水下光通信LED阵列光源方法与实现-论文.pdf

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1、总第243期舰船电子工程VoL34No．92014年第9期ShipElectronicEngineering147水下光通信LED阵列光源方法与实现金晓字邓荣马军谢小秋(1．海军蚌埠士官学校兵器系蚌埠233012)(2．92815部队宁波315716)摘要为了设计一种新的用于水下通信的光源，分析了LED光源用于水下通信的优势，介绍了水下光通信系统选择光源的条件，进行了具体的LED光源阵列及其光学系统设计，最后进行了水下光通信实验。实验结果表明：LED阵列光源应用于水下光通信，体积小，重量轻，结构简单，能较好、较快地实现水下光通信。关键词光通信；阵列光源；L

2、ED；水下中图分类号TN919BOI：10．3969／j．issn1672—9730．2014．09．040TechniqueandRealizationofLEDArrayLamp-houseinUnderwaterOpticalCommunicationJINXiaoyuDENGRongMAJunzXIEXiaoqiux(1．DepartmentofWeaponry，NavyCollegeofPettyOfficer，Bengbu233012)(2．No．92815TroopsofPLA，Ningbo315716)AbstractIntheintere

3、stofdesigninganewcommunicationlamp-houses，theadvantagesofLEDsourcesinunderwateropticalcommunicationwereanalyzed．Introducingtheconditionsofchoosinglamp-houseofunderwateropticalcommunica—tionsystem，thearraylamp-houseandtheopticalsystemweredesign．Finally，theunderwateropticalcommunica

4、tionexperi—mentswereconducted．TheresultsofexperimentsshowedthatwhenLEDarraywasusedforlamp-houseinunderwateropti—calcommunication，thecubageissmall，theweightislight，theconfigurationissimple，anditisgood．KeyWordsopticalcommunication，arraylamp-house，LED，underwaterClassNuml~rTN9]9目前，水下光

5、通信研究中，以激光对潜通信研1引言究为主，也有部分应用LED做光源进行水下光通所谓水下光通信，就是以光为信息载体，脉冲信的研究。其中，2004年，澳大利亚国防部资助的数字编码来调制，通过水下信道传输信息的通信方研究项目采用可见光LED实现了2m内57kb／s的式L1q]。水下光通信具有频带宽、通信速率大和保数据通信。2004年，美国的WoodsHole研究所和密性好等优点。一般认为，由于水体的吸收和散射麻省理工在海水中采用普通的蓝光LED实现了作用，光波在水下传输的衰减很大，但是，研究表115kb／s的Irda通信，距离达到5m[8~1o]。本文在明，某些

6、特定波长的光波在水下的衰减远小于其他分析LED作光源进行水下光通信的优点基础上，波长的光波，这些特定波长的光波为蓝绿光，波长介绍了水下光通信系统选择光源的条件，根据这些470～540nm[q]。用LED做光源进行水下光通条件，设计了具体的光源阵列及其光学系统，最后信，发射机和接收机相对容易对准，还能兼顾照明。应用设计的系统进行了水下光通信实验。它体积小，重量轻，便于携带，适合安装在水下小型2LED光源用于水下光通信的优点航行器和潜水员身上。本文立足于此，展开相关系统设计和理论研究。1)容易对准收稿日期：2014年3月13日，修回日期：2014年4月27日作

7、者简介：金晓宇，男，讲师，研究方向：大气与海洋光电探测。148金晓宇等：水下光通信LED阵列光源方法与实现总第243期相比LD光源而言，LED光源发射的光束发散2)功率应较大。由于水下光信道层段的损耗角大，一定距离的水下传输后，发射光斑相对激光光较大，从发射到接收一般都经过几个数量级的功率斑要大很多，因此在接收端，只要探测器在光斑能量衰减，探测器上接收到的甚至是nW、pW量级的光允许的范围内都可以接收到信号。所以反射机和接功率信号。收机在水下不稳定工作平台上对准时就相对容易，3)应适应水下通信的要求，光源应响应特性另外，在水下平台的扰动时，抗干扰能力也相对

8、较好、质量小、体积轻、功耗低，适应振动、温度、湿度强，不容易通信中