仿生复眼多级耦合光学天线优化设计及分析

作     者：陈考铭 杨春勇 吴庭明 倪文军 王润雨 侯金 陈少平 Chen Kaoming1, Yang Chunyong1, Wu Tingming1, Ni Wenjun2, Wang Runyu1, Hou Jin1, Chen Shaoping1

作者机构：中南民族大学电子信息工程学院智能无线通信湖北省重点实验室湖北武汉430074 华中科技大学光学与电子信息学院湖北武汉430074 

基　　金：湖北省自然科学基金科技支撑计划(2015BCE048) 湖北省自然科学基金重点项目(2014CFA051) 国家科技支撑计划(2015BAD29B01) 中央高校基本科研业务费专项资金自科培育项目(CZP17026) 

出 版 物：《中国激光》 (Chinese Journal of Lasers)

年 卷 期：2018年第45卷第7期

页      码：149-156页

摘      要：在阴影遮挡等非视距应用场景中,可见光通信系统的性能受限于严重的光功率衰减影响。基于仿生复眼的工作原理,设计了一种球面仿生复眼微透镜组和复合抛物面聚光器耦合的光学接收天线。利用Trace Pro软件分析球面仿生复眼的非成像特性,发现当探测面面积一定时,随着邻子眼光轴夹角减小,能量收集比率逐步提高,当邻子眼光轴夹角小于局部最优值时,能量收集比率达90%以上,接近最优。光轴夹角的局部最优值与探测器面积呈正相关。复眼的大视场特性随邻子眼光轴夹角的增大而逐步丧失,最终趋近于单透镜特性。对于可见光通信非视距链路的应用,可获得天线增益达56.45,视场角大于90°。利用MATLAB对室内信道进行数值分析,证明了仿生复眼多级耦合光学天线在阴影遮挡严重的场景下依旧能保持较高的馈入光功率,与普通的单透镜天线相比,平均功率提高了20 d Bm,表明所设计的光学天线具有大视场和高增益的特性,可有效提高室内可见光通信系统的抗阴影遮挡性能。

主 题 词：探测器 可见光通信 光学天线 耦合 复眼透镜 

学科分类：070207[070207] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-仪器类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/CJL201845.0704005

馆 藏 号：203307103...