專利名稱：無線激光供能反向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種以無線的形式用激光給遠(yuǎn)端裝置提供能量的領(lǐng)域,特別 是一種無線激光供能反向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。 二、技術(shù)背景目前,常用的能量轉(zhuǎn)換供能方式主要有太陽能、蓄電池、無線微波等。這些供 能方法不足之處是太陽能供能輸出易受外界環(huán)境溫度變化、季節(jié)變化等因素 的影響，導(dǎo)致供能電源不穩(wěn)定。蓄電池使用壽命比較短，如果接在電路的高壓 側(cè)維護(hù)比較困難。無線微波供能，則有輻射、受電磁干擾、電路工作不穩(wěn)定。 上述的供能方法都不太適合給在高壓、強(qiáng)電磁干擾等惡劣環(huán)境中工作的電子電 路提供電源，更不能在實(shí)現(xiàn)供能功能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)終端數(shù)據(jù)信息的提取和反向傳 輸。三、實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為克服上述的不足，向社會提供一種不干擾其它電波， 也不受任何無線電波的干擾、無輻射、環(huán)保、供能穩(wěn)定、可靠的無線激光供能 反向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。本實(shí)用新型包括激光供能模塊、反向數(shù)據(jù)傳輸模塊。所述的激光供能模塊是 由紅外線激光器、1#發(fā)射天線、光能會聚透鏡、1#接收天線、高效光電轉(zhuǎn)換器組成。反向數(shù)據(jù)傳輸模塊是由信息處理模塊、1#光端機(jī)、2#發(fā)射天線、2#接收天線、2#光端機(jī)、信息終端組成。其特征是激光供能模塊中的紅外線激光器通過光纖與l"發(fā)射天線聯(lián)接、會聚透鏡置放在1#發(fā)射天線和1#接收天線之間，1#發(fā)射天線壓縮發(fā)散角以1 3mrad的發(fā)散角將光能通過會聚透鏡定向發(fā)送給1#接收天線， 1#接收天線配裝在會聚透鏡和高效光電轉(zhuǎn)換器之間，高效光電轉(zhuǎn)換器有兩個(gè)輸出 端， 一端是驅(qū)動電路工作；另一端接反向數(shù)據(jù)傳輸模塊的信息處理模塊，信息 處理模塊接2#光端機(jī)，2#光端機(jī)接2#發(fā)射天線、通過激光信息以空氣為媒介與 2#接收天線聯(lián)接，2#光端機(jī)接在2#接收天線和信息終端之間。所述的1#發(fā)射天線、2#發(fā)射天線、1#接收天線、2#接收天線中配裝著發(fā)射光 學(xué)會聚系統(tǒng)和接收光學(xué)會聚系統(tǒng)。發(fā)射光學(xué)會聚系統(tǒng)是由光纖接口、外殼、至 少一塊以上的透鏡組成。其外殼的尾端配裝著光纖接口、透鏡與透鏡之間相隔 l-100mm的距離固裝在外殼的內(nèi)腔中。接收光學(xué)會聚系統(tǒng)是由光纖耦合口、外 殼、兩塊透鏡組成。其外殼的尾端配裝著光纖耦合口、透鏡與透鏡之間相隔一定的距離固裝在外殼的內(nèi)腔中。工作時(shí)，紅外線激光器將激光信號通過光纖送入1#發(fā)射天線、1#發(fā)射天線壓縮發(fā)散角、以1 3mmd的發(fā)散角將光能定向發(fā)送給光能會聚系統(tǒng)、通過調(diào)整光 能會聚透鏡在1#發(fā)射天線和1#接收天線之間距離、使1#接收天線獲得最佳的會 聚光能，1#接收天線將接收到的光能耦合進(jìn)一根多模光纖中，通過高效光電轉(zhuǎn)換 器，將光能轉(zhuǎn)換成為相應(yīng)功率的電能驅(qū)動電路工作；同時(shí)，反向數(shù)據(jù)傳輸模塊 中的信息處理模塊將從高效光電轉(zhuǎn)換器中提取電能，將電壓、電流以及各種電 信號數(shù)據(jù)信息，通過2#光端機(jī)轉(zhuǎn)換成激光信息送給2#發(fā)射天線、以空氣為媒介 把激光信號發(fā)送給2#接收天線，通過1#光端機(jī)的處理、將激光信息轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù) 信息送給信息終端，以便實(shí)現(xiàn)終端監(jiān)控。由于本實(shí)用新型是由無線激光供能模塊和反向數(shù)據(jù)傳輸模塊組成的，是將光 能轉(zhuǎn)換成電能、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程驅(qū)動，然后再將提取到的電信號轉(zhuǎn)換為光信號、轉(zhuǎn)換 成數(shù)據(jù)信息進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。其系統(tǒng)設(shè)計(jì)先進(jìn)，抗干擾能力強(qiáng)，在高電壓、強(qiáng)電 磁輻射的環(huán)境中運(yùn)行穩(wěn)定，光電轉(zhuǎn)換率高，數(shù)據(jù)傳輸可靠、精度高，無輻射、 環(huán)保、安全，不僅適合電力系統(tǒng)以及民用電器產(chǎn)品，也適合技偵及監(jiān)測系統(tǒng)。四、
1圖l為本實(shí)用新型連接結(jié)構(gòu)示意圖；2圖2為本實(shí)用新型發(fā)射光學(xué)會聚系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；3圖3為本實(shí)用新型接收光學(xué)會聚系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。五具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型包括激光供能模塊1、反向數(shù)據(jù)傳輸模塊2。所述的激光供 能模塊1是由紅外線激光器7、 1#發(fā)射天線8、光能會聚透鏡9、 1#接收天線10、 高效光電轉(zhuǎn)換器11組成。反向數(shù)據(jù)傳輸模塊2是由信息處理模塊12、 2#光端機(jī) 13、 2#發(fā)射天線14、 2#接收天線15、 1#光端機(jī)16、信息終端17組成。所述的 1#發(fā)射天線8、 2#發(fā)射天線14中配裝著發(fā)射光學(xué)會聚系統(tǒng)8—1、 14—1，在1# 接收天線10、 2#接收天線15中配裝著和接收光學(xué)會聚系統(tǒng)10—1、 15—1。發(fā)射 光學(xué)會聚系統(tǒng)8—1、 14一1是由光纖接口3、外殼4、兩塊透鏡4—1、 4一2組 成。該外殼4的尾端配裝著光纖接口3，兩塊透鏡相隔1 100mm的距離固裝在 外殼4的內(nèi)腔中。接收光學(xué)會聚系統(tǒng)10—1、 15—1是由光纖耦合口5、外殼6、 兩塊透鏡6—1、 6—2組成。該外殼6中的配裝著光纖耦合口 5、兩塊透鏡6—1、 6—2、相隔1 100mm的距離固裝在外殼的內(nèi)腔中。紅外線激光器7將信號通過1#發(fā)射天線8中的發(fā)射光學(xué)會聚系統(tǒng)8—1的光纖接口 3，經(jīng)兩個(gè)透鏡4一1、 4 一2的會聚、壓縮，以1 3mrad的發(fā)散角將光能定向發(fā)送給1#接收天線10，光 能會聚透鏡9設(shè)置在f發(fā)射天線和1#接收天線10之間，通過調(diào)整光能會聚透鏡 9在1#發(fā)射天線8和1#接收天線10之間距離，可以使1#接收天線10獲得最佳 的會聚光能。當(dāng)1#接收天線10中的接收光學(xué)會聚系統(tǒng)10—1的接收到光能時(shí)， 經(jīng)兩個(gè)透鏡6—1、 6—2的會聚，獲得最佳的會聚光能，通過光纖耦合口5將光 能傳送給高效光電轉(zhuǎn)換器11，高效光電轉(zhuǎn)換器11將光能轉(zhuǎn)換成為相應(yīng)功率的電 能驅(qū)動電路工作；同時(shí)，反向數(shù)據(jù)傳輸模塊2中的信息處理模塊12將從高效光 電轉(zhuǎn)換器ll中提取電能，將電壓、電流以及各種電信號數(shù)據(jù)信息，通過2#光端 機(jī)13轉(zhuǎn)換成激光信息，送給2#發(fā)射天線14中的發(fā)射光學(xué)會聚系統(tǒng)14—1的光 纖接口3、經(jīng)發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)14一1中的兩個(gè)透鏡4一1、 4—2的會聚、壓縮，以 1 3mrad的發(fā)散角，以空氣為媒介，把激光信號發(fā)送給2#接收天線15，使2#接 收天線15接收到激光信號，經(jīng)過接收光學(xué)系統(tǒng)15—1中的兩個(gè)透鏡6—1、 6—2 的會聚、壓縮，再通過該系統(tǒng)15—1的光纖耦合口 5將信號耦合進(jìn)一根多模光 纖中，通過1#光端機(jī)16的處理、將激光信息轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信息送給信息終端17， 以便實(shí)現(xiàn)終端監(jiān)控。調(diào)整發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)中的透鏡4—1、 4—2和接收光學(xué)會聚系 統(tǒng)的透鏡6—1、 6—2的距離，目的是會聚光能，這種調(diào)整工序是在生產(chǎn)產(chǎn)品過 程中完成。
權(quán)利要求1、一種無線激光供能反向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)包括激光供能模塊(1)、反向數(shù)據(jù)傳輸模塊(2)。其特征是激光供能模塊(1)中的紅外線激光器通過光纖與1#發(fā)射天線(8)聯(lián)接、會聚透鏡(9)置放在1#發(fā)射天線(8)和1#接收天線(10)之間，1#發(fā)射天線(8)壓縮發(fā)散角以1～3mrad的發(fā)散角將光能通過會聚透鏡(9)定向發(fā)送給1#接收天線(10)，1#接收天線(10)配裝在會聚透鏡(9)和高效光電轉(zhuǎn)換器(11)之間，高效光電轉(zhuǎn)換器(11)有兩個(gè)輸出端，一端是驅(qū)動電路工作；另一端接反向數(shù)據(jù)傳輸模塊(2)的信息處理模塊(12)，信息處理模塊(12)接2#光端機(jī)(13)，2#光端機(jī)(13)接2#發(fā)射天線(14)、通過激光信息以空氣為媒介與2#接收天線(15)聯(lián)接，2#光端機(jī)(13)接在2#接收天線(15)和信息終端之間。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線激光供能反向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征是所 述的激光供能模塊(1)中的紅外線激光器(7)接1#發(fā)射天線(8)、通過光能 會聚透鏡(9)會聚光能，1#接收天線(10)配裝在光能會聚透鏡(9)和高效光 電轉(zhuǎn)換器(11)之間，高效光電轉(zhuǎn)換器(11)有兩個(gè)輸出端， 一個(gè)是驅(qū)動電路(F)工作；另一個(gè)接反向數(shù)據(jù)傳輸模塊(2)的信息處理模塊(12)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線激光供能反向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征是所 述的反向數(shù)據(jù)傳輸模塊(2)的信息處理模塊(12)，信息處理模塊(12)接2# 光端機(jī)(13)， 2#光端機(jī)(13)接2#發(fā)射天線(14)、以空氣為媒介將光信號傳輸 給2#接收天線(15)， 1#光端機(jī)(16)接在2#接收天線(15)和信息終端(17) 之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線激光供能反向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征是在 1#發(fā)射天線(8)、 2^發(fā)射天線(14)中配裝著發(fā)射光學(xué)會聚系統(tǒng)(8—1)、 (14一 1)，該系統(tǒng)是由光纖接口 (3)、外殼(4)和至少一塊以上透鏡(4一1)、 (4一2) 組成，透鏡(4一1)、 (4一2)之間相隔l~100mm的距離配裝在外殼(4)的內(nèi) 腔中，外殼(4)的尾端配裝著光纖接口 (3)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線激光供能反向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征是在 1#接收天線(10)、 2#接收天線(15)中配裝著接收光學(xué)會聚系統(tǒng)(IO—I)、 (15一U，該系統(tǒng)是由光纖耦合口 (5)、外殼(6)和至少一塊以上的透鏡(6—1)、 (6—2)組成，透鏡(6 — 1)、 (6 — 2)之間相隔1 100mm的距離固裝在外殼(6) 的內(nèi)'腔中，外殼(6)的尾端配裝著光纖耦合口 (5)。
專利摘要本實(shí)用新型無線激光供能反向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，是由無線激光供能模塊和反向數(shù)據(jù)傳輸模塊組成的，是將光能轉(zhuǎn)換成電能、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程驅(qū)動，將激光信息轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信息送給信息終端，以便實(shí)現(xiàn)終端監(jiān)控，其系統(tǒng)設(shè)計(jì)先進(jìn)，抗干擾能力強(qiáng)，在高電壓、強(qiáng)電磁輻射的環(huán)境中運(yùn)行穩(wěn)定，光電轉(zhuǎn)換率高，數(shù)據(jù)傳輸可靠、精度高，無輻射、環(huán)保、安全，不僅適合電力系統(tǒng)以及民用電器產(chǎn)品，也適合技偵及監(jiān)測系統(tǒng)。
文檔編號H04B10/10GK201118595SQ20072008190
公開日2008年9月17日 申請日期2007年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月6日
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