一種水下可見光通信接收天線裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水下可見光通信接收天線裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著人們對(duì)海洋探測(cè)的不斷深入，對(duì)于水下無線通信技術(shù)的要求也越來 越高?；贚ED的水下可見光通信的優(yōu)點(diǎn)，使其在商業(yè)與軍事等領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用前景。 [0003]在水下可見光通信系統(tǒng)中，發(fā)射天線以一定的發(fā)散角，將信號(hào)以光束的形式發(fā)送 到海水中，光束到達(dá)接收平面處呈現(xiàn)一定大小的光斑，經(jīng)過光學(xué)接收天線的接收聚焦后打 在接收光電探測(cè)器上。但是，由于水下光通信機(jī)通信時(shí)可能有一端處于直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這會(huì) 引起光通信機(jī)以及在光通信機(jī)上的光學(xué)天線的振動(dòng)，使得光束在接收平面上抖動(dòng)，對(duì)透鏡 聚光效率產(chǎn)生影響。例如，運(yùn)動(dòng)端在直線軌道上做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，軌道偏轉(zhuǎn)角以及振動(dòng)對(duì) 運(yùn)動(dòng)端的影響從而影響整體的系統(tǒng)性能。
[0004] 現(xiàn)有的針對(duì)海水流動(dòng)引起的光接收的問題，主要通過在光接收機(jī)前加一個(gè)普通的 聚光透鏡，或增加發(fā)射光功率、增大發(fā)射光斑和采用大面積探測(cè)器等方法來解決。
[0005] 參見圖1，該圖為現(xiàn)有技術(shù)中在光電探測(cè)器前加一個(gè)普通聚光透鏡時(shí)接收光斑偏 移的示意圖。當(dāng)發(fā)射機(jī)為運(yùn)動(dòng)端時(shí)，振動(dòng)會(huì)引起固定接收平面上光斑的抖動(dòng)和偏移，使光斑 中心偏離接收透鏡中心，使得進(jìn)入接收透鏡的平均能量減小，并且導(dǎo)致進(jìn)入接收透鏡的光 束成一定的視場(chǎng)角，引起接收透鏡焦平面上的像點(diǎn)偏移，帶來損耗。特別是當(dāng)振動(dòng)劇烈引起 像點(diǎn)偏移過大時(shí)，接收焦平面上的像點(diǎn)可能偏移出接收光電探測(cè)器的直徑，將引起通信中 斷。同時(shí)，隨著偏轉(zhuǎn)角度Θ的增加，將會(huì)引起接收透鏡中心處的平均功率下降，導(dǎo)致接收功率 下降；隨著運(yùn)動(dòng)距離的增加，接收平面上光斑半徑增加，也會(huì)引起接收功率的降低。當(dāng)光斑 的半徑大于透鏡的半徑時(shí)，只有部分光的能量能被透鏡接收，當(dāng)光斑半徑小于接收透鏡半 徑的時(shí)候，全部光能量都能被接收透鏡接收。
[0006] 在光接收機(jī)前加一個(gè)普通聚光透鏡，聚光范圍大于光電探測(cè)器大小。雖然該方法 能夠克服一定程度上的視軸不重合的問題，但是在水下固定的端對(duì)端可見光通信中，上述 方法也只能夠解決輕微的海水流動(dòng)引起的光斑抖動(dòng)問題。在一些抖動(dòng)劇烈和光通信終端移 動(dòng)的水下環(huán)境，上述方法無法滿足可靠光通信的需要。
[0007] 增加發(fā)射光功率、增大發(fā)射光斑和增加光電探測(cè)器面積等方法將增加系統(tǒng)功耗和 成本，而且采用大面積光電探測(cè)器會(huì)引起大的環(huán)境噪聲，降低信息傳輸速率。特別是在一些 抖動(dòng)劇烈和光通信終端移動(dòng)的水下環(huán)境，上述方法無法滿足可見光通信的需要。
[0008] 因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員需要提供一種水下可見光通信接收天線裝置，能夠解決在 光斑抖動(dòng)劇烈或光通信終端移動(dòng)的水下環(huán)境中通信接收問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種水下可見光通信接收天線裝置，能夠 解決在光斑抖動(dòng)劇烈或光通信終端移動(dòng)的水下環(huán)境中通信接收問題。
[0010]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種水下可見光通信接收天線裝置，包括:第一聚光透鏡、第 二聚光透鏡和光電探測(cè)器；
[0011]所述第一聚光透鏡，用于接收并聚集發(fā)射天線發(fā)射的信號(hào)光束；
[0012] 所述第二聚光透鏡，用于接收并聚集所述第一聚光透鏡聚集后的信號(hào)光束；
[0013] 所述光電探測(cè)器，用于接收所述第二聚光透鏡聚集后的信號(hào)光束。
[0014] 優(yōu)選地，
[0015] 所述第一聚光透鏡的接收面積大于等于所述發(fā)射天線發(fā)送的信號(hào)光束到達(dá)所述 第一聚光透鏡時(shí)的光斑面積。
[0016] 優(yōu)選地，
[0017] 所述第二聚光透鏡的第一端面的面積大于等于所述第一聚光透鏡聚集后的信號(hào) 光束的偏移范圍；
[0018] 所述第二聚光透鏡的第二端面的直徑小于等于所述光電探測(cè)器的直徑。
[0019] 優(yōu)選地，
[0020] 所述第一聚光透鏡與所述第二聚光透鏡的第一端面平行；
[0021] 所述第一聚光透鏡的中心、所述第二聚光透鏡的第一端面的中心和所述光電探測(cè) 器的中心三者位于同一條直線；
[0022]所述第二聚光透鏡的第一端面與所述第一聚光透鏡之間的距離為所述第一聚光 透鏡的焦距。
[0023] 優(yōu)選地，
[0024] 所述第二聚光透鏡的側(cè)面涂覆第一反光材料。
[0025] 優(yōu)選地，
[0026] 所述第二聚光透鏡的第一端面邊緣延伸至所述第一聚光透鏡外周壁處設(shè)置有第 一遮光罩；
[0027] 所述第一遮光罩內(nèi)側(cè)涂覆第二反光材料；
[0028] 所述第一遮光罩外側(cè)為第一不透光材料。
[0029] 優(yōu)選地，
[0030] 所述第二聚光透鏡側(cè)面設(shè)置有第二遮光罩；
[0031] 所述第二遮光罩為第二不透光材料。
[0032] 優(yōu)選地，
[0033]所述第二聚光透鏡為圓臺(tái)形透鏡。
[0034] 優(yōu)選地，
[0035]所述第二聚光透鏡為球臺(tái)形透鏡。
[0036] 優(yōu)選地，
[0037]所述光電探測(cè)器為光電二極管。
[0038] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0039] 本發(fā)明提供的水下可見光通信接收天線裝置，利用第一聚光透鏡和第二聚光透鏡 相結(jié)合的優(yōu)良集光性能來進(jìn)行水下通信設(shè)備之間運(yùn)動(dòng)時(shí)的信號(hào)光束的接收。本發(fā)明可解決 接收光斑偏離光電探測(cè)器問題，能實(shí)現(xiàn)更好的接收效果，具有成本小、操作簡(jiǎn)單、聚光效果 好、利于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，很大程度的提高了接收機(jī)的接收角度，降低了水下可見光通信系統(tǒng)對(duì) 發(fā)射光束對(duì)準(zhǔn)性能的依賴。
【附圖說明】
[0040] 為了更清楚地說明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)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)這些附圖獲得其它的附圖。
[0041] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中在光電探測(cè)器前加一個(gè)普通聚光透鏡時(shí)接收光斑偏移的示意 圖；
[0042] 圖2為本發(fā)明提供的水下可見光通信接收天線裝置的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖； [0043]圖3為本發(fā)明提供的水下可見光通信接收天線裝置的實(shí)施例一中聚光光斑偏移的 示意圖；
[0044] 圖4為本發(fā)明提供的水下可見光通信接收天線裝置的實(shí)施例二的第一種結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0045] 圖5為本發(fā)明提供的水下可見光通信接收天線裝置的實(shí)施例二的第二種結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0046] 圖6為本發(fā)明提供的水下可見光通信接收天線裝置的實(shí)施例二中圓臺(tái)形透鏡的結(jié) 構(gòu)示意圖；
[0047] 圖7為本發(fā)明提供的水下可見光通信接收天線裝置的實(shí)施例三的第一種結(jié)構(gòu)示意 圖；
[0048]圖8為本發(fā)明提供的水下可見光通信接收天線裝置的實(shí)施例三的第二種結(jié)構(gòu)示意 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0049] 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(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本 發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(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，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0050] 實(shí)施例一：
[0051]參見圖2,該圖為本發(fā)明提供的水下可見光通信接收天線裝置實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示 意圖
[0052]本實(shí)施例提供的一種水下可見光通信接收天線裝置，包括:第一聚光透鏡100、第 二聚光透鏡200和光電探測(cè)器300;
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