[發(fā)明專利]一種基于矩陣照明的通信系統(tǒng)及全息波導天線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611240559.7
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106764555B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設計）人: 張宇寧;沈忠文;王萍;翁一士;劉奡
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F21K9/69
• 分類號: F21K9/69;F21V5/04;H05B33/08;F21Y115/10;F21Y115/15
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 彭雄

1.一種基于矩陣照明的通信明系統(tǒng)的全息波導天線，其特征在于：包括依次通過平板波導Wg連接的接收信號端Rx、調制信號端Mx和輸出信號端Ox，所述接收信號端Rx、調制信號端Mx和輸出信號端Ox均設置有全息光柵；

所述全息光柵的種類有S個，而每種全息光柵的布喇格角由全息光柵傾角和照明區(qū)域的分區(qū)的傾斜角得到；而平板波導Wg中的全反射角由全息光柵的布喇格角確定，輸出信號端Ox的輸出全息光柵的傾角由全反射角決定；

可見光光束以入射角度ξ_i，j入射進入接收信號端Rx，在接收信號端Rx的全息光柵處發(fā)生布拉格衍射，衍射光衍射角滿足全反射條件，在平板波導Wg中發(fā)生全反射現象，衍射光在平板波導Wg中傳播的全反射步長為S_{total-reflection}，而調制信號端Mx和輸出輸出信號端Ox的光柵長度不應小于S_{total-reflection}，全反射步長為S_{total-reflection}＝d_substrate/tan(π-2θ_bragg)，θ_bragg表示全息光柵的布拉格衍射角，d_substrate表示平板波導的厚度；

所述接收信號端Rx長度為L_receiver，寬度為W_receiver，該接收信號端Rx的接收端面積為S_receiver＝L_receiver×W_receiver；輸出信號端Ox長度為L_output，寬度為W_output，故輸出信號端Ox的輸出端面積為S_output＝L_output×W_output，該天線的接收信號增強倍數β：β＝S_output/S_receiver，而每個照明分區(qū)內天線的信號收集效率η為η＝S_receiver×D_VHG/(n_LEDs×d_LEDs)，式中，D_VHG為全息光柵的衍射效率，n_LEDs為矩陣照明系統(tǒng)中一塊透鏡對應的光源矩陣模塊中的LED數量，d_LEDs為相鄰兩顆LED之間的間距；D_VHG表示接收信號端的全息光柵衍射效率；

全息波導天線中的可見光傳播路徑為：接收信號端Rx收集光源陣列單元的出射光束，收集到的光束在平板波導Wg中以內全反射的方式傳播，調制信號端Mx對接收到的光信號進行第一次調制，并使光束的傳播方向發(fā)生偏轉；偏轉后的光束在平板波導Wg內經全反射傳播到達輸出信號端Ox。