本技术涉及一种利用光学智能表面进行空中光信号路由的系统及其实现技术。该系统通过在光智能飞行器上集成光学智能表面,实现基站发出的光信号通过这些表面逐级反射,覆盖整个光智能飞行器群,构建空中光路由网络。基站首先向一级光智能飞行器发射光信号,信号经一级飞行器上的光学智能表面分束和反射后,传递至二级光智能飞行器。二级光智能飞行器作为中间节点,继续通过光学智能表面将信号传递至后续飞行器,直至覆盖整个飞行器群。与传统光中继不同,本发明中的光学智能表面直接对光信号进行分束和反射,无需接收信号,从而实现极低的通信延迟和高能量效率,为一种低成本、低延迟、高能效的空中光路由解决方案。
背景技术
随着无人机、飞艇等飞行器技术的发展和大规模应用,空地间、空空间的通信网络搭建成为了人们研究的焦点。然而,空中射频通信具有能效和容量低、保密性差、易被拦截的缺陷。因此,人们逐渐使用波束能量集中、保密性更高的无线光通信,作为空中无线通信的方案。
然而随着飞行器数量的提升,飞行器组网的规模进一步扩大,基站端难以支持大量飞行器的实时光束对准和跟瞄。同时,飞行器在飞行过程中位置变化快,与基站距离远,基站端也难以实时获取每一个飞行器的精确位置和实时姿态。这就导致组网中部分飞行器无法接收到信号,与基站和其他飞行器断开链接。
与此同时,部分飞行器在飞行过程中可能存在电量不足的情况。现有的无线传能技术主要针对基站与少量的飞行器间。随着飞行器数量的增多,一种更高效的信号和能量传递方案需要被提出,以满足大规模空中组网的通信需求。
实现思路