[發明專利]一種基于聲光復合的水下光通信捕獲裝置及方法

有效

• 申請號: 202011120544.3
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112422197B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 張軼群;張樂儀;張立中;孟立新;何一雄;王偉志
• 申請（專利權）人: 鵬城實驗室
• 主分類號: H04B10/80
• 分類號: H04B10/80;H04B10/50;H04B11/00;H04B13/02
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 溫宏梅

本發明公開了一種基于聲光復合的水下光通信捕獲裝置及方法，水下光通信捕獲裝置包括：裝置本體，裝置本體上設置有水聲器、激光組件以及控制器，水聲器和激光組件均與控制器通訊連接，激光組件用于接收外部通信裝置發射的第一激光光束。本發明中，水聲器用于定位外部通信裝置的位置信息，控制器根據位置信息確定掃描步距角，并控制激光組件按照掃描步距角掃描，直至捕獲到第一激光光束；利用水聲器對外部通信裝置進行聲學定位，克服了在水下遠距離光通信難以建立連接的缺陷，激光組件按照掃描步距角掃描，不必為了減少捕獲時間，擴大發射束散角，進而有效提升了光學天線增益，減少背景光影響，提高通信距離、通信質量和通信速率。

技術領域

本發明涉及水下光通信領域，尤其涉及一種基于聲光復合的水下光通信捕獲裝置及方法。

背景技術

隨著世界經濟的快速發展，發展海洋高新技術已經成為技術研究的重要方向，水下聲光通信技術作為現代海洋技術的技術，是海洋高新技術的主要組成部分。為了易于實現水下聲光通信的捕獲，目前普遍采用大視場角接收方案，由此導致通信天線增益非常低，背景光影響嚴重，光通信質量低。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的主要目的在于提供一種基于聲光復合的水下光通信捕獲裝置及方法，通過聲學定位和光學掃描結合，確定掃描步距角，激光組件按照掃描步距角捕獲外部通信裝置發送的第一激光光束，有效提升了光學天線增益，減少背景光影響，提高通信距離、通信質量和通信速率。

第一方面，本發明提供了一種水下光通信捕獲裝置，包括：

裝置本體、所述裝置本體上設置有水聲器、激光組件以及控制器，所述水聲器和所述激光組件均與所述控制器通訊連接，所述激光組件用于接收外部通信裝置發射的第一激光光束。

作為進一步的改進技術方案，所述水下光通信捕獲裝置還包括：設置在所裝置本體上的陀螺儀，所述陀螺儀與所述控制器通訊連接，所述激光組件還用于發射第二激光光束至外部通信裝置。

作為進一步的改進技術方案，所述激光組件包括：

反射單元、跟蹤單元和激光收發單元，所述反射單元和所述跟蹤單元轉動連接，所述激光收發單元沿接收光路設置在所述反射單元后方。

所述反射單元包括：

反射鏡和反射鏡框架，所述反射鏡框架與所述反射鏡固定連接，所述反射鏡框架與所述跟蹤單元轉動連接。

作為進一步的改進技術方案，所述跟蹤單元包括：

轉臺俯仰軸，所述轉臺俯仰軸與所述反射鏡框架轉動連接；

轉臺俯仰框架，所述轉臺俯仰框架與所述轉臺俯仰軸固定連接；

轉臺方位軸，所述轉臺方位軸與所述轉臺俯仰框架轉動連接。

作為進一步的改進技術方案，所述激光收發單元包括：

沿接收光路依次設置的望遠單元、分光鏡和CCD相機；以及沿發射光路設置在所述分光鏡前方的激光發射器。

作為進一步的改進技術方案，所述外部通信裝置與所述水下光通信捕獲裝置結構相同。

第二方面，本發明提供了一種水下光通信捕獲方法，所述水下光通信捕獲方法應用于上述的水下光通信捕獲裝置，包括：

獲取外部通信裝置的位置信息；

根據所述位置信息確定掃描步距角；

基于所述掃描步距角接收所述外部通信裝置發射的第一激光光束。

作為進一步的改進技術方案，所述水下光通信捕獲方法還包括：