算，来得到参数，从而控制透镜调整远近。

优选的，所述调光透镜远离光敏传感器阵列的一侧射入光线，通过调光透镜对光线进行聚焦，收集信号。

优选的，所述激光发射器的激光偏振角度为0-90°。

优选的，所述功率放大电路包括二极管、三极管和电容，所述电源通过电源线依次电性连接二极管、电容和三极管，所述行为控制器通过数据线电性连接三极管，放大电路的一种，用于提高输出功率。

优选的，所述偏振镜与内传感器阵列固定连接，内传感器阵列与偏振镜之间紧贴固定配合，在转动时内传感器阵列与偏振镜同时转动，相对于只转动偏振镜，每转动一个角度，就要对内传感器阵列的所有传感器进行重新分组，会造成总控制的计算量大。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明创新性的使用了激光的偏振特性，在设备上使用相同光谱，但偏振方向相互垂直的激光器，可以提供更多的数据光谱，使数据传输速度更快；

2.本发明创新性的使用可以电动旋转的光敏传感器阵列及偏光镜组合来达到分开入射光，使信号更清晰；

3.本发明创新性的使用独立的行为控制器来控制所有电动部件和激光功率，另外还可以通过自动追踪定向***对调光透镜的光信号入射角度进行微调，使得信号收发位置更准确。

附图说明

图1为本发明的激光发射器主结构图；

图2为本发明的调光透镜组合结构原理图；

图3为本发明的内传感器阵列与偏振镜配合示意图；

图4为本发明的整体结构示意图；

图5为本发明的俯视图；

图6为本发明的自动追踪定向***进行微调时光斑偏移示意图；

图7为本发明的两个相对设备相互发送光数据时的示意图；

图8为本发明的总控制器的结构及连接关系示意图；

图9为本发明的行为控制器的结构及连接关系示意图；

图10为本发明的高频及功率控制器结构原理示意图

图11为本发明的地面对卫星的数据传输示意图；

图12为本发明的数据传输标准流程图。

图中：1-激光收发器；2-激光发射器；201-数据激光器；202-定位、干扰补偿激光器；3-光敏传感器阵列；301-内传感器阵列；302-外传感器阵列；303-传感器导线；304-偏振镜；305-角度控制电机；4-调节透镜外箱；401-聚焦反射镜；402-三角支撑架；403-自动追踪定向***；404-调光透镜；4041-调光透镜齿轮；405-螺旋齿轮；406-齿轮控制电机；407-调光透镜固定杆；408-角度控制电机；5-电源；501-电源线；6-数据线；7-光线；8-总控制器；801-二进制数据转换单元；802-数据存储单元；803-接收光数据存储单元；804-光信息接收转换单元；805-发送光数据存储单元；806-***数据存储单元；807-发射激光功率稳定控制单元；808-数据输入输出；809-光参数输入输出控制单元；8010-模块数据调控单元；9-行为控制器；901-光敏传感器阵列角度和透镜调整自动控制单元；902-透镜自动调整的光敏传感器响应范围区间；903-光敏传感器信号转换单元；904-入射光源参数计算单元；905-激光功率控制单元；906-光信息参数输入输出；907-自动追踪定向***参数补偿控制参数输出；10-高频及功率控制器；1001-高频开关；1002-功率放大电路；1003-二极管；1004-三极管；1005-电容。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-12所示的一种远距离激光通信装置，包括激光收发器1、传感器导线303、调节透镜外箱4、电源5、电源线501、数据线6、总控制器8、行为控制器9和高频及功率控制器10，激光收发器1的左侧设置有激光发射器2，激光收发器1的内腔右侧设置有光敏传感器阵列3，光敏传感器阵列3的左侧设置有角度控制电机305，激光收发器1的右侧外壁套接有调节透镜外箱4，调节透镜外箱4的内腔底部设置有齿轮控制电机406，所述调节透镜外箱4的内腔设置有螺旋齿轮405，且齿轮控制电机406的动力输出端设置有与螺旋齿轮405相配合的传动齿轮，两组螺旋齿轮405之间设置有调光透镜404，调光透镜404远离光敏传感器阵列3的一侧射入光线7，通过调光透镜404对光线7进行聚焦，收集信号，调光透镜404的顶部和底部均设置有调光透镜齿轮4041，两组调光透镜齿轮4041均套接有调光透镜固定杆407，激光收发器1的圆周外壁设置有三角支撑架402，三角支撑架402远离激光收发器1的一端连接有聚焦反射镜401，且聚焦反射镜401贴近调光透镜404，聚焦反射镜401远离三角支撑架402的一端顶部设置有自动追踪定向***403；激光发射器2包括八组数据激发器201和一组定位、干扰补偿激光器202，且定位、干扰补偿激光器202的上方、下方、左侧和右侧均沿定位、干扰补偿激光器202轴线方向排布有两组数据激发器201，上下方四组数据激发器201的中心点连线与左右侧四组数据激发器201的中心点连线相互垂直；光敏传感器阵列3包括内传感器阵列301、外传感器阵列302和偏振镜304，内传感器阵列301外壁套接有外传感器阵列302，内传感器阵列301和外传感器阵列302的圆心位置相同，且外传感器阵列302上设置有呈圆环状的透镜自动调整的光敏传感器响应范围区间902，用于控制透镜的光敏传感器阵列位置响应区间，当聚焦光斑不在这个区间内时，就可以能过位置计算，来得到参数，从而控制透镜调整远近，内传感器阵列301贴近调光透镜404一侧设置有偏振镜304，偏振镜304与内传感器阵列301固定连接，内传感器阵列301与偏振镜304之间紧贴固定配合，在转动时内传感器阵列301与偏振镜304同时转动，相对于只转动偏振镜304，每转动一个角度，就要对内传感器阵列301的所有传感器进行重新分组，会造成总控制的计算量大；高频及功率控制器10包括高频开关1001和功率放大电路1002，功率放大电路1002包括二极管1003、三极管1004和电容1005，电源5通过电源线501依次电性连接二极管1003、电容1005和三极管1004，行为控制器9通过数据线6电性连接三极管1004，放大电路的一种，用于提高输出功率，总控制器8通过数据线6与高频开关1001电性连接，行为控制器9通过数据线6与功率放大电路1002电性连接，功率放大电路1002通过电源线501与数据激发器201和电源5电性连接；总控制器8包括二进制数据转换单元801、数据存储单元802、接收光数据存储单元803、光信息接收转换单元804、发送光数据存储单元805、***数据存储单元806、发射激光功率稳定控制单元807、数据输入输出808、光参数输入输出控制单元809和模块数据调控单元8010，电源5通过电源线501与二进制数据转换单元801、数据存储单元802、接收光数据存储单元803、光信息接收转换单元804、发送光数据存储单元805、***数据存储单元806、发射激光功率稳定控制单元807、数据输入输出808、光参数输入输出控制单元809和模块数据调控单元8010电线连接，模块数据调控单元8010通过数据线6与二进制数据转换单元801、数据存储单元802、接收光数据存储单元803、发送光数据存储单元805、***数据存储单元806、发射激光功率稳定控制单元807、数据输入输出808和光参数输入输出控制单元809电性连接，二进制数据转换单元801通过数据线6与数据输入输出808电性连接，接收光数据存储单元803通过数据线6与光信息接收转换单元804电性连接，光信息接收转换单元804通过传感器导线303与内传感器阵列301电性连接，发送光数据存储单元805通过数据线6与高频及功率控制器10电性连接，发射激光功率稳定控制单元807通过数据线6与功率放大电路1002电性连接，光参数输入输出控制单元809通过数据线6与行为控制器9电性连接；行为控制器9包括光敏传感器阵列角度和透镜调整自动控制单元901、光敏传感器信号转换单元903、入射光源参数计算单元904、激光功率控制单元905、光信息参数输入输出906和自动追踪定向***参数补偿控制参数输出907，电源5通过电源线501与光敏传感器阵列角度和透镜调整自动控制单元901、光敏传感器信号转换单元903、入射光源参数计算单元904、激光功率控制单元905、光信息参数输入输出906和自动追踪定向***参数补偿控制参数输出907电性连接，角度控制电机305和齿轮控制电机406均通过电源线501与光敏传感器阵列角度和透镜调整自动控制单元901电性连接，自动追踪定向***403通过数据线6与自动追踪定向***参数补偿控制参数输出907电性连接，外传感器阵列302通过传感器导线303与光敏传感器信号转换单元903电性连接，入射光源参数计算单元904通过数据线6与光敏传感器阵列角度和透镜调整自动控制单元901、光敏传感器信号转换单元903、激光功率控制单元905、光信息参数输入输出906和自动追踪定向***参数补偿控制参数输出907电性连接，激光功率控制单元905通过数据线6与光敏传感器信号转换单元903和高频及功率控制器10电性连接，光信息参数输入输出906通过数据线6与总控制器8电性连接。其中，各部件功能如下：

201-数据激光器：用于传输数据光信号的激光器，可以根据偏振方向来设置多个相同光谱但偏振角度不同的激光器，可以生成更多位数的指代。

202-定位、干扰补偿激光器：这个激光器的功率是恒定的，因此有大气干扰造成此激光器产生的光功率下降时，外传感器阵列302就会将参数发送给行为控制器9，通过计算功率下降比例来加强数据激光器的发射功率，从而使数据传输更稳定。

3-光敏传感器阵列：是多个对应不同光谱的光敏传感器组合，响应的光谱与激光发射器光谱相同。

301-内传感器阵列：用来接收数据激光，可以随着电机控制来转动角度。

302-外传感器阵列：用来接收定位、干扰补偿激光器202的光，并且以此数据来调整收发装置的对准方向，内传感器的转动角度和激光发射器的发射功率是固定的不会转动。

303-传感器导线：用于所有传感器的微电流传导。

304-偏振镜：贴在光敏传器阵列3的内传感器上，通过调整与发射端的光源角度，来选则性的透光，从而使激光器可以使用两个光谱完全相同，但偏振角度相互垂直的激光器进行光信号发射。

305-角度控制电机：用于调整内传感器的角度，以使两组光敏传感器的入射光相位角度始终与接收的光的相位角度相同。

401-聚焦反射镜：用于聚集远射来的光线7。

402-三角支撑架：用于固定激光收发器1。

403-自动追踪定向***：属于已有技术，地面卫星通信天线和射电天文望远镜的追踪设备都使用同样的原理，包括卫星轨道计算单元或者是巡天轨迹计算单元、电机控制器、驱动电机或者是液压泵加液压缸。作用是通过已经设定好的轨参数，再加上通讯连接后进行的校正，使设备始终对准所需要以准的位置或沿着轨迹以一定速度进行巡天，在这里会进行一个参数输入，以保证更精确的对准，也是属于已有技术。

404-调光透镜：用于调整入射光的角度，使聚焦反射镜401的聚焦光束在进入光敏传感器阵列3时呈基本的平行光束，防止聚焦于一个很小的点时对传感器产生高热损伤。

4041-调光透镜齿轮：用于与螺旋齿轮405配合来让调光透镜404可以反复运动。

405-螺旋齿轮：通过圆周转动，使调光透镜404可以上下移动，用以调整光束。

406-齿轮控制电机：通过转动控制螺旋齿轮405的转动。

407-调光透镜固定杆：用来防止调光透镜404随螺旋齿轮405转动。

408-角度控制电机：用于调整光敏传感器阵列3的水平角度，保证与发射端的激光偏振角度相同。

5-电源：类似电脑电源，单输入，多通道输出。

501-电源线：用于电源与装置各部位的电流连接。

6-数据线：用于装置的数据或控制电流传输。

7-光线：模拟激光传输线路。

8-总控制器：数据总的控制器。

801-二进制数据转换单元：和关联专利一样的数据转换单元。

802-数据存储单元：用于对所有输数据进行存储的单元，当接收光数据存储单元803和发送光数据存储单元805的数据量过多时，可以存储在这个单元当中，可以增加数据的存储效率，增加存储器的利用率。

803-接收光数据存储单元：用于对接收的光数据进行存储的单元。

804-光信息接收转换单元：用于接收光敏传感器的电信号并转换成二进制数据。

805-发送光数据存储单元：用于存储待发送的光控制信号数据，和光纤专利一样，在纠错时，对对应的单位时间内的数据进行重发时所要调取的数据存储。

806-***数据存储单元：用于存储***数据，包括各个部件原始参数、***运行程序、通过输入后再加入的控制数据。

807-发射激光功率稳定控制单元：用于对发射的定位、干扰补偿激光器202发射的激光进行功率控制。激光的光斑会根据远近而放大或缩小，在近距离的光通信上不需要更强的激光功率，而远距离上则需要更强的激光功率，因此根据不同的距离发射不同的定位、干扰补偿激光功率能达到更稳定的信号传输效果。

808-数据输入输出：对外部的数据输入输出。

809-光参数输入输出控制单元：与行为控制器9相互沟通光参数，有利于光的发射和计算。

8010-模块数据调控单元：用于控制所有数据信息及控制信息的调取、传输、更改。

9-行为控制器：控制设备所有关于电机和功率的控制器。

901-光敏传感器阵列角度和透镜调整自动控制单元：根据参数控制角度控制电机305和齿轮控制电机406。

902-透镜自动调整的光敏传感器响应范围区间：用于控制透镜的光敏传感器阵列3位置响应区间，当聚焦光斑不在这个区间内时，就可以能过位置计算，来得到参数，从而控制调光透镜404调整远近。

903-光敏传感器信号转换单元：用于转换统计基本光信号，并且把转换的二进制数据转到入射光源参数计算单元904。

904-入射光源参数计算单元：用于计算入射光的所有参数，如偏振角度、功率、光源相对位置、相对角速度、距离、相对功率衰减（包括大气吸收和遮挡）等。

905-激光功率控制单元：根据入射光源参数计算单元904给出的相对功率衰减来增减发射激光器的功率，以保证对方接收时的激光功率稳定。

906-光信息参数输入输出：用于与总控制器8进行数据交换。

907-自动追踪定向***参数补偿控制参数输出：通过对入射光斑进行偏移计算，将微控制数据传输到自动追踪定向***403以达到在巡天轨迹运行时，可以更确的相互对准。

10-高频及功率控制器：用于控制激光的发射频率。

1001-高频开关：高频率开合的控制开关。

1002-功率放大电路：是一种通用结构，属于现有技术。

1003-二极管：防止电流回流。

1004-三极管：用于控制电容电流。

1005-电容：用于存储更多的电流，以达到在需要更高功率时快速供电。

本实施例的一个具体应用为，本发明在使用过程中，具体实施例如下：实施例一、调试

一对天线进行相互数据沟通，在内部已有的参数情况下，对对方的相对位置使用定位、干扰补偿激光器202进行激光发射。当双方都接收到对方的激光时，行为控制器9根据外传感器阵列302所接收到的光信息进行参数计算，并向自动追踪定向***403发送微调控制信号，对装置进行微调。如图11中对卫星进行数据传输时，由于距离远，在一定程度下，激光的光斑分散开。并且由于卫星的运行速度快，因此在调试和正常使用当中，非常微小的精度都会造成很大的偏移。因此使用一个单独的行为控制器9，对所有机动部件进行控制是必需的。在行为控制器9的光敏传感器信号转换单元903将光信号转换成二进制数据后传给入射光源参数计算单元904进行计算，得出一系列的光数据参数，并且将对应参数发送给激光功率控制单元905用来控制激光功率、光敏传感器阵列角度和透镜调整自动控制单元901用来控制内传感器阵列301的角度和调光透镜404的远近来使光斑大小正好、自动追踪定向***参数补偿控制参数输出907用来微调自动追踪定向***403。同时对光参数输入输出控制单元809进行光参数的相互沟通，用以对数据激光器201的参数进行对比，沟通完成第一次调试完成。

实施例二、数据传输

当第一次调试完成后，就可以进行数据的传输并调试。这里通过对相互的激光器参数进行了整理，开始对数据激光器201进行调试。在相互发送几个调试光后，就可以确定数据激光器201的工作状态，然后进行数据传输。传输原理基于中国发明专利公开号CN201510958059.6公开的一种电磁波模拟数字高进制传输***及其传输方法，但控制原理基于高频开关1001。总控制器8通过控制高频开关1001来实现激光器的高频通断，使得数据激光器201进行快速的闪光，从而传输数据。在使用偏振光的原理后，可以使用两套完全相同光谱的激光器组和对应的光敏传感器。通过相互垂直的偏振镜片304，就可以使内传感器阵列301上的传感器接收不同偏振角度的激光，不会造成干扰。数据传输几次完成后二次调试完成，就可以进行数据正式传输了。

实施例三、纠错

在激光数据传输进行当中会有大气干扰或其他物体进行遮挡，从而造成光信号功率的减弱。这时通过对相互的定位、干扰补偿激光器202功率参数进行对比，就可以得出干扰程度，并相对应的对数据激光器201进行功率调节。通过功率放大电路1002对数据激光器201进行功率放大，使得数据信号强度在接收时保持稳定。而当定位、干扰补偿激光器202功率降低到一定程度时，就可以停止数据传输。同时行为控制器9通过外传感器阵列302对所有入射的激光进行计数。以统计数据激光器201的发射次数。当在传输协议当中设定的单位时间内数据激光发射信号数目不相同时，则代表这个单位时间内，数据传输有错误，因此，会向总控制器8发送光信号数量错误代码。而总控制器8也会由内传感器阵列301，对数据光信号进行计数，两者计数只要有一个出现错误时，就代表数据传输的错误，总控制器8会根据预存的***数据向对方发送重发数据代码。在接收到代码后，对方总控制器8会从发送光数据存储单元805内部调取这个单位时间内的数据进行再发射。

实施例四、再送数据

再次发射的数据发送之后，就可以重新编入数据据队列中，通过二进制数据转换单元801转换成对外数据，由数据输入输出808，进行输出。而输入流程则是数据由数据输入输出808输入后进入二进制数据转换单元801转换成模拟高进制数据后在发送光数据存储单元805进行存储等待发射。发送光数据存储单元805实际上是通过控制高频及功率控制器10进行数据激光控制。通过行为控制器9控制了功率的数据激光器201进行数据发射。由于数据信号有可能出现错误，因此发送光数据存储单元805内存储的数据会再存储一定时间，以保证当需要再次发送时可以发送。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种远距离激光通信装置，包括激光收发器（1）、传感器导线（303）、调节透镜外箱（4）、电源（5）、电源线（501）、数据线（6）、总控制器（8）、行为控制器（9）和高频及功率控制器（10），其特征在于：所述激光收发器（1）的左侧设置有激光发射器（2），所述激光收发器（1）的内腔右侧设置有光敏传感器阵列（3），所述光敏传感器阵列（3）的左侧设置有角度控制电机（305），所述激光收发器（1）的右侧外壁套接有调节透镜外箱（4），所述调节透镜外箱（4）的内腔底部设置有齿轮控制电机（406），所述调节透镜外箱（4）的内腔设置有螺旋齿轮（405），且齿轮控制电机（406）的动力输出端设置有与螺旋齿轮（405）相配合的传动齿轮，两组所述螺旋齿轮（405）之间设置有调光透镜（404），所述调光透镜（404）的顶部和底部均设置有调光透镜齿轮（4041），两组所述调光透镜齿轮（4041）均套接有调光透镜固定杆（407），所述激光收发器（1）的圆周外壁设置有三角支撑架（402），所述三角支撑架（402）远离激光收发器（1）的一端连接有聚焦反射镜（401），且聚焦反射镜（401）贴近调光透镜（404），所述聚焦反射镜（401）远离三角支撑架（402）的一端顶部设置有自动追踪定向***（403）；

所述激光发射器（2）包括八组数据激发器（201）和一组定位、干扰补偿激光器（202），且定位、干扰补偿激光器（202）的上方、下方、左侧和右侧均沿定位、干扰补偿激光器（202）轴线方向排布有两组数据激发器（201），上下方四组所述数据激发器（201）的中心点连线与左右侧四组所述数据激发器（201）的中心点连线相互垂直；

所述光敏传感器阵列（3）包括内传感器阵列（301）、外传感器阵列（302）和偏振镜（304），所述内传感器阵列（301）外壁套接有外传感器阵列（302），所述内传感器阵列（301）贴近调光透镜（404）一侧设置有偏振镜（304）；

所述高频及功率控制器（10）包括高频开关（1001）和功率放大电路（1002），所述总控制器（8）通过数据线（6）与高频开关（1001）电性连接，所述行为控制器（9）通过数据线（6）与功率放大电路（1002）电性连接，所述功率放大电路（1002）通过电源线（501）与数据激发器（201）和电源（5）电性连接；

所述总控制器（8）包括二进制数据转换单元（801）、数据存储单元（802）、接收光数据存储单元（803）、光信息接收转换单元（804）、发送光数据存储单元（805）、***数据存储单元（806）、发射激光功率稳定控制单元（807）、数据输入输出（808）、光参数输入输出控制单元（809）和模块数据调控单元（8010），所述电源（5）通过电源线（501）与二进制数据转换单元（801）、数据存储单元（802）、接收光数据存储单元（803）、光信息接收转换单元（804）、发送光数据存储单元（805）、***数据存储单元（806）、发射激光功率稳定控制单元（807）、数据输入输出（808）、光参数输入输出控制单元（809）和模块数据调控单元（8010）电线连接，所述模块数据调控单元（8010）通过数据线（6）与二进制数据转换单元（801）、数据存储单元（802）、接收光数据存储单元（803）、发送光数据存储单元（805）、***数据存储单元（806）、发射激光功率稳定控制单元（807）、数据输入输出（808）和光参数输入输出控制单元（809）电性连接，所述二进制数据转换单元（801）通过数据线（6）与数据输入输出（808）电性连接，所述接收光数据存储单元（803）通过数据线（6）与光信息接收转换单元（804）电性连接，所述光信息接收转换单元（804）通过传感器导线（303）与内传感器阵列（301）电性连接，所述发送光数据存储单元（805）通过数据线（6）与高频及功率控制器（10）电性连接，所述发射激光功率稳定控制单元（807）通过数据线（6）与功率放大电路（1002）电性连接，所述光参数输入输出控制单元（809）通过数据线（6）与行为控制器（9）电性连接；

所述行为控制器（9）包括光敏传感器阵列角度和透镜调整自动控制单元（901）、光敏传感器信号转换单元（903）、入射光源参数计算单元（904）、激光功率控制单元（905）、光信息参数输入输出（906）和自动追踪定向***参数补偿控制参数输出（907），所述电源（5）通过电源线（501）与光敏传感器阵列角度和透镜调整自动控制单元（901）、光敏传感器信号转换单元（903）、入射光源参数计算单元（904）、激光功率控制单元（905）、光信息参数输入输出（906）和自动追踪定向***参数补偿控制参数输出（907）电性连接，所述角度控制电机（305）和齿轮控制电机（406）均通过电源线（501）与光敏传感器阵列角度和透镜调整自动控制单元（901）电性连接，所述自动追踪定向***（403）通过数据线（6）与自动追踪定向***参数补偿控制参数输出（907）电性连接，所述外传感器阵列（302）通过传感器导线（303）与光敏传感器信号转换单元（903）电性连接，所述入射光源参数计算单元（904）通过数据线（6）与光敏传感器阵列角度和透镜调整自动控制单元（901）、光敏传感器信号转换单元（903）、激光功率控制单元（905）、光信息参数输入输出（906）和自动追踪定向***参数补偿控制参数输出（907）电性连接，所述激光功率控制单元（905）通过数据线（6）与光敏传感器信号转换单元（903）和高频及功率控制器（10）电性连接，所述光信息参数输入输出（906）通过数据线（6）与总控制器（8）电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种远距离激光通信装置，其特征在于：所述内传感器阵列（301）和外传感器阵列（302）的圆心位置相同，且外传感器阵列（302）上设置有呈圆环状的透镜自动调整的光敏传感器响应范围区间（902）。

3.根据权利要求1所述的一种远距离激光通信装置，其特征在于：所述调光透镜（404）远离光敏传感器阵列（3）的一侧射入光线（7）。

4.根据权利要求1所述的一种远距离激光通信装置，其特征在于：所述激光发射器（2）的激光偏振角度为0-90°。

5.根据权利要求1所述的一种远距离激光通信装置，其特征在于：所述功率放大电路（1002）包括二极管（1003）、三极管（1004）和电容（1005），所述电源（5）通过电源线（501）依次电性连接二极管（1003）、电容（1005）和三极管（1004），所述行为控制器（9）通过数据线（6）电性连接三极管（1004）。

6.根据权利要求1所述的一种远距离激光通信装置，其特征在于：所述偏振镜（304）与内传感器阵列（301）固定连接。