可见光通信系统中接收透镜的研究

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1、学校代码10459学号或申请号201312171979密级硕士学位论文可见光通信系统中接收透镜的研究作者姓名：李文阳导师姓名：孙晓红教授学科门类：工学专业名称：物理电子学培养院系：信息工程学院完成时间：2016年5月Athesis(dissertation)submittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterInvestigationonthereceivinglensinthevisiblelightcommunicationsystemByWenYan

2、gLiSupervisor:Prof.XiaoHongSunPhysicalElectronicsSchoolofInformationEngineeringMay,2016学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论丈，是本人在导师的指导下，独立进行硏究所取得的成果，本论文不包含任何其他个人或集。除文中已经注明引巧的内容外体己经发表或撰写过的科研成果，。对本文酌研究做出重要贡献的个人和集体巧鬥在义中巧确方式称明。本声明的法律责任由本人承担。＜目学位论文作者：＾支曰期剖ｉ年ＪＴ月

3、Ａ曰学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知巧产权旧属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同怠学校保留或向国家有关部ｎ或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阔；本人授权郑州大学可将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，巧抖采用影印、缩巧或者其他复制手段保存论文和茫；编本学位论文。本人离校后发表、使巧学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时一，第署名单位仍然为郑卿大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学

4、位论文作者；ｉ日刖月；２４年月立巧ｐ摘要摘要可见光通信（VLC，visiblelightcommunication）技术是一种在白光LED技术上发展起来的新兴无线光通信技术。它利用白光LED发出肉眼难以分辨的高速明暗闪烁的信号来传递信息。它可以同时实现照明与通信的功能。与传统的射频通信以及其它无线通信相比，可见光通信无需无线电频谱授权，具有保密性好，发射功率高，传输速度快以及无电磁辐射及干扰等优点。可见光通信中的关键技术包括编码调制技术、光源的选择与布局、克服码间串扰、接收解调技术以及全双工模式的

5、实现。可见光通信系统接收端光学透镜的研究和发展方向是尺寸小、重量轻、短焦距、高聚光效率、大视场角等，因此透镜的设计和优化至关重要。本文对可见光通信系统中接收端光学透镜进行了优化设计研究，主要研究内容包括：设计了菲涅尔透镜用于可见光通信系统中的接收透镜，改变透镜参数，用光线追踪法对其会聚效应、视场角进行研究，优化设计透镜的结构和参数。通过建模仿真分析孔径、F数、环数对菲涅尔透镜聚光效果以及视场角的影响，最终在使用单个透镜时，选择孔径为20毫米、F数为1、环数为40的菲涅尔透镜做为可见光通信系统的接收透镜。

6、以平凸透镜和菲涅尔透镜为基元，设计了复眼平凸透镜和复眼菲涅尔透镜，通过理论建模，优化设计透镜结构参数。复眼菲涅尔透镜相比于复眼平凸透镜减小了透镜的材料，且表面更平滑，但其制作工艺更加复杂。平面的复眼透镜可用于可见光通信系统的MIMO技术中做为接收透镜；曲面的复眼透镜可以大大扩大接收端接收透镜的视场角，减小了对光源阵列布局的要求，我们可以根据需要选择合适的透镜用于可见光通信系统的接收透镜。利用准晶的负折射特性，提出使用准晶平板透镜作为可见光通信系统的接收透镜，并从实验上制作出准晶光子晶体结构。关键词：可见

7、光通信技术；接收透镜；菲涅尔透镜；复眼透镜；准晶IAbstractAbstractVisiblelightcommunication(VLC,visiblelightcommunication)technologyisdevelopedinawhiteLEDlighttechnologyforemergingwirelesscommunicationtechnology.Ituseshigh-speedflashingsignallightemittedfromtheLEDwhichisdifficul

8、ttodistinguishbynaked-eyetoconveyinformation.Itcanachievefunctionallightingandcommunication.Comparedtoconventionalradiocommunicationsandotherwirelesscommunications,VLCradiospectrumwithoutauthorization,hassomeadvantages,suc