[發明專利]一種無線光滑環

有效

• 申請號: 201410026825.0
• 申請日: 2014-01-21
• 公開（公告）號: CN103777284A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 馬建軍;衛斌;劉學;及永會;龍云澤
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十四研究所
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 歐陽波

技術領域

本發明屬于激光通信技術領域，涉及數據通信系統中的相對旋轉的連接器件，具體為一種無線光滑環。

背景技術

在數據通信系統中，有時信號要在相對旋轉的部件之間高速傳輸，需要旋轉連接結構以確保通信順暢，也相應地需要各種各樣的旋轉連接器件。用來傳輸電信號的接觸式旋轉連接器件稱為電滑環，用來傳輸高速光信號的旋轉器件稱為光纖滑環。但是電滑環通常通信速率較低，而且在高速條件下壽命較短，滿足不了系統長期使用的要求；而光纖滑環雖然通信速率較高，但對安裝精度和安裝條件的要求很高，因而成本較高，性價比高，難以普及使用。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述技術和方法的不足和缺點，提出了在旋轉端與固定端之間采用激光進行無線互連的一種無線光滑環，包括2個相同的光模塊，每個光模塊中封裝了光發射天線、光接收天線和轉換電路板，并有電路接口。電路接口可直接與業務電路板連接，插接有本無線光滑環的光模塊的固定端電路板和旋轉端電路板可通過激光無線旋轉互連。

本發明設計的一種無線光滑環包括兩個相同的光模塊，一個連接固定端的業務電路板，另一個連接旋轉端的業務電路板。

所述光模塊包括一塊安裝有一個發射光學天線和一個接收光學天線的轉換電路板，所述轉換電路板包括激光器驅動電路、探測電路和數據接口電路。發射光學天線和接收光學天線垂直安裝在轉換電路板上，二個天線通過管腳與轉換電路板相連。發射光學天線、接收光學天線和轉換電路板封裝在模塊封裝結構內，轉換電路板的電路接口凸出在模塊封裝結構外。

所述發射光學天線和接收光學天線的光軸位于旋轉端旋轉軸兩側，發射光學天線的光軸和接收光學天線的光軸與該旋轉軸平行，平行度小于0.5°。

所述發射光學天線包括勻光器件、激光器、發射光學天線封裝筒以及發射天線管腳。激光器封裝于發射光學天線封裝筒內，勻光器件嵌于發射光學天線封裝筒的頂端，勻光器件為毛玻璃或者微透鏡陣列，對出射光束擴束及勻束作用，勻光器件的中心線與激光器發光面的中心線重合。激光器下接的發射天線管腳從發射光學天線封裝筒底端伸出，與轉換電路板相連接。

所述激光器是發射1550nm、或者1310nm、或者850nm波長的激光器，發射功率為1～100mW。

所述勻光器件直徑為1～10mm，所述勻光器件和激光器發光面之間的距離為固定值，使光束發散并勻束發射出去，而且損失的光功率最小。發射光學天線發射的光束發散角為25°～45°。

所述接收光學天線包括濾光片、光電探測器、接收光學天線封裝筒和接收天線管腳。光電探測器封裝于接收光學天線封裝筒內，濾光片嵌于接收光學天線封裝筒的頂端，濾光片的中心線與光電探測器探測面的中心線重合。光電探測器下接的接收天線管腳從接收光學天線封裝筒底端伸出，與轉換電路板相連接。

所述發射光學天線封裝筒和接收光學天線封裝筒為圓筒，同一光模塊上的兩個天線封裝筒的筒壁相切，旋轉端的旋轉軸與二天線封裝筒筒壁相切的切線的距離為0～2mm。

所述光電探測器是接收1550nm、或者1310nm、或者850nm波長激光波段的光電探測器。

所述濾光片直徑為4.5～5.5mm，主要濾除本端發射光束的返回光束以及背景光。

所述接收光學天線接收光束的視場角為28°～32°。

發射光學天線封裝筒和接收光學天線封裝筒為金屬殼體，不但起著結構上的支撐作用，同時為其內的激光器或光電探測器散熱。

模塊封裝結構上有3～8個安裝孔，以將本無線光滑環的光模塊固定連接于固定端的業務電路板或旋轉端的業務電路板。

2塊本無線光滑環的光模塊分別經電路接口連接于旋轉端的業務電路板和固定端的業務電路板，2個光模塊之間的最小距離為10mm～100mm。

業務電路板所接光模塊的接收光學天線與對端的業務電路板所接光模塊的發射光學天線光軸的平行度不超過10°。其中一個光模塊的發射光學天線封裝筒和對端光模塊的接收光學天線封裝筒筒壁相切的切線之間的距離為0～4mm。