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乘员舱大角度飞行时间相机的设计与验证
1
作者 吴凤占 周可 《汽车工程师》 2024年第3期35-42,共8页
针对汽车乘员舱飞行时间(TOF)相机可视角度小、无法兼顾前排所有成员等问题,提出一种TOF相机设计方案,通过热设计仿真的方式解决了TOF相机的散热问题,并通过对TOF相机镜头的光学设计与仿真,有效扩大了相机的视场角(FOV),同时进行了完整... 针对汽车乘员舱飞行时间(TOF)相机可视角度小、无法兼顾前排所有成员等问题,提出一种TOF相机设计方案,通过热设计仿真的方式解决了TOF相机的散热问题,并通过对TOF相机镜头的光学设计与仿真,有效扩大了相机的视场角(FOV),同时进行了完整的设计验证试验,结果表明,该系统完整实现了TOF相机的功能,并可以大角度视场覆盖车内前排乘员,且满足车规级性能要求。 展开更多
关键词 飞行时间相机 视场角 高功率垂直腔面发射激光器
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Recent progress in wide field-of-view optical receivers 被引量:3
2
作者 LI GuangYuan CAI Lin XU AnShit 《Chinese Science Bulletin》 SCIE EI CAS 2009年第20期3618-3622,共5页
The wide field-of-view(FOV) optical receiver has many advantages in optical wireless communication,sensing and detection.However,the FOV is limited by some tradeoffs of the receiver's components employing conventi... The wide field-of-view(FOV) optical receiver has many advantages in optical wireless communication,sensing and detection.However,the FOV is limited by some tradeoffs of the receiver's components employing conventional optical devices.Furthermore,present mechanisms to extend the FOV are not effective.To realize the wide FOV receiver effectively,we propose surface plasmon polaritons(SPPs) as the potential candidate.Two examples are presented to lively illustrate SPPs' striking power to offer unexpected solutions to conventional problems.It is shown that unusual conditions should be explored to make use of SPPs under some circumstances.Excitations of localized SPPs,which are independent of the incidence angle,are suggested as the mechanism for the wide FOV receiver.Some progress in the optimization of SPPs' excitation at oblique incidence is also reported. 展开更多
关键词 光学接收器 宽视场 表面等离子体 光无线通信 许可证 光接收机 光学器件 接收视场
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微透镜阵列的合成孔径成像激光雷达收发光学系统
3
作者 高龙 李显杰 +5 位作者 安超 欧宗耀 王佩斯 宋子奇 陶宇亮 吴谨 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期204-214,共11页
为解决合成孔径成像激光雷达受制于相干天线定理的问题,扩大成像视场,提高相干收发光学系统效率,提出并研制了基于4×4尾纤式微透镜阵列接收的相干收发光学系统,建立了全视场光学系统耦合效率计算模型,完成了高精度的收发光学系统... 为解决合成孔径成像激光雷达受制于相干天线定理的问题,扩大成像视场,提高相干收发光学系统效率,提出并研制了基于4×4尾纤式微透镜阵列接收的相干收发光学系统,建立了全视场光学系统耦合效率计算模型,完成了高精度的收发光学系统集成装调及系统光学效率测试。结果表明:发射链路与16路接收链路的光轴最优偏差优于4″,中心视场光学系统效率优于73.1%,全视场光学系统效率优于65.5%,可满足激光雷达成像试验要求。 展开更多
关键词 合成孔径成像激光雷达 收发光学系统 微透镜阵列 全视场 光轴偏差 耦合效率
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大视场激光接收机设计 被引量:4
4
作者 陈胜石 欧秋晔 +4 位作者 高玮 杜高社 纪明 卜英华 何玉兰 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1051-1055,共5页
介绍激光指令制导和激光驾束制导的大视场激光接收机的设计原理,给出接收光场的数学模型,由斜入射平行光的衍射光场推出探测光学系统的视场角公式,根据1064nm大视场激光接收机技术要求,以聚光物镜型探测光学系统为例,探讨接收光学系统... 介绍激光指令制导和激光驾束制导的大视场激光接收机的设计原理,给出接收光场的数学模型,由斜入射平行光的衍射光场推出探测光学系统的视场角公式,根据1064nm大视场激光接收机技术要求,以聚光物镜型探测光学系统为例,探讨接收光学系统既须具备特大相对孔径,又须具备无晕接收性能的设计特点,采用窄带干涉滤光镜进行光学滤波降噪。给出一种适用于高重频(200kHz)工作的低噪声放大器的设计实例,介绍了低噪声放大电路的设计原理。测试结果表明:设计的大视场激光接收机的接收视场角≥±10°,、动态范围≥40dB,当放大器输出信号信噪比等于4时接收灵敏度Pmin=5.38×105W。 展开更多
关键词 激光制导 激光接收机 视场 无晕接收 低噪声放大
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基于BD预编码的多用户MIMO室内可见光通信系统 被引量:23
5
作者 洪阳 陈健 王子雄 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1277-1282,共6页
针对多用户室内可见光系统,提出了基于预编码算法的多用户多入多出系统模型,通过对发送信号的预处理,在发送端将多用户干扰消除,从而有效降低用户终端的复杂度和功耗.基于4×[2,2]的室内多用户多入多出可见光通信系统,分析了块对角... 针对多用户室内可见光系统,提出了基于预编码算法的多用户多入多出系统模型,通过对发送信号的预处理,在发送端将多用户干扰消除,从而有效降低用户终端的复杂度和功耗.基于4×[2,2]的室内多用户多入多出可见光通信系统,分析了块对角化预编码算法在室内可见光系统中的局限,并提出了相应的解决方案,即同一用户终端的不同光接收机采用不同的视场角.分析了用户终端的位置对系统信噪比、误码率性能的影响.数值模拟结果表明,当单个发光二极管芯片的发射功率为10mW时,在室内大部分区域,系统在100Mb/s的传输速率下能够达到10-6左右的误码率性能. 展开更多
关键词 可见光通信 白光二极管 多用户多入多出 块对角化预编码 视场角
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多次散射激光雷达接收信号的模拟 被引量:10
6
作者 杜竹峰 卢益民 +1 位作者 杨宗凯 黄铁侠 《量子电子学报》 CAS CSCD 1998年第5期503-508,共6页
MonteCarlo方法模拟多次散射激光雷达接收信号是一种经典方法,但这种方法的最大缺点是计算时间很长.为提高计算效率,本文在传统的半解析MonteCarlo方法的基础上,使用Henyey-Greenstein函数的修正公式来表示散射相位函数,计算出每... MonteCarlo方法模拟多次散射激光雷达接收信号是一种经典方法,但这种方法的最大缺点是计算时间很长.为提高计算效率,本文在传统的半解析MonteCarlo方法的基础上,使用Henyey-Greenstein函数的修正公式来表示散射相位函数,计算出每个散射点处光子不发生进一步散射而直接到达接收机的概率.模拟结果显示,一、二、三次散射起主要作用,但随着海水衰减系数和接收机视场角的增大,高次散射对激光雷达的接收信号的作用也越来越强. 展开更多
关键词 激光雷达 接收信号 多次散射 接收机视场角
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大气光通信PAT子系统指标初步设计分析 被引量:7
7
作者 唐涛 熊辉 +1 位作者 魏急波 庄钊文 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2002年第3期280-282,共3页
分析了跟踪角速度、功率、跟踪精度等因素对大气激光通信系统中瞄准、捕获和跟踪子系统参数选择的影响 ,给出了波束发散角、扫描角范围、接收视场等主要参数的选择原则 ,对地面终端光通信系统设计背景提出了瞄准、捕获和跟踪子系统的相... 分析了跟踪角速度、功率、跟踪精度等因素对大气激光通信系统中瞄准、捕获和跟踪子系统参数选择的影响 ,给出了波束发散角、扫描角范围、接收视场等主要参数的选择原则 ,对地面终端光通信系统设计背景提出了瞄准、捕获和跟踪子系统的相应指标。 展开更多
关键词 大气光通信 瞄准 捕获 跟踪 波束发散角 接收视场
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激光雷达视场角的研究 被引量:6
8
作者 卢益民 杜竹峰 +1 位作者 黄铁侠 杨宗凯 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 1999年第1期46-50,共5页
在激光雷达的研究中,接收机视场角是一个非常重要的参数。作者利用一种改进的半解析MonteCarlo方法对激光雷达接收信号进行了模拟。在作者的模拟中,采用HenyeyGrenstein函数的修正公式、加入权值以及放宽... 在激光雷达的研究中,接收机视场角是一个非常重要的参数。作者利用一种改进的半解析MonteCarlo方法对激光雷达接收信号进行了模拟。在作者的模拟中,采用HenyeyGrenstein函数的修正公式、加入权值以及放宽判决门限等方法来增进光子的利用效率。由计算结果可以看出,不同的接收机视场角使得接收信号波形有很大的差异。通过分析,我们认为接收机视场角FOV=20~30mrad时能够获得较佳的接收信号。 展开更多
关键词 激光雷达 接收机视场角 多次散射 接收信号波形
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海水衰减系数的多角度后向散射测量技术研究 被引量:5
9
作者 石晟玮 王江安 +1 位作者 蒋兴舟 马治国 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期417-420,共4页
提出了一种基于后向散射式激光雷达方程的海水衰减系数现场快速测量方法。该方法通过接收角度的调整,得到不同距离、不同散射角度下的水体散射光信号,并根据由后向散射式激光雷达方程推导出的衰减系数公式计算测量水域的衰减系数。实验... 提出了一种基于后向散射式激光雷达方程的海水衰减系数现场快速测量方法。该方法通过接收角度的调整,得到不同距离、不同散射角度下的水体散射光信号,并根据由后向散射式激光雷达方程推导出的衰减系数公式计算测量水域的衰减系数。实验结果表明,采用多角度后向散射测量的方法得到的水体衰减系数的测量误差可控制在8%以内,且由实验结果的误差分析可知,随着系统与计算方法的改进,系统的测量误差可得到进一步减小。 展开更多
关键词 海水衰减系数 后向散射 现场测量 接收视场
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移动大气激光通信中接收视场角的研究与分析 被引量:2
10
作者 温涛 魏急波 马东堂 《红外技术》 CSCD 北大核心 2003年第5期60-62,共3页
在移动大气激光通信中 ,通常采用信号光和信标光来完成信号的捕获、跟踪、定位以及通信。畅通的通信链路以及稳定的接收信号对通信的建立是至关重要的。如何计算信号、信标光的接收视场角的大小 ,是决定链路能否畅通 ,接收信号能否稳定... 在移动大气激光通信中 ,通常采用信号光和信标光来完成信号的捕获、跟踪、定位以及通信。畅通的通信链路以及稳定的接收信号对通信的建立是至关重要的。如何计算信号、信标光的接收视场角的大小 ,是决定链路能否畅通 ,接收信号能否稳定的重要因素。对移动大气激光通信中接收视场角的设计进行了研究和分析 ,并根据大气激光通信传输方程和黑体辐射理论提出了一种计算移动大气激光通信中信号信标光发射接收视场大小的方法 。 展开更多
关键词 移动大气激光通信 接收视场角 信号光 信标光 传输方程 黑体辐射
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均匀分割视场的多窗口激光告警接收头设计 被引量:1
11
作者 田二明 张记龙 +1 位作者 王志斌 李世伟 《中北大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2013年第3期306-309,327,共5页
多窗口激光告警接收机结构形状直接决定其探测入射激光视场范围及方位角的分辨能力,提出了一种基于三角形窗口和梯形窗口组合使用的多窗口激光告警接收头设计方法,理论上分析了该种方法均匀分割探测视场空间的原理,并设计了基于6个三角... 多窗口激光告警接收机结构形状直接决定其探测入射激光视场范围及方位角的分辨能力,提出了一种基于三角形窗口和梯形窗口组合使用的多窗口激光告警接收头设计方法,理论上分析了该种方法均匀分割探测视场空间的原理,并设计了基于6个三角型窗口和6个梯形窗口的半球形激光告警接收头.样机试验结果表明,该接收头可以将半球视场均匀分割为36个视场区,每个视场区均为俯仰角30°,方位角30°. 展开更多
关键词 激光告警 视场 均匀分割 梯形探测窗口 三角形探测窗口
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离焦对激光通信接收视场的影响分析 被引量:2
12
作者 许燚赟 董科研 +2 位作者 安岩 朱天元 颜佳 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期822-831,共10页
为了降低自由空间激光通信中对准难度,本文提出了采用离焦的方法以增大接收视场角。以满足通信所需最低能量(-35 d Bm)为基准,理论推导了探测器接收能量、接收视场角(FOV)、离焦接收能量及离焦量之间的相互关系,并通过Matlab仿真,分析... 为了降低自由空间激光通信中对准难度,本文提出了采用离焦的方法以增大接收视场角。以满足通信所需最低能量(-35 d Bm)为基准,理论推导了探测器接收能量、接收视场角(FOV)、离焦接收能量及离焦量之间的相互关系,并通过Matlab仿真,分析对比了离焦接收能量和离焦量对接收视场角的影响。结果显示,当离焦量为0.5 mm时,离焦接收能量从-20.9 d Bm提高到-4.1 d Bm,接收视场角能增大0.27 mrad;当离焦接收能量为-4.1 d Bm时,离焦量从0.2 mm扩大到1.0 mm,视场角能增大1.75 mrad。通过对比表明,提高离焦接收能量以及扩大离焦量都可以增加接收视场角,且扩大离焦量的效果相对比较明显,这对后续离焦系统的设计提供了理论指导依据。 展开更多
关键词 激光通信 离焦 视场角 离焦接收能量
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基于可见光通信的菲涅尔透镜研究 被引量:2
13
作者 李文阳 孙晓红 +2 位作者 刘薇 张琳 郭敏强 《光通信技术》 北大核心 2015年第10期30-32,共3页
概述了可见光通信技术的优势、应用及关键技术,介绍了采用菲涅尔透镜作为可见光通信系统接收透镜的原因,对菲涅尔透镜进行了设计与仿真,选择了合适的高集光度和大视场角的菲涅尔透镜作为可见光通信系统的接收天线。
关键词 可见光通信 接收天线 菲涅尔透镜 高集光度 大视场角
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二级级联式室内可见光通信光学接收天线设计 被引量:1
14
作者 张逸伦 蓝天 +2 位作者 高明光 赵涛 沈振民 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第16期238-243,共6页
针对室内可见光通信系统的传统光学接收天线无法同时满足高增益和大视场的问题,设计了一种二级级联式光学天线.通过分析信噪比、通信速率与接收天线视场角的关系,发现视场角为40?—60?的光学天线最适用于室内可见光通信系统.通过光学仿... 针对室内可见光通信系统的传统光学接收天线无法同时满足高增益和大视场的问题,设计了一种二级级联式光学天线.通过分析信噪比、通信速率与接收天线视场角的关系,发现视场角为40?—60?的光学天线最适用于室内可见光通信系统.通过光学仿真软件Trace Pro的模拟及计算,给出了所设计的二级级联式光学天线的增益随信号光入射角的变化关系.结果表明,相较于传统接收天线,二级级联式光学天线具有更好的光学性能,视场角为菲涅耳透镜单独接收时的4倍.利用Matlab对二级级联式光学天线竖直向上时的接收功率分布进行仿真,结果显示探测器接收到的信号功率提升效果明显,平均值较直接探测时增大了7 d Bm,进一步证实该二级级联式光学天线适用于室内可见光通信系统. 展开更多
关键词 室内可见光通信 二级级联式光学接收天线 视场 增益
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激光主动探测拼接光学系统的装调设计 被引量:1
15
作者 李慧珍 刘张飞 +5 位作者 王国聪 张永安 崔洁 李旭东 米建军 宋亚民 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期879-884,共6页
介绍由两组视场为8°×6°的光学系统在水平方向拼接为视场不小于15°×6°的探测接收系统。为保证其在整个探测视场范围内的视场拼接质量和角定位精度,对该探测接收系统的装调方法及流程进行了详细设计,对各... 介绍由两组视场为8°×6°的光学系统在水平方向拼接为视场不小于15°×6°的探测接收系统。为保证其在整个探测视场范围内的视场拼接质量和角定位精度,对该探测接收系统的装调方法及流程进行了详细设计,对各装调步骤的精度指标进行了分配。重点针对折转光路的光轴平行性、分辨率以及视场拼接的装调方法及要点进行阐述。通过对各装调步骤的精度进行严格控制,最终探测接收系统的测试结果为:焦距f′=52.7 mm、视场15.2°×6.2°,达到设计指标要求。 展开更多
关键词 探测接收系统 视场拼接 折转光路
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室内MIMO ACO-OFDM可见光通信系统接收机设计 被引量:15
16
作者 张琦 岳殿武 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期210-219,共10页
设计了一种在室内可见光MIMO通信系统(MIMO-VLC)中使用具有两个不同视场角(FOV)的光电二极管(PD)的角度分集光接收机(2FOV-ADR),其兼具两个不同视场角的接收机(2-FOV)和传统角度分集接收机(ADR)的优点,实现了更优的接收性能。对将LED灯... 设计了一种在室内可见光MIMO通信系统(MIMO-VLC)中使用具有两个不同视场角(FOV)的光电二极管(PD)的角度分集光接收机(2FOV-ADR),其兼具两个不同视场角的接收机(2-FOV)和传统角度分集接收机(ADR)的优点,实现了更优的接收性能。对将LED灯用作数据发射器的典型室内可见光通信场景进行仿真,结果表明,2FOV-ADR均衡器输出端的最小信噪比(minSNR)要高于2-FOV接收机和传统ADR,实现了室内97%的位置的minSNR在45 dB以上,相比于前两种接收机,这一比例分别提高了96%和32%。最后,对使用非对称限幅光正交频分复用(ACO-OFDM)作为调制方案的系统,计算总误码率(BER),给出了迫零和最小均方误差均衡器的结果。结果表明,对于所考虑的室内位置,2FOV-ADR都具有最低的误码率。 展开更多
关键词 光通信 角度分集接收机 视场角 最小信噪比 误码率
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基于表面等离子激元的自由空间广角接收机研究 被引量:1
17
作者 蔡琳 李光元 徐安士 《China Communications》 SCIE CSCD 2009年第3期53-59,76,共8页
广角光接收机能够接收来自空间各个方向的信号光,大大降低了自由空间光通信系统对准、跟踪和捕获的复杂度,在未来无线光通信系统中有着广阔的应用前景。然而,当它采用传统光器件来实现时,其视场角会受到各种制约而很难扩展。本文提出采... 广角光接收机能够接收来自空间各个方向的信号光,大大降低了自由空间光通信系统对准、跟踪和捕获的复杂度,在未来无线光通信系统中有着广阔的应用前景。然而,当它采用传统光器件来实现时,其视场角会受到各种制约而很难扩展。本文提出采用表面等离子激元的方法来实现空间光的广角接收,并提出了一种等离激元波纹喇叭结构,它能突破衍射极限,打破传统器件的种种制约,并且能在相对较宽的角度范围内获得较强的增益。我们对相关的原理和设计方法都做了详细的讨论。 展开更多
关键词 广角 空间光接收机 表面等离子激元
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分集阵列式水下激光通信光学接收天线设计 被引量:11
18
作者 贺锋涛 石文娟 +1 位作者 朱云周 张建磊 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期33-39,共7页
针对水下无线激光通信系统中对准困难的问题,提出了一种分集阵列式光学接收天线,在光学设计软件Zemax中分别设计出了复合光学接收天线和分集阵列式光学接收天线的光学结构,分析了复合光学接收天线和分集阵列式光学接收天线的视场角、聚... 针对水下无线激光通信系统中对准困难的问题,提出了一种分集阵列式光学接收天线,在光学设计软件Zemax中分别设计出了复合光学接收天线和分集阵列式光学接收天线的光学结构,分析了复合光学接收天线和分集阵列式光学接收天线的视场角、聚光效率以及光源移动范围,并且通过实验和Matlab仿真给出两种光学接收天线的聚光效率随光源径向移动范围和光源入射角的关系,结果表明:当光源尺寸10 mm时,复合光学接收天线的聚光效率是0.06%,接收视场角是±6°,光源径向移动范围是±6 mm;分集阵列式光学接收天线的聚光效率是0.06%,接收视场角是±16°,光源径向移动范围是±22 mm。因此分集阵列式光学接收天线更适用于水下激光通信系统。 展开更多
关键词 水下无线激光通信 分集阵列式光学接收天线 视场角 聚光效率
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激光引信收发视场测试及数据处理 被引量:2
19
作者 施智勇 忻云龙 徐方 《计算机测量与控制》 2019年第2期29-33,共5页
要批量生产导弹激光引信,就要快速测试激光引信的各种测量参数;使用通常方法,完成各项测试所需时间较长,不利于批量生产激光引信产品;为了快速获得发射视场与接收视场的各项测量参数,针对采用宽光束的激光引信,采用激光引信收发视场的... 要批量生产导弹激光引信,就要快速测试激光引信的各种测量参数;使用通常方法,完成各项测试所需时间较长,不利于批量生产激光引信产品;为了快速获得发射视场与接收视场的各项测量参数,针对采用宽光束的激光引信,采用激光引信收发视场的一次测量,根据所得测试数据,进行数据处理的方法;由测试数据可以计算出收发视场的匹配系数,并推导了在已知目标反射率和面积情况下,计算引信作用距离随视野分布所用的公式,可以避免实际测量带来的耗时;通过的实验验证,发现理论计算值基本与实际测量值的误差较小,可以认为它们基本相同;利用该计算方法可以在实验室测试引信收发组件后,快速计算出每套引信窗口的作用距离曲线,可以避免和减少实物测试的麻烦。 展开更多
关键词 激光引信 收发视场 视场匹配系数
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基于室内可见光通信技术的新型两级光学接收天线设计与分析 被引量:2
20
作者 彭星 孔令豹 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期96-106,共11页
针对室内可见光通信系统的应用需求,设计了一种新型两级光学接收天线.根据复合抛物面聚光器光学增益随视场增大而减小的聚光特性,将复合抛物面聚光器截面基准曲线旋转设计得到具有一定旋转角与厚度的透镜壁复合抛物面聚光器.进一步结合... 针对室内可见光通信系统的应用需求,设计了一种新型两级光学接收天线.根据复合抛物面聚光器光学增益随视场增大而减小的聚光特性,将复合抛物面聚光器截面基准曲线旋转设计得到具有一定旋转角与厚度的透镜壁复合抛物面聚光器.进一步结合透镜壁复合抛物面聚光器和半球透镜的优势设计了一种新型两级光学接收天线,在增益保持的情况下视场角增大了近20~?.在一个5 m×5 m×3 m的空旷房间,通过Trace Pro建立光学天线的分析模型,Matlab软件对室内可见光通信系统进行信道建模.计算结果表明,采用这种新型两级光学接收天线,与直接接收的情况相比,平均接收功率增幅为757.2%,是复合抛物面聚光器的5.62倍;信噪比平均值增幅为28.07%,是复合抛物面聚光器的1.67倍;光学增益为11.49,是复合抛物面聚光器的2.81倍.且光斑半径仅为2.5 mm,较复合抛物面聚光器减小了近37.5%,使得能量集中均匀分布,进一步证实该新型两级光学接收天线适用于室内可见光通信系统. 展开更多
关键词 可见光通信 新型两级光学接收天线 增益 视场
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