光通信自動跟蹤系統以及光通信自動跟蹤方法技術方案

本發明專利技術公開一種光通信自動跟蹤系統以及光通信自動跟蹤方法，該系統包括：相互通信的第一自動跟蹤控制系統與第二自動跟蹤控制系統；所述第一自動跟蹤控制系統與第二自動跟蹤控制系統均包括：反射鏡組件，接收所述反射組件反射光線的粗跟蹤單元，接收所述反射組件發射光的精跟蹤單元，與所述粗跟蹤單元、精跟蹤單元電性連接的現場可編程門陣列，以及驅動所述反射鏡組件的執行機構驅動單元；所述執行機構驅動單元與所述現場可編程門陣列電性連接。本發明專利技術通過采用粗跟蹤與精跟蹤相結合的方式進行，通信的一端即使是運動物體，也可以很好地完成通信。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及移動通信
，尤其涉及一種光通信自動跟蹤系統以及光通信自動跟蹤方法。
技術介紹
光纖通信技術是利用光導纖維傳輸寬帶信號，以實現信息傳遞的一種通信方式。光纖通信具有抗電磁干擾、抗輻射性強，保密性好，頻帶寬，抗干擾性好，防竊聽、價格便宜等優點。在無光纖情況下，只有采用無線光通信技術才能傳輸高帶寬的信號。光無線通信作為一種新型的通信技術，同時具有光纖通信和移動通信的優勢，可實現寬帶傳輸，組網機動靈活，無需頻率申請，并且抗電磁干擾，保密性好，因此如今對無線光通信的研究受到了廣泛的重視。但，在無線光通信技術中，如果通信的一端是運動物體（如高鐵列車）時，目前的無線光傳輸系統均無法滿足要求，需要增加快速自動跟蹤系統才能滿足要求。因此，現有技術存在缺陷，需要改進。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服現有技術的不足，提供一種光通信自動跟蹤系統以及光通信自動跟蹤方法。本專利技術的技術方案如下：本專利技術提供一種光通信自動跟蹤系統，包括：相互通信的第一自動跟蹤控制系統與第二自動跟蹤控制系統；所述第一自動跟蹤控制系統與第二自動跟蹤控制系統均包括：反射鏡組件，接收所述反射組件反射光線的粗跟蹤單元，接收所述反射組件發射光的精跟蹤單元，與所述粗跟蹤單元、精跟蹤單元電性連接的現場可編程門陣列，以及驅動所述反射鏡組件的執行機構驅動單元；所述執行機構驅動單元與所述現場可編程門陣列電性連接。所述反射鏡組件包括：反射鏡基座、設于所述反射鏡基座上的執行機構、以及設于所述執行機構上的反射鏡，所述執行機構與所述執行機構驅動單元電性連接。所述光通信自動跟蹤系統還包括連接于所述執行機構驅動單元與所述現場可編程門陣列之間的D/A轉換模塊；所述粗跟蹤單元包括：廣角鏡、用于接收所述廣角鏡光線的大面積四象限光探測器、驅動所述大面積四象限光探測器的第一四象限光探測器驅動模塊、以及與所述第一四象限光探測器驅動模塊連接的第一A/D轉換模塊；所述精跟蹤單元包括：長焦鏡、用于接收所述長焦鏡光線的小面積四象限光探測器、驅動所述小面積四象限光探測器的第二四象限光探測器驅動模塊、以及與所述第二四象限光探測器驅動模塊連接的第二A/D轉換模塊。所述反射鏡的直徑為20mm-200mm，其包括：平面鏡、以及形成于所述平面鏡的三防膜和金屬膜；所述執行機構包括1根或多根可調節高度的支撐軸，每根所述支撐軸下面設有電源驅動裝置；所述大面積四象限光探測器和小面積四象限光探測器的形狀為方形、圓形或橢圓形。所述反射鏡的直徑為100mm；所述執行機構包括4根支撐軸，其中兩根支撐軸形成坐標軸的X軸，另兩根支撐軸形成坐標軸的Y軸。本專利技術還提供一種光通信自動跟蹤方法，包括以下步驟：a、第一自動跟蹤控制系統向第二自動跟蹤控制系統發射信標光；b、第二自動跟蹤控制系統啟動粗跟蹤單元進行粗跟蹤，獲取信標光聚焦后焦點的位置信號，通過執行機構調節反射鏡，使得信標光聚焦后的焦點位于大面積四象限光探測器的中心區域；c、第二自動跟蹤控制系統啟動精跟蹤單元進行精跟蹤，獲取信標光聚焦后焦點的位置信號，通過執行機構模塊調節反射鏡，使得信標光聚焦后的焦點位于小面積四象限光探測器的中心區域；d、第一自動跟蹤控制系統與第二自動跟蹤控制系統之間完成高速通信。所述步驟b包括以下步驟：步驟b1、大面積四象限光探測器獲取信標光聚焦后焦點的位置信號，將該位置信號變成模擬電信號，之后再轉換為數字信號傳送給現場可編程門陣列；步驟b2、現場可編程門陣列根據該數字信號生成控制信號，之后將該控制信號轉變成模擬電信號，并轉送給執行機構驅動單元；步驟b3、執行機構驅動單元驅動執行機構調整發射鏡；步驟b4、重復步驟b1-b3，直至信標光聚焦后的焦點位于大面積四象限光探測器的中心區域。所述步驟c包括以下步驟：步驟c1、小面積四象限光探測器獲取信標光聚焦后焦點的位置信號，將該位置信號變成模擬電信號，之后再轉換數字信號傳送給現場可編程門陣列；步驟c2、現場可編程門陣列根據該數字信號生成控制信號，之后將該控制信號轉變成模擬電信號，并轉送給執行機構驅動單元；步驟c3、執行機構驅動單元驅動執行機構調整長焦鏡；步驟c4、重復步驟c1-c3，直至信標光聚焦后的焦點位于小面積四象限光探測器的中心區域。所述步驟b中，現場可編程門陣列對反射鏡進行大幅度調整；所述步驟c中，現場可編程門陣列對反射鏡進行小幅度調整。所述執行機構模塊包括若干根可調節高度的支撐軸，每一所述支撐軸設有一電源驅動裝置，所述現場可編程門陣列控制輸出不同的電壓給電源驅動裝置，以調整支撐軸的高度。采用上述方案，本專利技術提供的光通信自動跟蹤系統以及跟蹤方法，采用粗跟蹤與精跟蹤相結合的方式進行，通信的一端即使是運動物體，也可以很好地完成通信。附圖說明圖1為本專利技術光通信自動跟蹤系統的結構示意圖；圖2為本專利技術中支撐軸形成坐標軸的示意圖；圖3為本專利技術中大面積四象限光探測器的探測面；圖4為本專利技術中大面積四象限光探測器探測的示意圖一；圖5為本專利技術中大面積四象限光探測器探測的示意圖二；圖6為本專利技術中小面積四象限光探測器的探測面；圖7為本專利技術中小面積四象限光探測器探測的示意圖一；圖8為本專利技術中小面積四象限光探測器探測的示意圖二；圖9為本專利技術光通信自動跟蹤方法的流程圖。具體實施方式以下結合附圖和具體實施例，對本專利技術進行詳細說明。請參閱圖1，本專利技術提供一種光通信自動跟蹤系統，包括：相互通信的第一自動跟蹤控制系統1與第二自動跟蹤控制2系統，兩者之間采用粗跟蹤與精跟蹤相結合的方式進行高速通信。具體的，所述第一自動跟蹤控制系統1與第二自動跟蹤控制系統結構一樣，兩者均包括：反射鏡組件10，接收所述反射組件10反射光線的粗跟蹤單元20，接收所述反射組件10發射光的精跟蹤單元30，與所述粗跟蹤單元20、精跟蹤單元30電性連接的現場可編程門陣列40，以及驅動所述反射鏡組件10的執行機構驅動單元50。所述執行機構驅動單元50與所述現場可編程門陣列40電性連接。所述現場可編程門陣列40采集粗跟蹤單元和精跟蹤單元傳送過來的數字信號，并進行運算處理，將運算結果送給所述執行機構驅動單元50，以完成對反射鏡組件10的驅動。進一步地，所述光通信自動跟蹤系統還包括連接于所述執行機構驅動單元50與所述現場可編程門陣列40之間的D/A轉換模塊60，以將數字信號轉變成模擬信號。所述反射鏡組件10包括：反射鏡基座11、設于所述反射鏡基座11上的執行機構12、以及設于所述執行機構12上的反射鏡13，所述執行機構12與所述執行機構驅動單元50電性連接。所述反射鏡13包括：平面鏡、以及形成于所述平面鏡的三防膜和金屬膜，金屬膜的選擇可根據整機系統的要求確定，在對質量要求比較高的情況下可鍍金或銀。本專利技術中，所述反射鏡13的直徑優選為20mm-200mm，建議使用直徑為100mm的反射鏡，因為直徑太大，重量就會總增加，執行機構12在調節時要求調節的力量就很大；反射鏡13重量大，也導致反射鏡13慣性效應大，影響反射鏡13的動作速率和跟蹤精度，從而設計難度和成本都會增加；但，如果直徑太小，通過其反射的光能量就很小，降低了通信鏈路的可靠性。在本實施例中，所述執行機構12包括1根或多根可調節高度的支撐軸，每根所述支撐軸下面設有電源驅動裝置。所述現場可編程門陣列40控制輸出本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種光通信自動跟蹤系統，其特征在于，包括：相互通信的第一自動跟蹤控制系統與第二自動跟蹤控制系統；所述第一自動跟蹤控制系統與第二自動跟蹤控制系統均包括：反射鏡組件，接收所述反射組件反射光線的粗跟蹤單元，接收所述反射組件發射光的精跟蹤單元，與所述粗跟蹤單元、精跟蹤單元電性連接的現場可編程門陣列，以及驅動所述反射鏡組件的執行機構驅動單元；所述執行機構驅動單元與所述現場可編程門陣列電性連接。

【技術特征摘要】
1.一種光通信自動跟蹤系統，其特征在于，包括：相互通信的第一自動跟蹤控制系統與第二自動跟蹤控制系統；所述第一自動跟蹤控制系統與第二自動跟蹤控制系統均包括：反射鏡組件，接收所述反射組件反射光線的粗跟蹤單元，接收所述反射組件發射光的精跟蹤單元，與所述粗跟蹤單元、精跟蹤單元電性連接的現場可編程門陣列，以及驅動所述反射鏡組件的執行機構驅動單元；所述執行機構驅動單元與所述現場可編程門陣列電性連接。2.根據權利要求1所述的光通信自動跟蹤系統，其特征在于，所述反射鏡組件包括：反射鏡基座、設于所述反射鏡基座上的執行機構、以及設于所述執行機構上的反射鏡，所述執行機構與所述執行機構驅動單元電性連接。3.根據權利要求2所述的光通信自動跟蹤系統，其特征在于，還包括連接于所述執行機構驅動單元與所述現場可編程門陣列之間的D/A轉換模塊；所述粗跟蹤單元包括：廣角鏡、用于接收所述廣角鏡光線的大面積四象限光探測器、驅動所述大面積四象限光探測器的第一四象限光探測器驅動模塊、以及與所述第一四象限光探測器驅動模塊連接的第一A/D轉換模塊；所述精跟蹤單元包括：長焦鏡、用于接收所述長焦鏡光線的小面積四象限光探測器、驅動所述小面積四象限光探測器的第二四象限光探測器驅動模塊、以及與所述第二四象限光探測器驅動模塊連接的第二A/D轉換模塊。4.根據權利要求3所述的光通信自動跟蹤系統，其特征在于，所述反射鏡的直徑為20mm-200mm，其包括：平面鏡、以及形成于所述平面鏡的三防膜和金屬膜；所述執行機構包括1根或多根可調節高度的支撐軸，每根所述支撐軸下面設有電源驅動裝置；所述大面積四象限光探測器和小面積四象限光探測器的形狀為方形、圓形或橢圓形。5.根據權利要求4所述的光通信自動跟蹤系統，其特征在于，所述反射鏡的直徑為100mm；所述執行機構包括4根支撐軸，其中兩根支撐軸形成坐標軸的X軸，另兩根支撐軸形成坐標軸的Y軸。6.一種光通信自動跟蹤方法，其特征在于，包括以下步驟：a、第一自動跟蹤控制系統向第二自動跟蹤控制系統發射信標光...

【專利技術屬性】
技術研發人員：羅真福，
申請(專利權)人：深圳市新岸通訊技術有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44