[發明專利]一種基于檢測反饋控制的共振波束通信裝置

有效

• 申請號: 201911001138.2
• 申請日: 2019-10-21
• 公開（公告）號: CN110855356B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 熊明亮;劉慶文;鄧浩;張清清;白云峰;李皓
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H04B10/11
• 分類號: H04B10/11;H04B10/90
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

本發明涉及一種基于檢測反饋控制的共振波束通信裝置，該裝置包括共同構成自由空間共振腔的主機和從機，所述的從機內設有第二逆反射器所述的主機包括第一逆反射器、功率放大器和信號處理模組，所述的信號處理模組包括依次連接的分束器、探測器、信號處理器和調制器，所述的第一逆反射器、功率放大器、分束器和調制器依次沿共振波束路徑設置，所述的探測器接收分束器從主機和從機之間共振波束中按設定比例分出的樣本光束并輸出電信號，信號處理器接收探測器輸出的電信號以及攜帶信息的輸入信號向調制器發送控制信號。與現有技術相比，本發明具有超高速率通信、可移動性和安全性高等優點。

技術領域

本發明涉及光共振波束的高速通信領域，尤其是涉及一種基于檢測反饋控制的共振波束通信裝置。

背景技術

現在5G通信的目標是達到ms級延時、上百的設備連接、數十Gbps的峰值速率，其相應的載波頻率在幾十GHz。然而，在5G之后的需求可能會更高。據稱，實現一個人的高清晰全息投影所需的傳輸速率將達到4.62Tbps，這就需要載波達到THz以上級別。這種情況下，現有的5G技術已難以滿足。另一方面，常規的無線通信方法中，在空中傳播的電磁輻射功率需要被限定在安全范圍。因此，常規無線通信接收機所接收到的功率具有一個較低的上限，根據香農理論，這將導致信道容量限制在一個較低的水平，難以滿足5G之后的應用需求。

中國發明專利201711063529.8公開的基于分布式光學諧振腔的無線通信裝置實現了通信的功能，該專利描述了在分布式光學共振腔的結構上實現通信的調制、接收、光路控制等器件和方法。中國發明專利申請號201811209197.4公開的一種基于諧振光束的攜能通信裝置，該專利描述了基于分布式光學共振腔的能量和信息的協同傳輸的系統結構、調制方法、能量和信息分路模塊的電路等，但是以上兩個專利無法消除高速調制帶來的回波干擾等問題。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于檢測反饋控制的共振波束通信裝置。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于檢測反饋控制的共振波束通信裝置，該裝置包括共同構成自由空間共振腔的主機和從機，所述的從機內設有第二逆反射器所述的主機包括第一逆反射器、功率放大器和信號處理模組，所述的信號處理模組包括依次連接的分束器、探測器、信號處理器和調制器，所述的第一逆反射器、功率放大器、分束器和調制器依次沿共振波束路徑設置，所述的探測器接收分束器從主機和從機之間共振波束中按設定比例分出的樣本光束并輸出電信號，信號處理器接收探測器輸出的電信號以及攜帶信息的輸入信號向調制器發送控制信號。

所述的第一逆反射器和第二逆反射器為對光波、太赫茲電磁波進行逆向反射的貓眼反射器、遠心貓眼反射器或角反射器及其陣列，或者為對微波、射頻波進行逆向反射的方向回溯天線陣列。

所述的主機還包括設置在分束器與調制器之間共振波束路徑上的延時器，用以增加從分束器向調制器方向共振波束的傳播速度，使得分束器分出的樣本光束經轉化成控制信號后到達調制器的時間與分束后的共振光束到達調制器的時間一致。

所述的主機還包括設置在分束器與調制器之間共振波束路徑上的多個反射鏡，通過增加分束后的共振光束的傳播路程延長到達調制器的時間，使得分束器分出的樣本光束經轉化成控制信號后到達調制器的時間與分束后的共振光束到達調制器的時間一致。

所述的信號處理器包括除法器和轉換與驅動器，所述的探測器、除法器、轉換與驅動器以及調制器依次連接。

所述的第一逆反射器由相互平行設置的第一反射鏡和第一透鏡構成，所述的第一反射鏡與第一透鏡的內側焦平面重合設置，所述的功率放大器設置在第一透鏡的外側光瞳位置處，為實現波束準直，所述的主機內設有由第二透鏡和第三透鏡構成的準直腔，所述的信號處理模組設置在準直腔內。