[发明专利]一种单向光声通信系统及其通信方法

说明书

本发明公开了本发明提供了一种单向光声通信系统及其通信方法。该系统通过采用光声通信方法，以激光为声音信息载体，采用激光直接照射接收端的光致发声器件，在光声效应作用下使材料直接产生声音，无需处理电信号，通过将光能转换为声能，能够实现远距离点对点通信，而且保密性强，抗电磁干扰能力强。由于激光的发射角较小，具有极强的方向性，易于实现声音信息的远距离定向传输，接收端无需有源接收器件即可直接听到声音。

技术领域

本发明涉及激光技术及应用领域，具体涉及一种单向光声通信系统及其通信方法。

背景技术

为实现声音信息的远距离定向传输，通常需要在发送端将加载声音信息的电信号、无线电信号或光信号发送至接收端，通过有源接收器件对信号解调得到声音信息。常见的有源接收器件包括电话、手机、对讲机、电脑和耳机等，均需要电能才能正常工作。但在某些场景中，当信息接收端不具备有源接收器件，或接收器件没有电能供应时，则无法实现声音的远距离定向传输。

随着声学技术的发展，可实现声音定向传播的定向声技术得到快速发展，利用定向声学设备将发送定向声波传输至接收端，无需有源接收器件，人们即可听到声音。但由于定向声波的发散角通常较大，声压强度会随着传输距离的增加而迅速下降，不易实现声音信息的远距离传输。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种单向光声通信系统及其通信方法。该系统通过采用光声通信方法，以激光为声音信息载体，采用激光直接照射接收端的光致发声器件，在光声效应作用下使材料直接产生声音，无需处理电信号，通过将光能转换为声能，能够实现远距离点对点通信，而且保密性强，抗电磁干扰能力强。

一种单向光声通信系统，包括设置在发送端的传声器、编码器、编码激光器、跟瞄发射转台，还包括设置在接收端的光致发声器件；其中，

所述传声器，用于实时采集声音信息的频域信号，并传递至编码器；

所述编码器，用于在接收到声音的频域信号后，实时将频域信号转化为相应的时域信号，为编码激光器提供调制信号；

所述编码激光器，用于根据所述时域信号对激光强度进行调制，产生相应时域波形的编码激光，传送至跟瞄发射转台；

所述跟瞄发射转台，用于瞄准接收端目标的光致发声器件，并将接收到的编码激光照射至光致发声器件上；

所述光致发声器件，所述光致发声器件设有光声特性的材料，用于在接收到编码激光后，产生相应的声音信息。

较佳地，所述编码激光器根据时域信号对激光强度进行调制。

较佳地，所述光致发声器件上的光声特性的材料为石墨烯材料。

较佳地，所述光致发声器件上的光声特性的材料为水蒸气。

一种单向光声通信系统的通信方法，包括如下步骤：

步骤一、发送端采集所要发送的声音信息的频域信号；

步骤二、对所述频域信号进行编码，转化为相应的时域信号；

步骤三、根据时域信号对编码激光器的激光强度进行调制，输出相应时域波形的编码激光；并通过跟瞄发射转台将编码激光照射至光致发声器件上；

步骤四、设有光声特性材料的光致发声器件设置在接收端目标上，收到编码激光后，产生相应的声音信息。

较佳地，所述编码激光器根据时域信号对激光强度进行调制。

较佳地，通过控制瞄发射转台的方位角和俯仰角，实现与光致发声器件的瞄准。

较佳地，所述光致发声器件上的光声特性的材料为石墨烯材料。

较佳地，所述光致发声器件上的光声特性的材料为水蒸气。