[发明专利]一种空间光通信系统

说明书

本发明实施例公开了一种空间光通信系统。该空间光通信系统包括发射单元、匀光单元以及接收单元；发射单元包括阵列排布的多个光源，用于出射信号光束；匀光单元位于光源的出光侧，用于使信号光束的强度在空间均匀分布；接收单元位于光源的出光侧且位于匀光单元背离发射单元的一侧，用于接收所述信号光束。本发明实施例的技术方案，通过阵列排布的多个光源产生大功率的信号光束，提高信号光束的传输距离，通过匀光单元使信号光束的强度在空间均匀分布，从而使得接收单元接收到均匀分布的信号光束，即使接收单元在一定范围内移动时，接收到的信号强度基本保持不变，提高了通信系统的稳定性。

技术领域

本发明实施例涉及光通信技术，尤其涉及一种空间光通信系统。

背景技术

无线光通信，又称自由空间光通信，是指以半导体发光二极管发出的光波为载体，在真空或大气中传递信息的通信技术。又可分为大气光通信、卫星间光通信和星地光通信。和其他通信手段相比，无线光通信具有保密性好、抗电磁干扰、传输容量大、组网灵活，无需申请等优点，适用于保密通信、城域网扩展、宽带网零公里接入、无线基站数据回传，局域网互连、应急通信等一系列领域。

无线光通信的信息载体在光波，而光波更容易受到大气中各种粒子吸收作用和散射作用的影响，能量损耗较大，因此无线光通信主要受限于光发机的功率和大气状况。目前，无线光通信中一般使用指向性较好的光发射机(比如发光二极管LED或激光二极管LD)，使光源发出能量集中的光，从而延长通信距离。因此为了达到较好的接收效果，往往希望激光器发射功率的越大越好。

现有技术中，通过同时驱动多个分立发光元件，增大发射端的光功率，而实现长距离的空间光通信系统。然而，对于这样一个由不同光源构成的阵列发射端来说，每一个点光源都具有其光强的分布特征，比如单个LED发射出来的光强呈现朗伯分布，单个LD发射出来的光强呈现高斯分布，这样一个阵列发射端所发射出来的光强在接收端叠加起来也是不均匀的。这种现象给接收端的的设计，整个系统的能耗要求等各种性能带来了很大的挑战，降低了空间光通信系统在工程中的实际应用程度。

发明内容

本发明实施例提供一种空间光通信系统，以实现接收单元在接收端得到相对均匀的光强分布，从而提高了通信系统的稳定性。

本发明实施例提供一种空间光通信系统，包括：发射单元、匀光单元以及接收单元；

所述发射单元包括阵列排布的多个光源，用于出射信号光束；

所述匀光单元位于所述光源的出光侧，用于使所述信号光束的强度在空间均匀分布；

所述接收单元位于所述光源的出光侧且位于所述匀光单元背离所述发射单元的一侧，用于接收所述信号光束。

可选的，所述匀光单元包括平行设置的第一透镜阵列和第二透镜阵列；

所述第二透镜阵列位于所述第一透镜阵列靠近所述接收单元一侧的焦平面上。

可选的，所述第一透镜阵列包括多个阵列排布的凸透镜；

所述第二透镜阵列包括多个阵列排布的凸透镜。

可选的，所述凸透镜包括球面凸透镜、非球面凸透镜或自由曲面凸透镜的至少一种。

可选的，所述匀光单元包括一自由曲面透镜。

可选的，还包括准直单元，所述准直单元位于所述发射单元与所述匀光单元之间，用于对所述信号光束进行准直和扩束。

可选的，所述准直单元包括沿所述信号光束传播路径方向排列的一凹透镜和一凸透镜。

可选的，所述接收单元包括沿所述信号光束传播路径方向排列的场透镜及光电探测器；

所述场透镜用于将所述匀光单元出射的信号光束汇聚到所述光电探测器的探测面。