CN107425916A - 一种简易激光通信装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种简易激光通信装置，包括壳体以及设置在壳体内部的处理模块、发射模块及接受模块；接受模块的输出端与处理模块连接，处理模块的输出端与发射模块，接受模块包括依次连接的折射接收器、光电传感器及放大滤波电路，发射模块包括光纤准直器、驱动电路、温度检测电路和半导体制冷电路，光纤准直器通过驱动电路与处理模块相连；放大滤波电路包括依次连接的第一混频器、第一声表滤波器、增益可控制的放大器、第二声表滤波器和第二混频器；第一混频器接受输入信号和第一本振信号，将输入信号下变频为中频信号。实现快速、准确地通信及频率功率的稳定输出，提高了工作效率。

Description

一种简易激光通信装置
技术领域
本发明涉及激光通信技术，具体涉及到一种简易激光通信装置。
背景技术
可见光通信技术是指利用可见光波段的光作为信息载体，不使用光纤等有线信道的传输介质，在空气中直接传输光信号的通信方式。
就目前而言，大部分大气激光通信机使用于固定点与固定点之间的高速数据通信，采用的光学系统较大，并且发散角较小，因此整机的体积大、功耗高；在架设方面，需要高精度对准技术，架设速度慢，架设后不易再次移动。而移动平台之间的无线光通信技术多采用复杂的伺服机构进行跟瞄，因此研制的移动平台无线激光通信设备体积较大、重量较重，灵活性受到严重的限制；当需要野外作业时，需要将激光通信机架设在山顶、沟壑等险恶环境中。
发明内容
本发明的目的是提供一种简易激光通信装置，实现快速、准确地通信及频率功率的稳定输出，提高了工作效率。
为达上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种简易激光通信装置，包括壳体以及设置在壳体内部的处理模块、发射模块及接受模块；接受模块的输出端与处理模块连接，处理模块的的输出端与发射模块，接受模块包括依次连接的折射接收器、光电传感器及放大滤波电路，发射模块包括光纤准直器、驱动电路、温度检测电路和半导体制冷电路，光纤准直器通过驱动电路与处理模块相连；放大滤波电路包括依次连接的第一混频器、第一声表滤波器、增益可控制的放大器、第二声表滤波器和第二混频器；第一混频器接受输入信号和第一本振信号，将输入信号下变频为中频信号；第一声表滤波器对中频信号进行滤波后输出至增益可控制的放大器进行信号放大，放大后信号再输入至第二声表滤波器进行再次滤波，再次滤波后的信号经第二混频器上变频到所述输入信号原来所在的频率后输出；第一本振电路和第一混频器连接；第二本振电路和所述第二混频器连接。
优选的，驱动电路包括电源VCC，电源VCC分别连接第一激光二极管LD1和第二激光二极管LD2的阳极，第一激光二极管LD1的阴极连接第一三极管T1的集电极，第二激光二极管LD2的阴极连接第二三极管T2的集电极，第一三极管T1的基极连接控制端，第一三极管T1的发射极连接电阻R1的一端和电阻R2的一端，电阻R1另一端接地，电阻R2的另一端连接电阻R7和电阻R4的一端，电阻R7的另一端连接放大器COP的正极和电阻R6的一端，电阻R4的另一端连接电阻R5和电阻R8的一端并接地，电阻R8的另一端连接放大器COP的负极，放大器COP的输出端及电阻R6的另一端均连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接第二三极管T2的基极，第二三极管T2的发射极连接参考电源VCC1的正极，电阻R5的另一端连接参考电源VCC1的负极，电容C1与第一激光二极管并联，电容C2与第二激光二极管并联，电容C3与电阻R1并联。
优选的，温度检测电路的输入端与光纤准直器连接，温度检测电路的输出端与处理模块连接，半导体制冷电路的输入端与处理模块连接，半导体制冷电路的输出端与光纤准直器连接。
优选的，处理模块包括微处理器、调制单元和调解单元，微处理器的信号输出端连接调制单元的信号输入端，微处理器的信号输入端连接调解单元的信号输出端。
优选的，壳体内还设有与处理模块连接的通讯模块、报警模块和电源模块。
优选的，发射模块还包括监测电路和自动功率控制电路，监测电路的输入端与驱动电路连接，监测电路的输出端与自动功率控制电路连接，自动功率控制电路分别与驱动电路和处理模块连接。
综上所述，本发明具有以下优点：
1、本发明中发射模块的光纤准直器发射角范围大，方便对方接收，接收模块的折射接收器接收视场角大，保证接收准确、快速，接收模块将接收到的信号经过滤波、放大电路发送给处理模块，最终完成相互通信；该装置机结构紧凑、便于携带，能够使用于通信线路架设困难的山顶、沟壑等险恶地形环境中，实现快速、准备地通信，提高工作效率。
2、本发明实现了在嵌入声表滤波器的情况下保留了DTT信号调制设备必需的频率搬移功能。
附图说明
图1为本发明简易激光通信装置的模块图。
图2为本发明放大滤波器的示意图。
图3为本发明驱动电路的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
本发明的一个实施例中，如图1~3所示，提供了一种简易激光通信装置，包括壳体以及设置在壳体内部的处理模块、发射模块及接受模块；接受模块的输出端与处理模块连接，处理模块的的输出端与发射模块，接受模块包括依次连接的折射接收器、光电传感器及放大滤波电路，发射模块包括光纤准直器、驱动电路、温度检测电路和半导体制冷电路，光纤准直器通过驱动电路与处理模块相连；放大滤波器包括依次连接的第一混频器(MIXER1)1、第一声表滤波器(SAW1)2、增益可控制的放大器(VGA)3、第二声表滤波器(SAW2)4和第二混频器(MIXER2)5；第一混频器(MIXER1)1接受输入信号RFIN和第一本振信号LO1，将输入信号RFIN下变频为中频信号；第一声表滤波器(SAW1)2对中频信号进行滤波后输出至增益可控制的放大器(VGA)3进行信号放大，放大后信号再输入至第二声表滤波器(SAW2)4进行再次滤波，再次滤波后的信号经第二混频器(MIXER2)5上变频到输入信号RFIN原来所在的频率后输出信号RTOUT；第一本振电路6和第一混频器1连接，用于为第一本振电路6下变频提供稳定的第一本振信号，第一本振信号LO1频率随着输入信号RFIN的变化而变化，保证中频信号始终为固定值；第二本振电路7和第二混频器5连接，用于为第二混频器上变频提供第二本振信号LO2，使第二混频器的输出信号RFOUT和输入信号RFIN的频段相符。
对于频率相对较高的输入信号，为了得到较高的滤波抑制性，通常采用的方法是把频率下变频到固定中频上，然后对中频信号进行滤波放大处理。因为此案中中频信号易处理，且中频滤波器好实现，所以我们通过滤波放大中频信号再上变频到原频率的方案得到较高的滤波抑制。我们采用了二级声表滤波器 （SAW），两级声表滤波器之间采用了一级增益可控制的放大器（VGA），使得整个链路增益具有可调节性。对于输入信号 RFIN，先进行下变频，变频到中频后进行滤波放大再滤波，然后再上变频到原来所在的频率并最终输出。本振信号 LO1为下变频提供了稳定的本振输入，而且随着输入信号的变化而变化，保证中频信号始终为固定值。本振信号 LO2为上变频提供了稳定的本振输入，并且根据实际需要可以上变频到需要的频段上。
进一步，驱动电路包括电源VCC，电源VCC分别连接第一激光二极管LD1和第二激光二极管LD2的阳极，第一激光二极管LD1的阴极连接第一三极管T1的集电极，第二激光二极管LD2的阴极连接第二三极管T2的集电极，第一三极管T1的基极连接控制端，第一三极管T1的发射极连接电阻R1的一端和电阻R2的一端，电阻R1另一端接地，电阻R2的另一端连接电阻R7和电阻R4的一端，电阻R7的另一端连接放大器COP的正极和电阻R6的一端，电阻R4的另一端连接电阻R5和电阻R8的一端并接地，电阻R8的另一端连接放大器COP的负极，放大器COP的输出端及电阻R6的另一端均连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接第二三极管T2的基极，第二三极管T2的发射极连接参考电源VCC1的正极，电阻R5的另一端连接参考电源VCC1的负极，电容C1与第一激光二极管并联，电容C2与第二激光二极管并联，电容C3与电阻R1并联。
进一步，温度检测电路的输入端与光纤准直器连接，温度检测电路的输出端与处理模块连接，半导体制冷电路的输入端与处理模块连接，半导体制冷电路的输出端与光纤准直器连接。
具体的，温度检测电路通过热敏电阻对光纤准直器的工作温度采样后反馈到处理模块，处理模块根据实时温度控制半导体制冷电路工作，为光纤准直器获取稳定的工作温度。
进一步，处理模块包括微处理器、调制单元和调解单元，微处理器的信号输出端连接调制单元的信号输入端，微处理器的信号输入端连接调解单元的信号输出端。
进一步，壳体内还设有与处理模块连接的通讯模块、报警模块和电源模块。当装置发生故障时，报警模块启动，并控制警报指示灯和蜂鸣器工作。
进一步，发射模块还包括监测电路和自动功率控制电路，监测电路的输入端与驱动电路连接，监测电路的输出端与自动功率控制电路连接，自动功率控制电路分别与驱动电路和处理模块连接。
具体的，为光纤准直器有一个恒定的光输出功率，必须设置自动功率控制电路。监测电路实时监视驱动电路的输出功率，并反馈给处理模块，当输出光功率发生变化时，处理模块启动自动功率控制电路，并驱动电流朝相反的方向变化，始终保持光输出功率为恒定值。
虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (6)

1.一种简易激光通信装置，其特征在于：包括壳体以及设置在壳体内部的处理模块、发射模块及接受模块；所述接受模块的输出端与处理模块连接，处理模块的的输出端与发射模块，所述接受模块包括依次连接的折射接收器、光电传感器及放大滤波电路，所述发射模块包括光纤准直器、驱动电路、温度检测电路和半导体制冷电路，所述光纤准直器通过驱动电路与处理模块相连；所述放大滤波电路包括依次连接的第一混频器、第一声表滤波器、增益可控制的放大器、第二声表滤波器和第二混频器；所述第一混频器接受输入信号和第一本振信号，将输入信号下变频为中频信号；所述第一声表滤波器对中频信号进行滤波后输出至增益可控制的放大器进行信号放大，放大后信号再输入至第二声表滤波器进行再次滤波，再次滤波后的信号经第二混频器上变频到所述输入信号原来所在的频率后输出；第一本振电路和第一混频器连接；第二本振电路和所述第二混频器连接。
2.如权利要求1所述的简易激光通信装置，其特征在于：所述驱动电路包括电源VCC，电源VCC分别连接第一激光二极管LD1和第二激光二极管LD2的阳极，第一激光二极管LD1的阴极连接第一三极管T1的集电极，第二激光二极管LD2的阴极连接第二三极管T2的集电极，第一三极管T1的基极连接控制端，第一三极管T1的发射极连接电阻R1的一端和电阻R2的一端，电阻R1另一端接地，电阻R2的另一端连接电阻R7和电阻R4的一端，电阻R7的另一端连接放大器COP的正极和电阻R6的一端，电阻R4的另一端连接电阻R5和电阻R8的一端并接地，电阻R8的另一端连接放大器COP的负极，放大器COP的输出端及电阻R6的另一端均连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接第二三极管T2的基极，第二三极管T2的发射极连接参考电源VCC1的正极，电阻R5的另一端连接参考电源VCC1的负极，电容C1与第一激光二极管并联，电容C2与第二激光二极管并联，电容C3与电阻R1并联。
3.如权利要求1所述的简易激光通信装置，其特征在于：所述温度检测电路的输入端与光纤准直器连接，所述温度检测电路的输出端与处理模块连接，所述半导体制冷电路的输入端与处理模块连接，所述半导体制冷电路的输出端与光纤准直器连接。
4.如权利要求1所述的简易激光通信装置，其特征在于：所述处理模块包括微处理器、调制单元和调解单元，微处理器的信号输出端连接调制单元的信号输入端，微处理器的信号输入端连接调解单元的信号输出端。
5.如权利要求1所述的简易激光通信装置，其特征在于：所述壳体内还设有与处理模块连接的通讯模块、报警模块和电源模块。
6.如权利要求1所述的简易激光通信装置，其特征在于：所述发射模块还包括监测电路和自动功率控制电路，所述监测电路的输入端与驱动电路连接，所述监测电路的输出端与自动功率控制电路连接，所述自动功率控制电路分别与驱动电路和处理模块连接。
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