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

1、可見光通信技術是基于白光 LED照明光源的無線光通信技術，在機場、醫(yī)院等嚴格限制電磁干擾的場合可替代射頻通信，應用前景廣闊。可見光通信技術的研究和發(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，結構簡單，可滿足可見光通信系統(tǒng)的技術要求。
　　論文首先分析了可見光通信系統(tǒng)對光源和光接收器的基本技術要求。提出將菲涅爾透鏡作為集光器，用來會聚信號光，提高探測器接收到的光能量。設計了兩種光接收器的結構和接收方

2、法。通過測量可見光通信系統(tǒng)的空間光照度分布，重點研究了墻壁的反射作用和多光源引起的多徑效應對系統(tǒng)性能的影響。存在四面墻壁反射并有四個 LED光源共同工作時，距墻壁0.5m范圍內，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％，說明墻壁反射和多光源會引起嚴重的多徑效應。
　　利用ZEMA

3、X軟件設計了具有良好的短焦距會聚性能的菲涅爾透鏡，尺寸和會聚特性滿足可見光通信系統(tǒng)光接收器的技術要求。實際測試了單塊菲涅爾透鏡對光能量接收的增益效果，當透鏡對準主光源時，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3.87dB~5.06dB，從而減小墻壁的反射作用和多光源對系統(tǒng)性能的不利影響，有助于克服多徑效應和碼間串擾，提高接收端的信噪比。證明用單菲涅爾透鏡對準主光源的接收方法的有益效果和可