[发明专利]一种无线光通信终端一对多双向通信系统及实现方法

说明书

本发明公开了一种无线光通信终端一对多双向通信系统及实现方法，所述系统为包括设置在相互间距离不超过1KM且中间无遮挡的主终端和从终端组，主终端视场最大覆盖前方120度范围，从终端组中所有从终端均位于主终端视场范围内，主终端中设有由电机和三棱镜组成的三棱镜旋转机构，从终端组中所有从终端均设有调整视轴的带瞄准镜的手动云台，主终端与从终端组中所有从终端的信号光发射光路与接收光路均可重合，其中，主终端和从终端组中所有从终端的发射信号光与接收信号光波长不同，互不影响。这种系统成本低、实用性强，通信终端数量可以任意增减，这种方法效率高。

技术领域

本发明属涉及地面无线光通信技术领域，具体是一种无线光通信终端一对多双向通信系统及实现方法。

背景技术

无线光通信是以激光作为载波，在自由空间中传输信息的新型通信技术。光通信具有传输速率高、保密性强等特点，近年来技术发展迅速，工程上也逐渐得到应用。但目前无线光通信主要是点对点通信，在工程应用中有很大的局限性，当需要多点互联时需要增加多个通信终端作为中继、造价高昂且对接收端有固定的数量限制。

目前，一对多无线光通信系统是无线光通信的一个发展方向。中国专利CN108306684B公开了一种大范围多节点同时接收的双向自由空间激光通信网络系统，该系统相当于利用多个点对点光通信系统组合而成，系统复杂，成本高。中国专利CN112600620A公开了一种大范围一对多单向激光通信装置及方法，该技术方案只能实现单向通信，且采用转台作为旋转机构，效率低，也增加了成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种无线光通信终端一对多双向通信系统及实现方法。这种系统成本低、实用性强，通信终端数量可以任意增减，这种方法效率高。

实现本发明目的的技术方案是：

一种无线光通信终端一对多双向通信系统， 包括设置在相互间距离不超过1KM且中间无遮挡的主终端和从终端组，主终端视场最大覆盖前方120度范围，从终端组中所有从终端均位于主终端视场范围内，主终端中设有由电机和三棱镜组成的三棱镜旋转机构，电机旋转带动三棱镜进行旋转，从而控制主终端发射信号光的轨迹，三棱镜旋转机构旋转信号光覆盖主终端前方120度范围，信号光发散角较大，在毫弧度量级，方便通信终端探测，电机的负载只有三棱镜，负载小，所以三棱镜旋转机构带宽较高，执行效率高，从终端组中所有从终端均设有调整视轴的带瞄准镜的手动云台，手动云台调整从终端组中所有从终端视轴对准主终端位置，调整好视轴之后固定从终端，保持视轴始终指向主终端，主终端与从终端组中所有从终端的信号光发射光路与接收光路均可重合，三棱镜旋转机构周期匀速旋转，使主终端发射的信号光周期性覆盖各个从终端实现双向通信，其中，主终端和从终端组中所有从终端的发射信号光与接收信号光波长不同，互不影响。

所述主终端设有第一信号光收发单元，第一信号光收发单元中设有三棱镜旋转机构、第一信号光发射光路、第一分色镜、第一反射镜和第一信号接收光路，所述三棱镜旋转机构中的三棱镜有三个反射面，每一个反射面均可反射信号光，第一信号光发射光路由第一单模光纤和第一透镜组成，第一分色镜、第一反射镜依次设置在三棱镜旋转机构与第一信号光发射光路之间，发射信号光时，第一信号光发射光路中的第一单模光纤发射信号光，信号光先经过第一信号光发射光路中的第一透镜扩束，后经过第一分色镜透射光束，再经过第一反射镜、三棱镜旋转机构反射形成信号光发射光束，接收信号光时，接收光束先经过三棱镜旋转机构、第一反射镜反射、后经过第一分色镜反射，反射光束进入由第一信号探测器和第二透镜组成的第一信号接收光路，经过第二透镜聚焦在第一信号探测器上，其中，第一分色镜依据信号光波长的不同对发射信号光透射、对接收信号光进行反射。