Система оптической связи



Система оптической связи
Система оптической связи
H04B10/00 - Передающие системы, использующие потоки корпускулярного излучения или электромагнитные волны, кроме радиоволн, например световые, инфракрасные (оптические соединения, смешивание или разделение световых сигналов G02B; световоды G02B 6/00; коммутация, модуляция и демодуляция светового излучения G02B,G02F; приборы или устройства для управления световым излучением, например для модуляции, G02F 1/00; приборы или устройства для демодуляции, переноса модуляции или изменения частоты светового излучения G02F 2/00; оптические мультиплексные системы H04J 14/00)

Владельцы патента RU 2653528:

Акционерное общество "Государственный оптический институт имени С.И. Вавилова" (АО "ГОИ им. С.И. Вавилова") (RU)

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано в системе оптической беспроводной связи, использующей эффект рассеяния света, в данном случае в ультрафиолетовой области спектра, в атмосфере на молекулах воды, парах, аэрозолях, пыли и т.п. Технический результат состоит в обеспечении прямой видимости зоны пересечения оптических осей источника и приемника и повышения чувствительности связи. Для этого в приемнике используют оптический фильтр на основе монокристалла шестиводного сульфата никеля, отрезающего спектральную область, в которой создаются помехи от солнечной засветки, и пропускающего часть ультрафиолетового спектра 240-270 нм, соответствующую спектральному диапазону источника полезного сигнала. 2 ил.

 

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а более конкретно к беспроводным системам связи между наземными объектами.

Известны технические решения, достаточно полно представленные в монографии Гауэр Дж. «Оптические системы связи», М., Радио и связь, 1989 г. - 504 с. Эти системы содержат разнесенные в пространстве источник направленного излучения, приемник излучения, устройство кодирования излучения и устройство дешифровки сигнала с приемника. Здесь источник и приемник расположены на одной оптической оси. Источник излучения - лазер или лазерный диод. В качестве приемника выступает фотоэлемент (фотодиод, фотоэлектронный умножитель - ФЭУ). Промодулированное излучение через воздушную среду направляется на приемник, который преобразует его в электрический сигнал. Устройство дешифровки восстанавливает передаваемую информацию путем обработки электрического сигнала. Главным недостатком этого устройства является то, что любое непрозрачное препятствие на пути излучения от источника до приемника делает невозможным передачу информации.

Этот недостаток устранен в изобретении (патенте) RU 2588005, МПК Н04В 1/00, опубл. 20.06.2015 г. в Бюл. №18, который можно принять за прототип. В этом техническом решении, содержащем разнесенные в пространстве, независимо перемещающиеся источник направленного излучения, приемник излучения, устройство кодирования и дешифровки сигнала с приемника, источник и приемник расположены на пересекающихся оптических осях, при этом зона пересечения оптических осей сопряжена с внешним отражающим или светорассеивающим объектом (здания, деревья и т.п.).

Недостатком прототипа можно признать ограниченные эксплуатационные возможности, т.к. не всегда можно оказаться в условиях, обеспечивающих созданные зоны пересечения оптических осей излучателя и приемника, кроме того, в прототипе отсутствует решение задачи фильтрации солнечной засветки (в области от 300 нм и более), которую ощущает на себе фотоприемник, что является помехой и снижает чувствительность системы.

Поэтому более эффективно было бы использовать явление атмосферного рассеяния от аэрозолей, атмосферных осадков, молекул, паров и т.д. Для этого ультрафиолетовый световой пучок (например, от ртутной лампы, излучающей на длине волны λ=254 нм, или набора светодиодов с λ=260-270 нм) направляется в атмосферу. Пример с атмосферным рассеянием показан на рис. 1, на котором изображено относительное положение излучателя и приемника, причем угол поля зрения оптической части приемника достаточно большой (ϕ≥60°).

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и создание системы оптической связи, основанной на регистрации атмосферного рассеяния с повышенной чувствительностью.

Поставленная цель достигается в системе оптической связи (рис. 1, 2), содержащей источник направленного в широкий телесный угол излучения (1), приемник излучения (2), устройство кодирования излучения (3) и устройство дешифровки сигнала с приемника (4), в которой, в отличие от прототипа, оптические оси источника излучения, направленного в атмосферу, и приемника излучения занимают произвольное положение, а регистрация рассеянного ультрафиолетового излучения производится в соответствии с индикатрисой рассеяния находящихся в воздухе рассеивающих элементов (пыль, молекулы воды и т.п.). Кроме того, в состав приемника входит конденсор (5, 5а), оптический фильтр (6), линза (7) и фотоприемник (8), причем оптический фильтр представляет собой монокристалл шестиводного сульфата никеля (NiSO4×6Н2O) в виде цилиндра, к концам которого приклеены защитные кварцевые стекла (9, 10), а образующая защищена от воздействия влаги водонепроницаемой замазкой (11). Спектральное пропускание фильтра на уровне 0,7 для излучения с длиной волны λ=240-210 нм, все линзы сделаны из кварцевого стекла.

Излучение источника 1 модулируется по амплитуде и частоте устройством кодирования (3) и направляется в атмосферу, часть рассеянного атмосферой излучения попадает на первую линзу (5) конденсора, который фокусирует излучение в своей фокальной плоскости, которая совмещена с передней фокальной плоскостью второй линзы (5а) конденсора, создающей параллельный пучок, попадающий в оптический фильтр (6), который выделяет из всего спектра атмосферного рассеяния (в т.ч. солнечной засветки) диапазон 240-270 нм. Далее излучение попадает на линзу (7), которая фокусирует излучение во входном окне фотоприемника (ФЭУ) (8), чувствительного к ультрафиолету, на выходе которого формируется электрический сигнал, который дешифруется для восстановления передаваемой информации.

Преимуществом заявленного устройства по сравнению с прототипом является:

1. Система никак не связана в своей эксплуатации с окружающими предметами, отпадает необходимость в прямой видимости оптического канала источник-приемник, таким образом, система становится более универсальной в использовании. Как следствие, при использовании такой системы на мобильных объектах не требуются гиростабилизация, наведение и удержание источников и приемников в определенной пространственной и угловой ориентации.

2. Благодаря использованному в приемнике оптическому фильтру решается проблема фильтрации той части спектра, в которой находится спектр информационного сигнала от посторонних помех, таких как солнечная засветка, в результате существенно улучшается чувствительность приемного устройства системы оптической связи.

Система оптической связи, содержащая разнесенные в пространстве источник направленного излучения в ультрафиолетовом диапазоне, создающий в атмосфере зону рассеянного света, и приемник излучения, отличающаяся тем, что приемник излучения включает в себя конденсор, состоящий из двух оптических компонентов (линз), представляющих телескопическую систему, после которой установлен оптический фильтр из монокристалла шестиводного сульфата никеля, за которым установлена третья линза, фокусирующая рассеянное атмосферное излучение на фотоприемнике.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу связи с использованием квантовой запутанности. Технический результат, достигаемый от осуществления заявленного изобретения, заключается в расширении арсенала средств того же назначения, а именно состоит в передаче и приеме информации на расстояние на основе квантовой корреляции.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в оптических системах связи. Технический результат состоит в повышении пропускной способности передачи.

Изобретение относится к области регистрации импульсных сигналов и касается многоканальной волоконно-оптической системы для синхронного запуска регистраторов. Система включает в себя передающий блок с одним электрическим пусковым входом и несколькими оптическими выходами, приемные блоки и регистраторы.
Изобретение относится к компьютерной технике и может быть использовано для создания и организации работы беспроводной компьютерной сети. Техническим результатом является то, что в каждом беспроводном канале связи этой беспроводной компьютерной сети для передачи данных используется видимый свет и при этом не используется модуляция с использованием изменения параметров излучения, производимого искусственными источниками видимого света.

Изобретение относится к технике связи и может быть использована в системе оптической связи. Технический результат состоит в повышении надежности связи.

Изобретение относится к оптоволоконной технике. Устройство содержит станционную часть, оптоволоконный транспортный кабель, соединенный оптическим контактом с рефлектометром одним концом, а вторым концом соединенный со сплиттером, используемым для разветвления и продолжения транспортировки энергии зондирующих импульсов к чувствительным частям оптической схемы устройства, регулировочные оптические катушки, сплиттеры транспортной части оптической схемы; сплиттеры, предназначенные непосредственно для образования оптического кольца чувствительной части устройства, и концевые оптоволоконные извещатели.

Способ анализа спектрально-временной эволюции излучения включает в себя получение сигнала оптического гетеродина, измерение интенсивности сигнала, получение аналитической формы сигнала при помощи гильбертова дополнения.

Изобретение относится к радиотехнике. Технический результат – создание технического решения, альтернативного известному решению.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах подводной связи. Технический результат состоит в одновременной реализации высокоскоростного стабилизированного оптического канала связи и акустического канала с высокой дальностью действия.

Изобретение относится к оптическому изолятору, передающему электрические сигналы между двумя изолированными одна от другой цепями с использованием разных частот электромагнитного спектра.

Устройство оптический рефлектометр относится к области измерительной техники для измерения и контроля параметров оптических волокон (оптическим рефлектометрам) и может быть использовано при прокладке и эксплуатации волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), определения типа и местоположения неоднородностей и повреждений в ВОЛС. Устройство состоит из импульсного генератора, к которому подключен передающий лазерный модуль, оптоволоконного разветвителя, один из выходов которого соединен с одним из входов/выходов оптоволоконного циркулятора, второй выход соединен с одним из входов оптоволоконного объединителя. Выход объединителя соединен с фотоприемным устройством, выход которого соединен с измерителем временных интервалов, информационный выход которого соединен с персональным компьютером. Второй вход объединителя через оптическую линию задержки соединен с выходом циркулятора, второй вход выход которого заканчивается разъемом для подключения ВОЛС. Технический результат - повышение точности локализации неоднородностей в ВОЛС, повышение разрешающей способности устройства, устранение «мертвой» зоны за счет применения прямой привязки времени излучения зондирующих импульсов ко времени прихода обратных импульсов в одном фотоприемном тракте, использования калиброванной оптической линии задержки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано в системе оптической беспроводной связи, использующей эффект рассеяния света, в данном случае в ультрафиолетовой области спектра, в атмосфере на молекулах воды, парах, аэрозолях, пыли и т.п. Технический результат состоит в обеспечении прямой видимости зоны пересечения оптических осей источника и приемника и повышения чувствительности связи. Для этого в приемнике используют оптический фильтр на основе монокристалла шестиводного сульфата никеля, отрезающего спектральную область, в которой создаются помехи от солнечной засветки, и пропускающего часть ультрафиолетового спектра 240-270 нм, соответствующую спектральному диапазону источника полезного сигнала. 2 ил.

Наверх