本文選題：LED光通信 + 復(fù)合拋物面聚光器��； 參考：《東北大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：室內(nèi)LED光通信是基于LED照明光源的一項(xiàng)新興無(wú)線光通信技術(shù),其接收端承擔(dān)著檢測(cè)、接收、放大、處理信號(hào)的作用,但是LED燈光線的發(fā)光角度大不易接收,光線經(jīng)傳播后到達(dá)接收端也已衰減得十分嚴(yán)重,因此需要在探測(cè)器前放置光學(xué)天線,以達(dá)到會(huì)聚光線、增強(qiáng)接收信號(hào)的作用。論文研究了基于復(fù)合拋物面聚光器CPC的光學(xué)天線,主要內(nèi)容如下：(1)根據(jù)室內(nèi)照明的光照度需求,在4.0m×4.0m×2.8m的房間內(nèi)設(shè)計(jì)了4×64的LED光源布局,使探測(cè)平面的光照度達(dá)到198.8～360.51x。(2)CPC的建模結(jié)果表明：最大聚光角為40。、出射半徑為lmm、入射半徑為1.556mm、焦距為1.643mm、長(zhǎng)度為3.046mm的CPC對(duì)探測(cè)平面直射光的放大增益達(dá)到0.5817～1.3585db,有效增強(qiáng)了光接收信號(hào)。(3)從光照度角度出發(fā),研究了CPC對(duì)多徑效應(yīng)的克服作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：CPC聚光后探測(cè)器接收到的主光源照度增大1.3985～1.5690db,接收到的次光源照度增大一0.8459～1.2673db,但次光源光照度正向增加的是一些特殊點(diǎn)即距離各光源距離基本相等,實(shí)際引起的多徑效應(yīng)并沒(méi)有數(shù)據(jù)顯示的強(qiáng)烈；CPC聚光后直射光照度增大0.5817～1.3585db,反射光照度減小0.046～0.567db。因此探測(cè)器接收的主光源與直射光能量增強(qiáng),而次光源與反射光能量減弱,即CPC對(duì)多徑效應(yīng)具有克服作用。(4)光線通過(guò)CPC聚光后在探測(cè)器的光能量分布不均勻,設(shè)計(jì)了CPC與菲涅爾透鏡的組合光學(xué)系統(tǒng),在不改變CPC最大聚光角的基礎(chǔ)上,光接收效率稍有下降,但光能量分布的均勻性有了良好改善。本文設(shè)計(jì)的CPC與菲涅爾透鏡的組合光學(xué)系統(tǒng),具有體積小、聚光比高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝簡(jiǎn)易等優(yōu)點(diǎn),其研究方法也為L(zhǎng)ED光通信的光學(xué)天線研究提供了新的思路。
[Abstract]:Indoor LED optical communication is a new wireless optical communication technology based on LED illuminating light source. The receiver is responsible for detecting, receiving, amplifying and processing signals, but the light emitting angle of LED lamp is not easy to receive. Due to the serious attenuation of light to the receiving end, it is necessary to place an optical antenna in front of the detector in order to converge the light and enhance the function of the received signal. In this paper, the optical antenna based on the compound parabolic concentrator CPC is studied. The main contents are as follows: (1) according to the illumination requirement of indoor lighting, a 4 脳 64 LED light source layout is designed in the room of 4.0m 脳 4.0m 脳 2.8m. The modeling results show that the maximum focal angle is 40. 0, the radii are lmm, the incident radius is 1. 556 mm, the focal length is 1. 643 mm, and the CPC with length of 3.046mm has a gain of 0. 5817 ~ 1. 3585 db. for the direct light of the probe plane. From the angle of illumination, The effect of CPC on overcoming multipath effect is studied. The experimental results show that the illumination of the main light source received by the detector increases by 1.3985 / 1.5690dband that of the secondary light source increases by -0.8459 / 1.2673db. however, the light intensity of the secondary light source increases in a positive direction by some special points, that is, the distance between the two light sources is basically the same. The multipath effect caused by the fact has no data showing that the direct illuminance increases by 0.5817 ~ 1.3585dband the reflectance decreases by 0.046 ~ 0.567db. Therefore, the energy of the main and direct light received by the detector is enhanced, while the energy of the secondary light and the reflected light is weakened, that is, CPC has the effect of overcoming the multipath effect. (4) the light energy of the detector is distributed unevenly after the light is condensed by the CPC. The combined optical system of CPC and Fresnel lens is designed. On the basis of not changing the maximum angle of concentrated light of CPC, the optical receiving efficiency is slightly decreased, but the uniformity of optical energy distribution is improved well. The combined optical system of CPC and Fresnel lens designed in this paper has the advantages of small volume, high light concentration ratio, simple structure and easy installation. Its research method also provides a new idea for the study of optical antenna in LED optical communication.
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN929.1

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本文編號(hào)：1904142