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复合抛物面聚光器作为可见光通信光学天线的设计研究与性能分析

王云 蓝天 李湘 沈振民 倪国强

复合抛物面聚光器作为可见光通信光学天线的设计研究与性能分析

王云, 蓝天, 李湘, 沈振民, 倪国强
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  • 针对室内可见光通信的特点, 选择复合抛物面聚光器作为可见光通信系统光学天线, 介绍了复合抛物面聚光器的几何结构和光学特性, 利用光学仿真软件 TracePro对复合抛物面聚光器进行了设计、建模与仿真. 通过对不同光源条件下复合抛物面聚光器聚光特性的仿真发现: 在光源为朗伯辐射模型时复合抛物面聚光器的聚光性能更好, 且视场角越小增益越高; 但接收端与光源的相对位置对小视场复合抛物面聚光器的实际增益有明显影响, 在仿真条件下, 视场角为10°的复合抛物面聚光器实际增益为22.88, 比理论值降低了31%. 在此基础上, 在一个5 m×5 m×3 m的房间中对采用复合抛物面聚光器为光学天线的室内可见光通信系统进行了建模, 分别得到了直射链路和非直射链路下房间内各个位置的光功率分布. 仿真结果表明, 采用一个视场角为60°的复合抛物面聚光器为光学天线, 两种链路下平均接收功率分别提高了4.29 dBm和4.77 dBm, 非直射链路比直射链路的平均接收功率提高了11.2%.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号:2013CB329202)资助的课题.
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    Tanaka Y, Haruyama S, Nakagawa M 2000 Proceedings of the 11th IEEE International Symposium on PIMRC London, England, September 18-21, 2000 p1325

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    Li P L, Yang Z P, Wang Z J, Guo Q L 2008 Chin. Phys. B 17 1907

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    Kahn J M, Barry J R 1997 Proc. IEEE 85 265

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-11-08
  • 修回日期:  2014-12-18
  • 刊出日期:  2015-06-20

复合抛物面聚光器作为可见光通信光学天线的设计研究与性能分析

  • 1. 北京理工大学光电学院, 光电成像技术与系统教育部重点实验室, 精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室, 北京 100081
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号:2013CB329202)资助的课题.

摘要: 针对室内可见光通信的特点, 选择复合抛物面聚光器作为可见光通信系统光学天线, 介绍了复合抛物面聚光器的几何结构和光学特性, 利用光学仿真软件 TracePro对复合抛物面聚光器进行了设计、建模与仿真. 通过对不同光源条件下复合抛物面聚光器聚光特性的仿真发现: 在光源为朗伯辐射模型时复合抛物面聚光器的聚光性能更好, 且视场角越小增益越高; 但接收端与光源的相对位置对小视场复合抛物面聚光器的实际增益有明显影响, 在仿真条件下, 视场角为10°的复合抛物面聚光器实际增益为22.88, 比理论值降低了31%. 在此基础上, 在一个5 m×5 m×3 m的房间中对采用复合抛物面聚光器为光学天线的室内可见光通信系统进行了建模, 分别得到了直射链路和非直射链路下房间内各个位置的光功率分布. 仿真结果表明, 采用一个视场角为60°的复合抛物面聚光器为光学天线, 两种链路下平均接收功率分别提高了4.29 dBm和4.77 dBm, 非直射链路比直射链路的平均接收功率提高了11.2%.

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