1 武汉工程大学光电信息与能源工程学院, 武汉
2 武汉工程大学光电子系统技术研究所, 武汉
为了提高近地层紫外通信系统性能, 研究具有轻量化、低成本、集成化以及高可靠度的收/发一体光学系统技术是关键问题之一。从设计近地层紫外通信收/发一体光学系统的角度出发, 首先简要介绍近地层紫外通信系统组成及工作原理, 然后着重分析论述近地层紫外通信收/发一体光学系统结构、材料以及装调技术, 最后在概述紫外通信光学系统国内外研究情况的基础上对近地层紫外通信收/发一体光学系统技术发展趋势进行了展望, 对近地层紫外通信收/发一体光学系统进一步研究具有一定的理论指导作用和意义。
近地层 紫外通信 收/发一体 光学系统 关键技术 near ground ultraviolet communication integrated receiving and transmitting optical system key technology
1 武汉工程大学 理学院, 武汉 430205
2 武汉工程大学 光电子系统技术研究所, 武汉 430205
针对紫外通信接收光学系统的特点和发展趋势，在共轴三反光学系统的基础上，提出了一种离轴三反紫外光学系统的设计方法，利用ZEMAX软件进行优化。设计出了一个焦距为998.192 mm、视场角不小于4°、F数为4的离轴三反光学系统。在50 lp/mm空间频率处传函达到0.4以上，接近衍射极限，全视场弥散斑控制在5 μm以内，同时克服了共轴三反存在的中心遮挡问题，提高了系统的像质。该系统设计满足相应技术要求，对紫外通信系统的成功研制具有重要作用和意义。
近地层 紫外通信 离轴三反系统 接收光学系统 设计 surface layer ultraviolet communication off-axial TMA system receiving optical system design 强激光与粒子束
2017, 29(10): 101002
1 武汉工程大学 光电子系统技术研究所, 湖北 武汉 430205
2 武汉工程大学 理学院, 湖北 武汉 430205
发射光学系统对近地层紫外通信系统的性能提高具有重要作用, 为此设计一种适用于近地层紫外通信的发射光学系统。通过分析、比较, 该系统采用卡塞格林结构形式, 主镜为抛物面, 次镜为双曲面, 在中紫外265 nm～270 nm、环境温度-60℃～60℃下工作。经过优化设计, 结果为: 系统焦距450 mm, 系统总长200 mm, 发射角2°, MTF值大于0.31, 工作温度稳定性良好。
近地层 紫外通信 卡塞格林结构 发射光学系统 设计 surface layer UV communication Cassegrain structure emission optical system design
重庆大学 光电技术及系统教育部重点实验室, 重庆 400030
为了提高紫外光通信系统的光功率利用率和降低该系统的误码率,提出了利用PPM和CRC码对紫外光通信系统进行研究的方法。主要是研究PPM调制和CRC码编码关键技术,包括PPM实现的方式、CRC算法的硬件实现、异步时钟域数据处理等。测试结果表明,设计的系统在数据传输速率为9.6 Kb／s时,采用CRC反馈重发纠错模式,可以使误码率可以降低到10-6,实现PPM和CRC码在紫外通信系统中的应用。
脉冲位置调制 循环冗余校验码 现场可编程门阵列 紫外通信 PPM CRC FPGA ultraviolet communication
军械工程学院 光学与电子工程系,河北 石家庄050003
自由空间大气是紫外光通信的信道,光在大气中的传输特性直接决定了通信的质量。研究紫外LED光辐射的大气传输特性,以辐射传输理论为基础,分析了Bouguer定律的缺陷,并提出了修正方案;在单次散射原理基础上对大气中直射和斜射散射光传输特性进行了详细推导,结合LED配光曲线得出紫外LED光的大气传输解析模型。研究结果为紫外自由空间光通信系统的设计提供参考。
紫外通信 Bouguer定律 传输特性 单次散射 UV communication principle of Bouguer propagation properties single scatter LED LED
军械工程学院 光学与电子工程系,河北 石家庄050003
紫外通信中大视场光学天线具有重要的作用和意义。在目前常用的复合抛物面聚光器(CPC)的基础上引入双反射面构成了一种新型光学天线。双反射面能够有效地滤除可见光和红外光。通过对双反射面进行理论推导和光线追迹,得到双反射面能够有效增加CPC视场的结论,最后应用TracePro软件对双反射面和CPC进行建模和仿真,对探测器接收面进行视场和照度分析,为进一步的优化提供了依据。
紫外通信 光学天线 双反射面 视场 辐照度 ultraviolet communication optical antenna two-surface reflection field of view illumination
军械工程学院 光学与电子工程系，河北 石家庄 050003
为了提高紫外通信系统中接收机探测信号的灵敏度和效率，设计光学天线增强对大气中微弱信号的收集能力。结合紫外光通信系统的实际工程背景，对光探测中的复合抛物面聚光器(CPC)进行旋转、平移、截顶和截底4种优化，并做了详细的计算、模拟与仿真；通过对不同优化方法的最大入射角、接收光通量效率以及入射角与采集率关系的计算分析，得出不同参数优化后的工程适用条件，即负向旋转法可用于视线直射远距通信，截底法适用于非视线散射近距通信，而截顶法可用来替换标准CPC并达到节约材料成本的目的。
紫外通信 复合抛物面聚光器(CPC) 最大入射角 优化设计 光通量效率 UV communication compound parabolic concentrator maximum incident angle optimized design flux efficiency
军械工程学院 光学与电子工程系,河北 石家庄050003
随着紫外光电器件的发展与成熟,紫外光通信作为一种新型的区域保密通信技术逐渐成为光学相关领域的研究热点。阐述了紫外光通信技术的原理,利用大气光学原理分析了紫外光大气传输的主要特性,结合目前国内外研究现状对比分析了紫外光大气传输特性的主要的理论模型和研究方法,并对紫外光大气传输特性研究的瓶颈和发展方向做了探究。
紫外通信 大气传输 单次散射 蒙特卡罗 离散坐标 ultraviolet communication atmospheric propagation single-scatter Monte Carlo discrete-ordinate
北京邮电大学 信息光子学与光通信研究院国家重点实验室, 北京 100876
基于紫外通信系统平台对应用于移动通信和光移动通信的调制方式开关键控(OOK)、脉冲位置键控(PPM),以及新兴的差分脉冲位置键控(DPPM),数字脉冲间隔调制(DPIM)进行了性能仿真,以OOK为基准,比较了四种调制方式的平均发射功率和需求带宽参数;同时对OOK、PPM和DPPM的调制解调方式进行改进和实现,无需进行字同步;基于搭建好的系统平台,实现了上述改进后四种调制方式的实现。
紫外通信 调制 UV communication modulation DPPM DPPM DPIM DPIM FIFO FIFO
重庆大学,光电技术及系统教育部重点实验室,重庆,400044
自由空间紫外光通信技术基于紫外线日盲特性,相对无线通讯技术具有灵活、难以截获、抗干扰性强、并具备一定的非视距通讯能力等诸多特点,在**通讯领域有着巨大的优越性.然而,紫外光通信的调制解调技术以及语音传输是整个系统的关键难点.通过对大气传输特性、光源发光特性的研究,研制出一套基于二进制移频键控(2FSK)方法的调制系统.可以对语音信号进行有效的调制.
大气传输特性 紫外通信 二进制移频键控 L6574
