[發明專利]一種基于光聲現象的無線保密通信系統及方法

在審

• 申請號: 202011477180.4
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112671472A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 李紅衛;左康;趙飛;梅雪松
• 申請（專利權）人: 西安飛機工業（集團）有限責任公司;無錫超通智能制造技術研究院有限公司
• 主分類號: H04B10/85
• 分類號: H04B10/85;H04B10/11;H04B10/50;H04B10/516
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發明公開了一種基于光聲現象的無線保密通信系統及方法，包括主動發送系統和被動發送系統，所述主動發送系統包括第一信號編碼器、第一激光器、第一光聲器件和第一信號譯碼器；所述被動發送系統包括第二信號編碼器、第二激光器、第二光聲器件、第二信號譯碼器、分光鏡組、光電器件、調姿機構和調姿控制器；所述第二激光器安裝在所述調姿機構上。主動發射端發射載有信號的激光束，通過被動發射端的光聲器件轉化為電信號，同時被動發射端通過測量主動發射端的激光束位姿，獲得應答激光束發射角，完成信號應答。本發明利用光聲原理，降低對激光束入射角度的要求，并通過測量入射光束，獲得入射角，從而準確反饋信息，從而實現低成本的近場保密通信。

技術領域

本發明屬于無線保密通信技術領域，具體涉及一種基于光聲現象的無線保密通信系統及方法。

背景技術

隨著機器人、智能化技術的不斷推廣應用，無線通信技術在制造業應用逐漸廣泛。特別是移動機器人，為在工作過程中進行通信，不得不采用無線通信方式。而在有保密要求的場景中，嚴禁現有的WIFI等無線或近場通信方式，避免電磁通信方式造成信息泄露。目前，為實現兩個設備在保密場景中的通信，通常采用物理隔離的方式，如安全鉸鏈設備等。上述方式復雜，價格昂貴，效率低下，存在難以進行實時信息通信等缺點，因此在應用中有諸多不便。

無線激光通信又被稱為FSO(Free Space Optical，自由空間光通信)，是一種以自由空間為傳輸信道的通信方式，具有高碼率、高帶寬、靈活等優點。無線激光通信以激光束作為信息載體，不使用光纖等有線信道的傳輸介質，是一種優良的無線通信方式。然而，無線激光通信具有對激光指向性的要求較高，對激光功率的要求高，成本高的問題。降低對激光指向性和激光能量的要求，是實現激光通信低成本的有效途徑。

發明內容

本發明針對現有保密場景網絡隔離、禁用電磁通信的難題，提供了一種基于光聲現象的無線保密通信系統及方法，能夠降低成本，提高通信實時性。

為了解決上述技術問題，本發明通過以下技術方案予以實現：

一種基于光聲現象的無線保密通信系統，包括主動發送系統和被動發送系統，所述主動發送系統包括第一信號編碼器、第一激光器、第一光聲器件和第一信號譯碼器；所述被動發送系統包括第二信號編碼器、第二激光器、第二光聲器件、第二信號譯碼器、分光鏡組、光電器件、調姿機構和調姿控制器；所述第二激光器安裝在所述調姿機構上；所述第一信號編碼器和所述第二信號編碼器用于將數字信號編碼為激光信號；所述第一激光器用于發射所述第一信號編碼器編碼的激光信號；所述分光鏡組用于對所述第一激光器發射的激光信號進行分光，分光為第一激光信號和第二激光信號；所述第二光聲器件用于接收第一激光信號，并將第一激光信號轉換為電信號；所述第二信號譯碼器用于接收所述第二光聲器件轉換得到的電信號，并將該電信號進行解密，用于后端通信；所述光電器件用于接收第二激光信號，并根據第二激光信號檢測所述第一激光器發射的激光的入射角度信號；所述調姿控制器用于接收所述光電器件檢測得到的入射角度信號，并根據入射角度信號控制所述調姿機構動作，使所述第二激光器發射的激光與所述第一激光器發射的激光平行；所述第二激光器用于發射所述第二信號編碼器編碼的激光信號；所述第一光聲器件用于接收所述第二激光器發射的激光信號，并將該激光信號轉換為電信號；所述第一信號譯碼器用于接收所述第一光聲器件轉換得到的電信號，并將該電信號進行解密，用于后端通信。

進一步地，所述被動發送系統還包括窄帶透光鏡，所述窄帶透光鏡位于所述第一激光器與所述分光鏡組之間，所述窄帶透光鏡用于對所述第一激光器發射的激光進行選通。

進一步地，所述被動發送系統還包括第二底座，所述第二信號編碼器、所述第二光聲器件、所述第二信號譯碼器、所述分光鏡組、所述光電器件、所述調姿機構和所述調姿控制器均安裝在所述第二底座上，且所述窄帶透光鏡、所述分光鏡組和所述第二光聲器件依次沿著所述第一激光器發射激光的方向布置，所述光電器件位于所述分光鏡組的一側。