基于白光LED的可見(jiàn)光通信系統(tǒng)中光接收發(fā)射器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、可見(jiàn)光通信技術(shù)是基于白光 LED照明光源的無(wú)線光通信技術(shù)，在機(jī)場(chǎng)、醫(yī)院等嚴(yán)格限制電磁干擾的場(chǎng)合可替代射頻通信，應(yīng)用前景廣闊?？梢?jiàn)光通信技術(shù)的研究和發(fā)展需要低成本、小尺寸、高增益的光接收器。論文提出的基于菲涅爾透鏡的光接收器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可滿(mǎn)足可見(jiàn)光通信系統(tǒng)的技術(shù)要求。
　　論文首先分析了可見(jiàn)光通信系統(tǒng)對(duì)光源和光接收器的基本技術(shù)要求。提出將菲涅爾透鏡作為集光器，用來(lái)會(huì)聚信號(hào)光，提高探測(cè)器接收到的光能量。設(shè)計(jì)了兩種光接收器的結(jié)構(gòu)和接收方

2、法。通過(guò)測(cè)量可見(jiàn)光通信系統(tǒng)的空間光照度分布，重點(diǎn)研究了墻壁的反射作用和多光源引起的多徑效應(yīng)對(duì)系統(tǒng)性能的影響。存在四面墻壁反射并有四個(gè) LED光源共同工作時(shí)，距墻壁0.5m范圍內(nèi)，反射光占接收總光能量的36.6％～52.2％，其他區(qū)域約21％～35％；在光源正下方直徑約1m的圓形區(qū)域及墻壁附近，次光源直射光占接收總光能量的4.9％～29.1％，其他位置約30％～58。8％，說(shuō)明墻壁反射和多光源會(huì)引起嚴(yán)重的多徑效應(yīng)。
　　利用ZEMA

3、X軟件設(shè)計(jì)了具有良好的短焦距會(huì)聚性能的菲涅爾透鏡，尺寸和會(huì)聚特性滿(mǎn)足可見(jiàn)光通信系統(tǒng)光接收器的技術(shù)要求。實(shí)際測(cè)試了單塊菲涅爾透鏡對(duì)光能量接收的增益效果，當(dāng)透鏡對(duì)準(zhǔn)主光源時(shí)，光接收器接收到的直射光可獲得1.36dB~3.82dB的增益，其中主光源直射光的增益可達(dá)3.87dB~5.06dB，從而減小墻壁的反射作用和多光源對(duì)系統(tǒng)性能的不利影響，有助于克服多徑效應(yīng)和碼間串?dāng)_，提高接收端的信噪比。證明用單菲涅爾透鏡對(duì)準(zhǔn)主光源的接收方法的有益效果和可