白光LED可見光通信接收系統(tǒng)研究.pdf

1、白光LED可見光通信(VLC-LED)是一項新興技術，在嚴格限制電磁干擾的場合可替代射頻通信，應用前景廣闊。VLC-LED的接收機承擔著檢測、恢復、處理信號的作用，它的信噪比決定了整個系統(tǒng)的通信性能。然而LED出光角度大不易收集，光經(jīng)空間傳播后到達接收機時已衰減得十分微弱，因此需要在光電探測器前設置光學天線，以達到會聚光線、增強接收信號的作用。復合拋物面聚光器(CPC)可以把給定接收角范圍內的光線按照接近理想聚光比收集到接收器上，具有寬

2、視場高聚光的特點，符合VLC-LED系統(tǒng)對聚光器的要求。當前，很多研究人員在VLC-LED系統(tǒng)中設置半球透鏡等初級聚光器用來收集光線，效果并不十分明顯。將CPC作為可見光通信的光學天線正是本論文研究的主要內容:
　　首先，分析規(guī)范CPC結構和聚光原理，利用蒙特卡羅光線追跡仿真研究各要素包括最大接收角、通信距離D、觀測距離H以及偏移角對光接收性能的影響，發(fā)現(xiàn)接收角越小聚光比越高，同時器件體積越大，能適應的收-發(fā)偏移角度也越小。

3、>　　其次，建立非規(guī)范CPC的數(shù)學模型，分析了截去率對聚光比、最大接收角及裝置材料等因素對其聚光特性的影響，提出兼顧聚光性能和經(jīng)濟因素的合理截取范圍為頂端截短1/3～1/2。再次，設計了基于非規(guī)范復合拋物面聚光器的VLC-LED系統(tǒng)光學接收天線，設定出射半徑11mm，原接收角25°，截去率為1/2;仿真結果顯示優(yōu)化型CPC比對應的規(guī)范CPC體積減少了近45％，而接收總光通僅減少16％～18％，器件聚光效率得到了提高。
　　最后，針