[實用新型]無線激光供能反向數據傳輸系統

無效

• 申請號: 200720081903.2
• 申請日: 2007-11-06
• 公開（公告）號: CN201118595Y
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 蘇磊
• 申請（專利權）人: 桂林光比特科技有限公司
• 主分類號: H04B10/10
• 分類號: H04B10/10;H04B1/06
• 代理公司: 桂林市華杰專利事務所有限責任公司
• 代理人: 陸夢云

一、技術領域

本實用新型涉及一種以無線的形式用激光給遠端裝置提供能量的領域，特別是一種無線激光供能反向數據傳輸系統。

二、技術背景

目前，常用的能量轉換供能方式主要有太陽能、蓄電池、無線微波等。這些供能方法不足之處是：太陽能供能輸出易受外界環境溫度變化、季節變化等因素的影響，導致供能電源不穩定。蓄電池使用壽命比較短，如果接在電路的高壓側維護比較困難。無線微波供能，則有輻射、受電磁干擾、電路工作不穩定。上述的供能方法都不太適合給在高壓、強電磁干擾等惡劣環境中工作的電子電路提供電源，更不能在實現供能功能的同時實現終端數據信息的提取和反向傳輸。

三、實用新型內容

本實用新型的目的是為克服上述的不足，向社會提供一種不干擾其它電波，也不受任何無線電波的干擾、無輻射、環保、供能穩定、可靠的無線激光供能反向數據傳輸系統。

本實用新型包括激光供能模塊、反向數據傳輸模塊。所述的激光供能模塊是由紅外線激光器、1^#發射天線、光能會聚透鏡、1^#接收天線、高效光電轉換器組成。反向數據傳輸模塊是由信息處理模塊、1^#光端機、2^#發射天線、2^#接收天線、2^#光端機、信息終端組成。其特征是：激光供能模塊中的紅外線激光器通過光纖與1^#發射天線聯接、會聚透鏡置放在1^#發射天線和1^#接收天線之間，1^#發射天線壓縮發散角以1～3mrad的發散角將光能通過會聚透鏡定向發送給1^#接收天線，1^#接收天線配裝在會聚透鏡和高效光電轉換器之間，高效光電轉換器有兩個輸出端，一端是驅動電路工作；另一端接反向數據傳輸模塊的信息處理模塊，信息處理模塊接2^#光端機，2^#光端機接2^#發射天線、通過激光信息以空氣為媒介與2^#接收天線聯接，2^#光端機接在2^#接收天線和信息終端之間。

所述的1^#發射天線、2^#發射天線、1^#接收天線、2^#接收天線中配裝著發射光學會聚系統和接收光學會聚系統。發射光學會聚系統是由光纖接口、外殼、至少一塊以上的透鏡組成。其外殼的尾端配裝著光纖接口、透鏡與透鏡之間相隔1～100mm的距離固裝在外殼的內腔中。接收光學會聚系統是由光纖耦合口、外殼、兩塊透鏡組成。其外殼的尾端配裝著光纖耦合口、透鏡與透鏡之間相隔一定的距離固裝在外殼的內腔中。

工作時，紅外線激光器將激光信號通過光纖送入1^#發射天線、1^#發射天線壓縮發散角、以1～3mrad的發散角將光能定向發送給光能會聚系統、通過調整光能會聚透鏡在1^#發射天線和1^#接收天線之間距離、使1^#接收天線獲得最佳的會聚光能，1^#接收天線將接收到的光能耦合進一根多模光纖中，通過高效光電轉換器，將光能轉換成為相應功率的電能驅動電路工作；同時，反向數據傳輸模塊中的信息處理模塊將從高效光電轉換器中提取電能，將電壓、電流以及各種電信號數據信息，通過2^#光端機轉換成激光信息送給2^#發射天線、以空氣為媒介把激光信號發送給2^#接收天線，通過1^#光端機的處理、將激光信息轉換成數據信息送給信息終端，以便實現終端監控。

由于本實用新型是由無線激光供能模塊和反向數據傳輸模塊組成的，是將光能轉換成電能、實現遠程驅動，然后再將提取到的電信號轉換為光信號、轉換成數據信息進行遠程監控。其系統設計先進，抗干擾能力強，在高電壓、強電磁輻射的環境中運行穩定，光電轉換率高，數據傳輸可靠、精度高，無輻射、環保、安全，不僅適合電力系統以及民用電器產品，也適合技偵及監測系統。

四、附圖說明

1圖1為本實用新型連接結構示意圖；

2圖2為本實用新型發射光學會聚系統結構示意圖；

3圖3為本實用新型接收光學會聚系統結構示意圖。

五、具體實施方式

本實用新型包括激光供能模塊1、反向數據傳輸模塊2。所述的激光供能模塊1是由紅外線激光器7、1^#發射天線8、光能會聚透鏡9、1^#接收天線10、高效光電轉換器11組成。反向數據傳輸模塊2是由信息處理模塊12、2^#光端機13、2^#發射天線14、2^#接收天線15、1^#光端機16、信息終端17組成。所述的1^#發射天線8、2^#發射天線14中配裝著發射光學會聚系統8-1、14-1，在1^#接收天線10、2^#接收天線15中配裝著和接收光學會聚系統10-1、15-1。發射光學會聚系統8-1、14-1是由光纖接口3、外殼4、兩塊透鏡4-1、4-2組成。該外殼4的尾端配裝著光纖接口3，兩塊透鏡相隔1～100mm的距離固裝在外殼4的內腔中。接收光學會聚系統10-1、15-1是由光纖耦合口5、外殼6、兩塊透鏡6-1、6-2組成。該外殼6中的配裝著光纖耦合口5、兩塊透鏡6-1、6-2、相隔1～100mm的距離固裝在外殼的內腔中。紅外線激光器7將信號通過1^#發射天線8中的發射光學會聚系統8-1的光纖接口3，經兩個透鏡4-1、4-2的會聚、壓縮，以1～3mrad的發散角將光能定向發送給1^#接收天線10，光能會聚透鏡9設置在1^#發射天線和1^#接收天線10之間，通過調整光能會聚透鏡9在1^#發射天線8和1^#接收天線10之間距離，可以使1^#接收天線10獲得最佳的會聚光能。當1^#接收天線10中的接收光學會聚系統10-1的接收到光能時，經兩個透鏡6-1、6-2的會聚，獲得最佳的會聚光能，通過光纖耦合口5將光能傳送給高效光電轉換器11，高效光電轉換器11將光能轉換成為相應功率的電能驅動電路工作；同時，反向數據傳輸模塊2中的信息處理模塊12將從高效光電轉換器11中提取電能，將電壓、電流以及各種電信號數據信息，通過2^#光端機13轉換成激光信息，送給2^#發射天線14中的發射光學會聚系統14-1的光纖接口3、經發射光學系統14-1中的兩個透鏡4-1、4-2的會聚、壓縮，以1～3mrad的發散角，以空氣為媒介，把激光信號發送給2^#接收天線15，使2^#接收天線15接收到激光信號，經過接收光學系統15-1中的兩個透鏡6-1、6-2的會聚、壓縮，再通過該系統15-1的光纖耦合口5將信號耦合進一根多模光纖中，通過1^#光端機16的處理、將激光信息轉換成數據信息送給信息終端17，以便實現終端監控。調整發射光學系統中的透鏡4-1、4-2和接收光學會聚系統的透鏡6-1、6-2的距離，目的是會聚光能，這種調整工序是在生產產品過程中完成。