基于LED的可见光通信是当今社会通信发展的热点方向之一,因其可以集照明和通信两个功能二合一,并且对人眼无害,绿色环保,且不受其他电磁干扰,因此受到各国研究者的重视,许多研究所和高校都开辟了以可见光通讯为主题的课题研究。然而,室内可见光通信虽然不如室外可见光通信那样受到外界自然光的干扰,但多灯光路和墙壁地面反射造成的码间干扰问题、背景噪声的影响以及实时通信速率和误码率的高要求,这些困难都制约着室内可见光通信的发展。根据可见光接收天线要求宽视场角、高接收增益、和小型化的要求,本文基于现有光电元件的特性和水平,开展研究工作如下:1、对信道模型进行了简要分析,分别给出直视型与非直视型链路下系统的光照度、脉冲响应、直流增益和接收功率的理论计算模型。并对系统的噪声、信噪比及码间干扰进行了分析和讨论。2、基于对复合抛物面聚光器(CPC)的研究,提出一种大视场的接收透镜的设计。透镜形状的上半部为球面,下半部为CPC形状。在均匀折射率的情况下,根据CPC的光学特性,计算和优化了透镜增益与球面、CPC参数的之间的关系。CPC的出口半径为3mm,入口半径为6.4mm,球面曲率半径为8.32mm,接收透镜的高度为15.1毫米,满足小型化要求。为了进一步扩大设计天线的接收视场角,在设计透镜的优化形状基础上,考虑梯度折射率分布,分别模拟分析了轴向、径向与锥向折射率分布对透镜接收性能的影响。3、利用Trace Pro对平行光束和一个朗伯光源下的5m?5m?3m的空旷房间建立模型,分别仿真出接收天线在两种模型下的接收效果,并与单独CPC的接收效果进行比较。在平行光束的光源下,模拟结果可知,在设计天线无折射率变化的情况下,天线的半视场角从单独CPC的23.5°扩大至30°,当梯度折射率为轴向锥形分布时,透镜的半视场角可以增大到36°。在朗伯光源的房间模型下,设计天线的平均接收增益比单个CPC系统大1.72倍,且无明显信号接收死角,经仿真验证验证适用于室内可见光通信。4、根据对高增益的设计要求,提出一种平板波导天线,其结构由微透镜阵列、二次光学元件和光导本身组成。针对室内可见光通信的特点,对传统二次光学元件的平面反射面进行优化,提出阶梯型反射面的设计。所设计天线分别适用于室内可见光通信中的不同场景需求,并仿真验证了其接收信噪比与视场角的可实用性。