本发明属于紫外非视距光通信，具体涉及基于快速量子点光转换的紫外光通信系统。
背景技术：
1、随着通信技术的不断发展，可见光通信（vlc）技术很好的解决了现阶段无线通信存在的频谱资源、保密性差、易受电磁干扰等问题。紫外光是基于大气散射和吸收进行传播的，可适应更加复杂的地理环境或电磁环境，例如超低空飞行的无人机小队、复杂环境下的单兵之间的通信等，是安全通信的重要选择之一。
2、紫外光通信系统一般由发射系统和接收系统组成，其中发射系统将加载了信息的光发射，接收端使用光电探测器进行光信号的接收，并将光信号转为电信号恢复出原始信息。与蓝绿可见光通信相比，紫外光通信在保密通信应用中具有多种优势。它具有高速、安全、方向性兼容度高的特点。目前，对紫外光通信，国内外多所机构进行了研究。研究主要在增大发射端功率、提高光接收端效率、降低传输过程损耗三个方面。目前使用的光电探测器一般为硅、锗等半导体器件，其对于紫外波段的光响应度远远低于可见光波段，对于非视距通信来讲，存在调制速率低、通信带宽小、传输距离近的问题。2019年，阿卜杜拉国王科技大学的boon s. ooi团队使用了基于彩色转换塑料闪烁光纤的光接收器设计，将紫外光转换成蓝光进行接收，3db带宽高达86.13 mhz，但通信距离只有30cm。2020年华南理工大学设计了基于fpga（第一次出现，是否需要显示中文）搭建低延时紫外光通信系统，实现了通信距离为100m，通信速率 9.6kbit/s，误码率 7.76×10-6的通信链路仿真。江沛等人着重于新型发射光源、新型天线结构设计，张曦文等人采用空分复用技术设计并构建机间的紫外光通信模型。综合国内外紫外通信研究现状，目前通信系统中光电探测器对于紫外波段响应率太低是制约其应用的关键因素。
技术实现思路
1、本发明针对硅、锗等半导体光电探测器对于紫外波段响应率太低的问题，提出一种用于紫外非视距光通信的基于快速量子点光转换的紫外光通信系统。
2、本发明将量子点的光转换技术应用到现有的紫外光通信系统中，既可以利用紫外非视距传输的特点，又能通过响应度高的绿光进行接收。
3、本发明提供的基于快速量子点光转换的紫外光通信系统，包括发射端和接收端两部分。其中，发射端包括信号发送模块和紫外led（发射机）模块，主要完成数据生成和发送等；接收端包括量子点光转换模块、接收机、信号处理模块和显示输出模块，主要完成紫外非视距通信、光转换、光电转换、信息传输等功能；其中：
4、所述信号发送模块，将原始发送信息通过任意波形产生器（awg）加载到产生的信号源波形上；
5、所述紫外led（发射机）模块，将信号发送模块产生的数字信号调制到紫外led灯上以光信号的形式发射出来；
6、所述量子点光转换模块，是一种量子点光转换薄膜，用于将紫外光转换成可见光；其原理是，量子点受到特定的光源激发后，会吸收光子能量，从而促使电子从价带跃迁到导带上，进而释放出光子；量子点光转换薄膜为基于聚合物乙酸乙烯共聚物（eva）制成的cs3cu2i5nc量子点薄膜、基于聚合物热塑性聚氨酯弹性体橡胶（tpu）制成的(ph4p)2mnbr4量子点薄膜以及基于聚合物聚二甲基硅氧烷（pdms）mn基钙钛矿量子点薄膜等其他紫外光转换可见光量子点薄膜；
7、所述接收机，一般为sipm、pmt等微弱信号探测器；通过探测器的光电导效应接收量子点光转换后的可见光信号，并将其重新转化为电信号；
8、所述探测器采用硅、锗等半导体光电探测器；
9、所述信号处理模块，接收机对接收到的信号作数字信号处理，还原出原始发送信息；
10、所述显示输出模块，将原始发送信息在示波器等显示载体上显示出来。
11、本发明设计紫外光通信系统，其信号传输流程为：信号发送模块中，使用dmt调制方式将信息加载到任意波形产生器产生的波形上；射频调制信号与紫外led的直流驱动信号耦合，驱动紫外led光源开启并将调制信号加载在光信号中进行发送；紫外led信号在空气中通过大气散射方式进行传输；量子点点光转换模块将传输的紫外光转换成可见光；接收机将转换后的可见光信号转换成为电信号，并由后端的信号处理模块进行还原；最后通过示波器等显示载体呈现出原始信号。至此，完成信号的传输。
12、与传统的紫外光通信系统不同的是，本发明在传统的紫外光通信系统中集成了紫外量子点光转换模块，利用硅、锗等半导体光电探测器对于可见光的响应度远高于对紫外光的响应度，将紫外光转换成可见光进行接收，从而来提高紫外光通信系统的传输速率。经过测试，集成量子点薄膜可以更好提高通信带宽，因此本发明在实际应用上可行，能够有效地提高紫外光通信系统的接收能力和传输质量。
1.基于快速量子点光转换的紫外光通信系统，其特征在于，包括发射端和接收端两部分；发射端包括信号发送模块和紫外led发射机模块，主要完成数据生成和发送；接收端包括量子点光转换模块、接收机、信号处理模块和显示输出模块，主要完成紫外非视距通信、光转换、光电转换、信息传输功能；其中：
2.根据权利要求1所述的紫外光通信系统，其特征在于，所述量子点光转换薄膜选自基于聚合物乙酸乙烯共聚物制成的cs3cu2i5nc量子点薄膜、基于聚合物热塑性聚氨酯弹性体橡胶制成的(ph4p)2mnbr4量子点薄膜以及基于聚合物聚二甲基硅氧烷的mn基钙钛矿量子点薄膜。
3.根据权利要求1所述的紫外光通信系统，其特征在于，所述光电探测器采用硅或锗半导体光电探测器。
4.根据权利要求1-4之一所述的紫外光通信系统，其特征在于，信号的传输过程为：信号发送模块中，使用dmt调制方式将信息加载到任意波形产生器产生的波形上；射频调制信号与紫外led的直流驱动信号耦合，驱动紫外led光源开启并将调制信号加载在光信号中进行发送；紫外led信号在空气中通过大气散射方式进行传输；量子点点光转换模块将传输的紫外光转换成可见光；接收机将转换后的可见光信号转换成为电信号，并由后端的信号处理模块进行还原；最后通过示波器等显示载体呈现出原始信号。