一种水下光通信发射方法及发射系统与流程

技术特征：
1.一种水下光通信发射方法，其特征在于，包括：水下设备发射多组光线，每组光线为两束光线，且每组光线照射到水面形成的两点与水下设备的铅垂线共面，根据每组光线在水面形成的两点、以及该两点到水下设备距离，计算该两点连线间的水平斜角γ，将两点连线间的水面区域作为子分区，所述水平斜角γ作为其所在子分区的波浪斜角；从所有组光线在水面上形成的点覆盖的区域中，排除反射异常的子分区、发生全反射的子分区、以及该两点到水下设备距离明显偏离深度平均值的子分区；结合子分区的波浪斜角调整水下设备光束发出的角度，使光束从剩余子区域射出。2.如权利要求1所述的水下光通信发射方法，其特征在于，所述水平斜角γ的计算方式为：其中，α1和α2分别为水下设备发射的同一组两束光线与所述铅垂线的夹角；一组两束光线与水面形成两点中，其中一个点到水下设备的距离为l1，另一个点到水下设备的距离为l2。3.如权利要求1所述的水下光通信发射方法，其特征在于，所述反射异常的子分区为：反射光功率偏离平均反射功率30％的子分区。4.如权利要求1所述的水下光通信发射方法，其特征在于，所述该两点到水下设备距离明显偏离深度平均值的子分区为：该两点到水下设备距离偏离深度平均值30％的子分区。5.如权利要求1所述的水下光通信发射方法，其特征在于，发生全反射的子分区的判断依据为：其中，n1为信号光在水中的折射率，n2为信号光在空气中的折射率，θ为光束相对于水面法线的夹角。6.如权利要求5所述的水下光通信发射方法，其特征在于，调整水下设备光束发出的角度，遵循光束发出时相对于水下设备铅垂线的夹角为γ-θ：7.如权利要求1-6任一所述的水下光通信发射方法，其特征在于，水下设备包括同位置设置的tof传感器，通过所述tof传感器向水面发射多组光线，每组光线照射到水面形成两点；所述tof传感器还用于接收水面上两点返回的光，并计算水下设备分别到两点之间的距离。8.一种水下光通信发射系统，其特征在于，包括水下设备，所述水下设备包括：tof传感器模块，用于发射多组光线，每组光线为两束光线，且每组光线照射到水面形成的两点与水下设备的铅垂线共面；还用于获得该两点到水下设备距离；计算模块，用于根据每组光线在水面形成的两点、以及该两点到水下设备距离，计算该
两点连线间的水平斜角γ，将两点连线间的水面区域作为子分区，所述水平斜角γ作为其所在子分区的波浪斜角；还用于从所有组光线在水面上形成的点覆盖的区域中，排除反射异常的子分区、发生全反射的子分区、以及该两点到水下设备距离明显偏离深度平均值的子分区；控制模块，用于结合子分区的波浪斜角调整水下设备光束发出的角度，使光束从剩余子区域射出。9.如权利要求8所述的水下光通信发射系统，其特征在于，所述水平斜角γ的计算方式为：其中，α1和α2分别为水下设备发射的同一组两束光线与所述铅垂线的夹角；一组两束光线与水面形成两点中，其中一个点到水下设备的距离为l1，另一个点到水下设备的距离为l2；所述反射异常的子分区为：反射光功率明显偏离平均反射功率30％的子分区；所述该两点到水下设备距离明显偏离深度平均值的子分区的依据为：偏离深度平均值30％的子分区。10.如权利要求9所述的水下光通信发射系统，其特征在于，发生全反射的子分区的判断依据为：其中，n1为信号光在水中的折射率，n2为信号光在空气中的折射率，θ为光束相对于水面法线的夹角；调整水下设备光束发出的角度，遵循光束发出时相对于水下设备铅垂线的夹角为γ-θ：

技术总结
一种水下光通信发射方法及发射系统，涉及通信应用领域，包括：水下设备发射多组光线，每组光线为两束光线，且每组光线照射到水面形成的两点与水下设备的铅垂线共面，根据每组光线在水面形成的两点、以及该两点到水下设备距离，计算该两点连线间的水平斜角γ，将两点连线间的水面区域作为子分区，所述水平斜角γ作为其所在子分区的波浪斜角；从所有组光线在水面上形成的点覆盖的区域中，排除反射异常的子分区、发生全反射的子分区、以及该两点到水下设备距离明显偏离深度平均值的子分区；结合子分区的波浪斜角调整水下设备光束发出的角度，使光束从剩余子区域射出。本发明避免接收困难，保证水下设备在水面波动时仍能够维持可靠的对空中通信。的对空中通信。的对空中通信。


技术研发人员：刘武 杨超 罗鸣
受保护的技术使用者：武汉邮电科学研究院有限公司
技术研发日：2021.12.20
技术公布日：2022/4/26