CN208638355U - 自由空间光通信中基于飞行器的光中继装置 - Google Patents

自由空间光通信中基于飞行器的光中继装置 Download PDF

Info

Publication number
CN208638355U
CN208638355U CN201821082229.4U CN201821082229U CN208638355U CN 208638355 U CN208638355 U CN 208638355U CN 201821082229 U CN201821082229 U CN 201821082229U CN 208638355 U CN208638355 U CN 208638355U
Authority
CN
China
Prior art keywords
relay
aircraft
light
communication terminal
free space
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201821082229.4U
Other languages
English (en)
Inventor
柯熙政
雷思琛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian University of Technology
Original Assignee
Xian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian University of Technology filed Critical Xian University of Technology
Priority to CN201821082229.4U priority Critical patent/CN208638355U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN208638355U publication Critical patent/CN208638355U/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

本实用新型公开的自由空间光通信中基于飞行器的光中继装置，通过在无线光通信终端之间加设中继装置，并运用光纤放大器，将光束信号进行放大，以利于传播，全光中继可以避免信号光‑电‑光的转换过程，减少***功耗，降低***的复杂度，减小信号延迟；并利用光纤、EDFA及光纤环路器在很小体积内实现双向中继；设备体积小、重量轻。可搭载于绝大多数旋翼飞行器，基于此类飞行器的无线光通信中继转发方案，可以同时解决绝城市或山区中无线光通信终端无法视距通信时的信号转发和功率放大的问题。

Description

自由空间光通信中基于飞行器的光中继装置
技术领域
本实用新型属于无线激光通信技术领域，涉及一种自由空间光通信中基于飞行器的光中继装置。
背景技术
无线光通信(Wireless Optical Communication)是指以激光束为信息载体，在空间中直接进行数据传输的通信技术。无线激光通信***具有容量大、速率高、设备体积小、容易架设、无需频谱许可、安全保密等优势。随着通信多媒体化的进程不断推进，无线光通信在星地通信、星间通信、应急通信，军事通信及铺设光纤成本较高的通信领域有着广阔的应用前景。
现今，仍存在两个问题限制无线激光通信的应用。第一，通信距离受信道衰减的限制。空间信道中的粒子及气溶胶会引起信号功率衰减；仅仅依靠增大发射功率抑制信道衰减，又有可能对人身安全造成伤害，这极大地限制了无线激光通信的距离。第二，无线光通信终端视距传输要求在大部分城市及山区应用环境中难以满足。目前主要通过无线光通信中继技术来解决上述两个问题。传统的中继多是基于“光-电-光”的中继方案，但经过多次的转换，***的复杂度较高，从而***功耗较高，信号延迟大。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种实现飞行器的无线光通信全光双向中继装置，解决了现有技术中存在的传统无线激光通信基于“光-电-光”的中继方案***复杂度高的问题。
本实用新型所采用的技术方案是，自由空间光通信中基于飞行器的光中继装置，包括无线光通信终端一，无线光通信终端一通过下行链路连接中继装置，中继装置的顶端连接有飞行器，中继装置通过上行链路连接有无线光通信终端二；所述中继装置的具体结构为，中继装置的一端设置有高精度俯仰、方位二维转动电机一，高精度俯仰、方位二维转动电机一的末端固定连接有反射镜一，另一端设置有高精度俯仰、方位二维转动电机二，高精度俯仰、方位二维转动电机二的末端固定连接有反射镜二，中继装置的中部设置有光纤放大回路，反射镜一与光纤环路器一之间设置有长焦透镜一，反射镜二与光纤环路二之间设置有长焦透镜二。
本实用新型的特点还在于：
光纤放大回路具体为光纤环路器一、光纤放大器一、光纤放大器二和光纤环路器二依次连接而成，所述光纤环路器一和光纤环路器二设置在反射镜一和反射镜二中心点的连线上。
无线光通信终端二可设置有多个。
无线光通信终端一可设置有多个。
长焦透镜一和长焦透镜二均垂直于地面设置。
本实用新型的有益效果是：
第一，全光双向中继。全光中继可以避免信号光-电-光的转换过程，减少***功耗，降低***的复杂度，减小信号延迟。并利用光纤、EDFA及光纤环路器在很小体积内实现双向中继；第二，设备体积小、重量轻。可搭载于绝大多数旋翼飞行器，基于此类飞行器的无线光通信中继转发方案，可以同时解决绝城市或山区中无线光通信终端无法视距通信时的信号转发和功率放大的问题；第三，本实用新型结合高速电机和反射镜可快速实现全光双向中继。
附图说明
图1是本实用新型自由空间光通信中基于飞行器的光中继装置的模块示意图；
图2是本实用新型自由空间光通信中基于飞行器的光中继装置结构图。
图中，1.无线光通信终端一，2.无线光通信终端二，3.上行链路，4.中继装置，5.飞行器，6.下行链路，7.高精度俯仰、方位二维转动电机一，8.反射镜一，9.长焦透镜一，10.光纤环路器一，11.光纤放大器一，12.光纤放大器二，13.光纤环路器二，14.长焦透镜二，15.高精度俯仰、方位二维转动电机二，16.反射镜二。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
本实用新型自由空间光通信中基于飞行器的光中继装置，如图1所示，包括无线光通信终端一1，无线光通信终端一1通过下行链路6连接中继装置4，中继装置4的顶端连接有飞行器5，中继装置4通过上行链路3连接有无线光通信终端二2；所述中继装置4的具体结构为，如图2所示，中继装置4的一端设置有高精度俯仰、方位二维转动电机一7，高精度俯仰、方位二维转动电机一7的末端固定连接有反射镜一8，另一端设置有高精度俯仰、方位二维转动电机二15，高精度俯仰、方位二维转动电机二15的末端固定连接有反射镜二16，中继装置4的中部设置有光纤放大回路，反射镜一8与光纤环路器一10之间设置有长焦透镜一9，反射镜二16与光纤环路二13之间设置有长焦透镜二14。
光纤放大回路具体为光纤环路器一10、光纤放大器一11、光纤放大器二12和光纤环路器二13依次连接而成，所述光纤环路器一10和光纤环路器二13设置在反射镜一8和反射镜二16中心点的连线上。
无线光通信终端二2可设置有多个。
无线光通信终端一1可设置有多个。
长焦透镜一9和长焦透镜二14均垂直于地面设置。
本实用新型的工作过程为：无线光通信终端一1发出的光束信号，通过上行链路3发送到中继装置4中，在中继装置4中上行链路光束入射到反射镜一8上，可通过飞行器5来调整中继装置4的高度，通过调整高精度方位俯仰转动电机一7，是入射光束正入射于长焦透镜一9的孔径内；光束被长焦透镜一9整形后入射到光纤环路器一10端面，并耦合进光纤环路器一10A端口，A端口入射的光束将从光纤环路器一10的B端口输出；通过光纤环路器一10B端口将光束传输至光纤放大器一11的输入端口，对上行光束进行全光放大，然后传输至光纤放大器一11的输出端口；将光纤放大器一11输出端口的光纤传输至光纤环路器二13的C′端口，然后放大后的信号光束可通过光纤环路器二13的A′端口输出；光纤环路器二13的A′端口输出光束，通过长焦透镜二14准直输出，并入射于反射镜二16上；通过调节高精度方位俯仰转动电机二15，使光束入射到通信终端二2上。
如图1所示，当无线光通信终端一1和所示的无线光通信终端二2，之间存在遮挡障碍物，无法满足终端一和二之间的视距要求。可将中继装置4通过较低精度的转动平台挂载于飞行器5的底部。则可实现信号的中继放大及转发。
可利用飞行器快速实现无线光通信的全光双向中继。用于解决绝城市中无线光通信终端无法视距通信时信号转发和信号功率过低时功率中继放大的问题。
本实用新型所采用的光纤放大器为掺铒光纤放大器，简称EDFA。
本实用新型的有益效果是：
第一，全光双向中继。全光中继可以避免信号光-电-光的转换过程，减少***功耗，降低***的复杂度，减小信号延迟。并利用光纤、EDFA及光纤环路器在很小体积内实现双向中继；第二，设备体积小、重量轻。可搭载于绝大多数旋翼飞行器，基于此类飞行器的无线光通信中继转发方案，可以同时解决绝城市或山区中无线光通信终端无法视距通信时的信号转发和功率放大的问题；第三，本实用新型结合高速电机和反射镜可快速实现全光双向中继。

Claims (5)

1.自由空间光通信中基于飞行器的光中继装置，其特征在于，包括无线光通信终端一(1)，无线光通信终端一(1)通过下行链路(6)连接中继装置(4)，中继装置(4)的顶端连接有飞行器(5)，中继装置(4)通过上行链路(3)连接有无线光通信终端二(2)；所述中继装置(4)的具体结构为，中继装置(4)的一端设置有高精度俯仰、方位二维转动电机一(7)，高精度俯仰、方位二维转动电机一(7)的末端固定连接有反射镜一(8)，另一端设置有高精度俯仰、方位二维转动电机二(15)，高精度俯仰、方位二维转动电机二(15)的末端固定连接有反射镜二(16)，中继装置(4)的中部设置有光纤放大回路，反射镜一(8)与光纤环路器一(10)之间设置有长焦透镜一(9)，反射镜二(16)与光纤环路器二(13)之间设置有长焦透镜二(14)。
2.根据权利要求1所述的自由空间光通信中基于飞行器的光中继装置，其特征在于，所述光纤放大回路具体为光纤环路器一(10)、光纤放大器一(11)、光纤放大器二(12)和光纤环路器二(13)依次连接而成，所述光纤环路器一(10)和光纤环路器二(13)设置在反射镜一(8)和反射镜二(16)中心点的连线上。
3.根据权利要求1所述的自由空间光通信中基于飞行器的光中继装置，其特征在于，所述无线光通信终端二(2)可设置有多个。
4.根据权利要求1所述的自由空间光通信中基于飞行器的光中继装置，其特征在于，所述无线光通信终端一(1)可设置有多个。
5.根据权利要求1所述的自由空间光通信中基于飞行器的光中继装置，其特征在于，所述长焦透镜一(9)和长焦透镜二(14)均垂直于地面设置。
CN201821082229.4U 2018-07-09 2018-07-09 自由空间光通信中基于飞行器的光中继装置 Expired - Fee Related CN208638355U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201821082229.4U CN208638355U (zh) 2018-07-09 2018-07-09 自由空间光通信中基于飞行器的光中继装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201821082229.4U CN208638355U (zh) 2018-07-09 2018-07-09 自由空间光通信中基于飞行器的光中继装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN208638355U true CN208638355U (zh) 2019-03-22

Family

ID=65737017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201821082229.4U Expired - Fee Related CN208638355U (zh) 2018-07-09 2018-07-09 自由空间光通信中基于飞行器的光中继装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN208638355U (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109104241A (zh) * 2018-07-09 2018-12-28 西安理工大学 一种激光通信中可飞行器挂载的全光双向中继装置及方法
CN111565070A (zh) * 2019-05-29 2020-08-21 南京大学 一种自由空间光信号传输方法和自由空间光信号传输装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109104241A (zh) * 2018-07-09 2018-12-28 西安理工大学 一种激光通信中可飞行器挂载的全光双向中继装置及方法
CN109104241B (zh) * 2018-07-09 2021-07-20 西安理工大学 一种激光通信中可飞行器挂载的全光双向中继装置及方法
CN111565070A (zh) * 2019-05-29 2020-08-21 南京大学 一种自由空间光信号传输方法和自由空间光信号传输装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106656325B (zh) 一种高速的单光源双向自由空间激光通信***
CN105262540B (zh) 多波长单跨段传输方法和***
CN208638355U (zh) 自由空间光通信中基于飞行器的光中继装置
US10680412B2 (en) Optical coupling connector, optical coupling system, and waveguide coupling method
CN104348553A (zh) Cfp光收发模块
CN106856414B (zh) 大视场逆向调制回复自由空间激光通信***
CN110138453A (zh) 包含远程双向混合放大器的wdm-pon***
CN110233413A (zh) 一种多波长脉冲光纤激光器及激光雷达***
CN115314106B (zh) 基于集成式探测器的轻小型高速无线激光通信***
CN203563070U (zh) Cfp光收发模块
CN205081351U (zh) 全光纤结构的大功率l波段掺铒光纤放大器
CN205377007U (zh) 一种高效泵浦的掺铒光纤放大器
CN108696315B (zh) 一种基于高阶模的二进制空间混沌激光通信***和控制方法
Umezawa et al. Multi-core based 94-GHz radio and power over fiber transmission using 100-GHz analog photoreceiver
CN109104241A (zh) 一种激光通信中可飞行器挂载的全光双向中继装置及方法
CN113036949A (zh) 一种基于光电池的激光供能装置
CN205490555U (zh) 低成本高速数据传输放大***
CN108306688A (zh) 基于星载角反镜的空间混沌激光通信***和方法
CN218272814U (zh) 一种长距离传输单纤双向光器件
CN103840883A (zh) 一种抑制光纤双向传输中受激拉曼散射散射串扰的方法
CN110505017A (zh) 一种可插拔光模块式的半导体光纤放大装置
CN201750419U (zh) 一种双纤备份的光纤直放站***
CN204597214U (zh) 一种基于双反馈结构的混合分立式高非线性光纤放大器
CN114167557A (zh) 一种长距离传输单纤双向光器件
Umezawa et al. Application of high-speed photonic devices for fiber wireless and optical wireless communications

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190322

Termination date: 20200709