Устройство оптической линии связи

 

Устройство оптической линии связи, относится к оптической связи и может быть использовано в атмосферных оптических линиях связи при рассогласовании оптической оси линии связи и оси оптического излучения передатчика. Технический результат состоит в уменьшении расходимости передатчика в К раз (где К > 1)и повышении энергетического потенциала оптической линии связи в М < К² раз. В устройство введены блок перемещения, блок управления и матрица оптических датчиков, причем матрица оптических датчиков расположена перпендикулярно оптической оси линии связи, приемник расположен в центре матрицы и связан механически с блоком перемещения и с матрицей, блок управления связан электрически с оптическими датчиками матрицы и с блоком перемещения, а расходимость оптического излучения передатчика уменьшена в К раз (где К > 1), и это позволяет непосредственно в плоскости приемной апертуры приемника производить оценку пространственного рассогласования между энергетическими центрами пучка оптического излучения передатчика и центром приемной апертуры приемника и осуществлять компенсацию этого рассогласования за счет пространственного перемещения приемника. 1 ил.

Изобретение относится к области оптической связи и может быть использовано в атмосферных оптических линиях связи при возникновении рассогласований между оптической осью линии связи и осью пучка оптического излучения (ОИ) передатчика.

Наиболее близким по техническим признакам к настоящему устройству оптической линии связи является устройство оптической линии связи, которое содержит передатчик и приемник, связанные оптически [1].

Недостатком прототипа является то, что отклонение информационного оптического луча (относительно оптической оси линии связи), вызванное турбулентностью атмосферы [2], неточностями юстировки при установке, колебаниями точек опоры передатчика и приемника (при установке на мачте или высотном здании) [3] компенсируются за счет увеличения расходимости ОИ передатчика. При этом понижается энергетический потенциал оптической линии связи, так как принимаемая мощность ОИ обратно пропорциональна расходимости излучения передатчика. Это приводит или к завышению мощности передатчика, или к снижению дальности связи, или к снижению скорости (качества) передачи информации [3].

Для устранения отмеченных недостатков в устройство оптической линии связи, содержащее передатчик и приемник, связанные оптически, введены блок перемещения, блок управления и матрица оптических датчиков, причем матрица оптических датчиков расположена перпендикулярно оптической оси линии связи, приемник расположен в центре матрицы и связан механически с блоком перемещения и с матрицей, блок управления связан электрически с оптическими датчиками матрицы и блоком перемещения, а расходимость оптического излучения передатчика уменьшена в K раз (где K>1).

Сравнительный анализ с прототипом показал, что заявленное техническое решение отличается введением в состав устройства блока перемещения, блока управления и матрицы оптических датчиков, причем матрица оптических датчиков расположена перпендикулярно оптической оси линии связи, приемник расположен в центре матрицы и связан механически с блоком перемещения и с матрицей, блок управления связан электрически с оптическими датчиками матрицы и с блоком перемещения, а расходимость оптического излучения передатчика уменьшена в K раз (где K>1), что позволило непосредственно в плоскости приемной аппаратуры приемника производить оценку пространственного рассогласования между энергетическими центрами пучка ОИ передатчика и центром приемной апертуры приемника и осуществлять компенсацию этого рассогласования за счет пространственного перемещения приемника. Это позволяет уменьшить расходимость ЛИ передатчика в K раз (где K>1) и поднять энергетический потенциал оптической линии связи в M ≅ K² раз.

Таким образом, совокупность введенных в устройство элементов и их связей позволила поднять энергетический потенциал оптической линии связи и тем самым: или снизить требования к мощности передатчика (поднять энергетическую скрытность передачи), или увеличить дальность связи, или увеличить скорость и качество передачи информации, что было практически невозможно при использовании прототипа. Следовательно, техническое решение соответствует критерию "новизна". Кроме того, так как требуемый технический результат достигается всей вновь введенной совокупностью существенных признаков, которая в известной патентной и научно-технической литературе не обнаружена на дату подачи заявки, изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На чертеже приведена структурная схема устройства, состоящего из передатчика 1, приемника 2, блока перемещения 3, блока управления 4 и матрицы оптических датчиков 5.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Передатчик 1 излучает ОИ, промодулированное информационным сигналом. Часть излучения попадает на оптические датчики, которые образуют матрицу 5 в плоскости приемной апертуры приемника. Сигналы с выхода датчиков матрицы 5 попадают в блок управления 4. Блок управления 4 производит вычисление координат энергетического центра пятна ОИ на матрице, например по алгоритму [4], и формирует сигнал рассогласования между координатами энергетического центра пятна ОИ на матрице и центром приемной апертуры приемника 2. Сигнал рассогласования поступает на блок перемещения 4, который осуществляет совмещение в пространстве центра приемной апертуры приемника с энергетическим центром оптического пучка. В результате лазерная связь между передатчиком 1 и приемником 2 обеспечивается при меньшей расходимости, чем у устройства прототипа. Приемник 2 принимает ОИ передатчика 1 и выделяет информационное сообщение.

Источники информации 1. Гальярди Р.М., Карп Ш. Оптическая связь: Пер. с англ./Под ред. А.Г. Шереметьева. М.: Связь, 1978. - 424 с.

2. Зуев В.Е., Фадеев В.Я. Лазерные навигационные устройства М.: Радио и связь, 1987. - 160 с.

3. Смирнов С. В. Цифровые маяки коммуникаций//Компьютерра, 2 февраля, 1998.

4. ГОСТ 26086-84 "Лазеры. Методы измерения диаметра пучка и энергетической расходимости лазерного излучения".

Формула изобретения

Устройство оптической линии связи, состоящее из передатчика и приемника, связанных оптически, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены матрица оптических датчиков, блок управления, производящий вычисление координат энергетического центра пятна оптического излучения (ОИ) на указанной матрице и формирующий сигнал рассогласования между координатами энергетического центра пятна ОИ на матрице и центром приемной апертуры приемника, блок перемещения, осуществляющий совмещение в пространстве центра приемной апертуры приемника с энергетическим центром пятна, причем матрица оптических датчиков расположена перпендикулярно оптической оси линии связи, приемник расположен в центре матрицы и связан механически с блоком перемещения и с матрицей, блок управления связан электрически с оптическими датчиками матрицы и с блоком перемещения, а расходимость оптического излучения передатчика уменьшена в К раз (где К>1).

РИСУНКИ

Рисунок 1