CN1985443A - 无线振荡装置以及雷达装置 - Google Patents

Abstract

在雷达装置用的无线振荡装置中，不需要通过频带的要求规格高的接收侧滤波器，也不需要高性能且高耐久性的振荡装置及放大器，这样来提供实用性高的雷达装置用无线振荡装置。无线振荡装置具有：振荡用光调制器(2)；调制单元(6)，其用于调制通过光调制器(2)的载波P，使边带Q、R重叠；振荡用感光器(7)，其接收来自光调制器(2)的出射光B，转换为电信号；和放射单元(8)，根据该电信号来放射无线信号C。

Description

无线振荡装置以及雷达装置

技术领域

本发明涉及无线振荡装置以及雷达装置。

背景技术

在智能交通系统(ITS)中，以车载雷达为首，利用了电波的雷达系统的需要正在扩大。近年来，采用76GHz频带的雷达装置的开发已获得很大进展，一部分已开始了实用化。

目前，车载雷达作为设置在车身前面对前方进行检测来防止相撞的传感器，可以测量前方车的方位、距离、相对速度。今后，因为对确保安全车距控制车速的巡航控制系统(ACC)等需要的高涨，所以不仅前方，为了检测超越车辆及人等障碍物进行车道控制，需要检测侧方，再者为了辅助停车及防止冲突等还需要后方检测，因此在车身上安装多个雷达的需要正在提高。

如图1所示，现有的毫米波雷达由FM调制器、局部振荡器、功率放大器递倍器、电分配器(divider)、发送天线、接收天线、混频器构成。上述RF部分被MMIC化，但是成本高成为普及的问题。今后，如上所述，有希望装备多个雷达装置这样的需要，但是如上所述，因为RF部分的成本高，所以实际上非常困难。

此外，在振荡器和电分配器之间、发送天线以及混频器之间，因为损失的问题而需要尽可能使传送距离变短。因此，将振荡器设置在天线的近前，所以对振荡器要求在恶劣环境下的高耐久性。另一方面，为了作为雷达装置工作，而热切期望频率稳定度、低强度杂音、低相位杂音，并需要满足上述双方的要求特性。因此，振荡器的成本变高。

在特开2002-162465号公报中公开了锁模激光器的副载波光源的雷达装置。利用该装置，可以通过光纤和光分波器将出射光分为多个路径，可以在1台振荡器中共用，还可以大大降低在RF部分中所需的零件数，所以可以降低成本。再者，因为可以自由地选择振荡器的设置位置，所以可以缓和对振荡器的要求性能，可以进一步降低成本。

在使用了锁模激光器等副载波光源的雷达装置中，振荡频谱以任意的纵向波形间隔多次出现。因此，除了希望的差频频率之外，还产生了多个无线信号。因此，多个无线信号从物体反射回来，所以需要在接收侧设置频率滤波器，且使滤波器通过频带的要求规格变严，所以必需除去多个不需要的无线信号。

另外，为了使用锁模激光器来产生76GHz频带的无线信号，需要76GHz频带的振荡器。这样的振荡器，由于上述的2个理由而使成本变高。

此外，锁模激光器等的副载波光源，由于如上所述产生了具有多个不需要频率的无线信号，所以在能量上转换效率恶化，尤其在分支为多个路径的情况下，难以确保规定的无线信号输出。为了确保规定的无线信号的输出需要大规模且高性能的光放大器或者功率放大器，这成为成本高的原因。

发明内容

本发明的课题是，在雷达装置用的无线振荡装置中，不需要通过频带的要求规格高的接收侧滤波器，也不需要高性能且高耐久性的振荡装置及放大器，这样来提供实用性高的雷达装置用无线振荡装置。

本发明是用于使无线信号振荡的无线振荡装置，其特征是，具有：振荡用光调制器；调制单元，其用于调制通过该光调制器的光载波而使边带重叠；振荡用感光器，其接收来自光调制器的出射光，转换为电信号；和无线信号放射单元，其根据该电信号来放射无线信号。

另外，本发明是具有所述无线振荡装置的雷达装置，其特征是，具有用于接收从物体反射的信号的接收单元，根据该接收信号以及无线信号来得到与物体相关的信息。

本发明人，发明了不是使用锁模激光器等副载波光源而是使用光强度调制器及光相位调制器等光调制器的雷达装置。对其原理一边参照图2的模式图一边进行叙述。

图2所示的无线振荡装置，具有：光源1、光调制器2、调制用电源6、感光器7以及无线信号放射单元8。光调制器2，具有：光波导基板3、形成在基板3上的规定图形的光波导5、以及对在光波导5上传播的光进行调制的电极4。

从光源1如箭头A所示地振荡频率fo的载波，并将其入射到光波导5中。如在图3中示意性所示的那样，将调制器的驱动电压作成Vπ。在光调制器的λ/4的动作点，向调制器电极输入频率fm、驱动电压±Vπ/2的调制信号。于是，由光调制器2产生频率fm的被调制光(边带)。当将这个作为频率轴来看时，如图2所示，在针对载波P的基频fo移动了频率fm的位置上产生各边带R、Q。在该时刻，从光调制器2出射的出射光B，成为以频率fm强度调制频率fo的载波P的形状。

使这些载波以及边带如箭头B所示地入射到感光器7中。通常的感光器7的感度因为不能追随载波的频率fo，所以由感光器7得到的电信号的频率仅为fm。通过将该电信号输入到无线信号放射装置8中，例如可以产生频率fm的毫米波无线信号C。

此时，与锁模激光器的副载波光源不同，因为没有发生与多数的纵向波形对应的光信号，所以可以以高效率来产生无线信号。

因此，可以将在特开2002-162465号公报中必要的、应该设置在接收器后级的滤波器，变更为通过频带特性不严格的低成本的滤波器，此外如果仅产生边带，则可以去掉滤波器。另外，还可以高效地产生在产生无线信号中所需的边带，与副载波光源相比可以产生输出大的无线信号，即使在分支成多路的情况下也不需要高性能的光放大器或者功率放大器。根据以上所述，本发明降低成本的效果显著。

附图说明

图1是表示现有方法的雷达装置的构成例方框图。

图2是本发明一例的无线振荡装置的方框图。

图3是说明图2装置中的光调制器特性的模式图。

图4a是对将光调制器作为递倍器来使用时的特性进行说明的模式图。

图4b是对将光调制器作为递倍器来使用的其它例的特性进行说明的模式图。

图5是说明用光调制器2使各种频率的无线信号振荡的动作的模式图。

图6是表示使出射光B向多个无线振荡单元进行分支的实施方式的模式图。

图7是表示在车辆中安装了多个无线振荡装置的例子的模式图。

图8是示意性表示本发明的一实施方式的雷达装置的方框图。

图9是示意性表示本发明的一实施方式的雷达装置的方框图。

图10是示意性表示本发明其它实施方式的雷达装置的方框图，设置有多个雷达部21A、21B、21C、21D。

图11是示意性表示本发明其它实施方式的雷达装置的方框图。

图12是示意性表示本发明其它实施方式的雷达装置的方框图，设置有多个雷达部25A、25B、25C、25D。

图13是表示光调制器2的一例的模式图。

图14表示FMCW信号的发送信号和来自移动物体的反射信号的实施例。

图15是示意性表示n次边带的光谱分布图。

图16是表示2倍波发生时的边带的转换效率及抑制比率的曲线图。

图17是表示4倍波发生时的边带的转换效率及抑制比率的曲线图。

图18是表示6倍波发生时的边带的转换效率及抑制比率的曲线图。

图19是表示8倍波发生时的边带的转换效率及抑制比率的曲线图。

图20是表示实施例3中的波长一边带的光强度分布的曲线图。

图21是表示在实施例3中使用到的光滤波器的特性的曲线图。

图22是表示在插入了光滤波器后的实施例3中的波长一边带的光强度分布曲线图。

图23是表示实施例4中的波长一边带的光强度分布的曲线图。

图24是表示在实施例4中使用到的光滤波器的特性的曲线图。

图25是表示在插入了光滤波器后的实施例4中的波长一边带的光强度分布曲线图。

具体实施方式

在最优的实施方式中，通过向光调制器输入频率fm的调制信号，在出射光中重叠频率fm的所述边带，使频率fm的无线信号振荡。例如在图2、3中所示的例子相当于该实施方式。

另外，在其它实施方式中，可以将光调制器作为递倍器来使用。即，向振荡用光调制器输入频率fm的调制信号，将此时调制信号的振幅作成光调制器的驱动电压Vπ的n倍(n为2以上的整数)，动作点在n为偶数时设定为光调制器的0或者λ/2，在n为奇数时设定为光调制器的γ/4或者3γ/4，由此在移动了频率n×fm的位置上重叠边带，使频率n×fm的无线信号振荡。这样，可以通过提高振荡用光调制器的驱动电压来提高递倍数，由此可以用低频振荡器来生成高频的无线信号。

例如，在图4(a)中示意性的所示那样，在偏置电压处于光输出的最大峰值位置(Vb：ON状态)、或者偏置电压处于光输出为零的位置(Vb：OFF状态)进行动作时，作为频率fm的调制信号输入到振荡用光调制器中。将此时调制信号的振幅作成光调制器的驱动电压Vπ的2倍。于是，在出射光中重叠频率2fm的边带。通过利用没有对载波频率fo的感度的感光器来接收该出射光，可以得到频率2fm的电信号，通过将该电信号输入到放射无线信号的放射单元、例如发送用天线，可以产生频率2fm的无线信号。

此外，如图4(b)所示，在偏置电压处于光输出为1/2的位置(Vb：π/2)进行动作的情况下，当在振荡用光调制器中作成频率fm的调制信号，将调制信号的振幅作成光调制器的驱动电压Vπ的k倍(k为奇数)时，可以在出射光中产生频率k×fm(k为奇数)的无线信号。此外，在图4(b)中图示出了k＝3的情况，不过k为5以上的奇数的情况也是同样的。

另外，在图2、图3的例子中可以用滤波器来从射出光中除去载波频率fo的光。此时与驱动电压的大小无关可得到消光比大的调制输出光，由感光器来振荡没有边带Q和R的差频频率2fm的直流成分的电信号，振荡频率2fm的无线信号C。此时，因为在电信号中没有直流成分所以可以得到热杂音等噪音小的无线信号。

如图5所示，在将载波P的频率作成fo，将调制信号的频率作成fm时，对强度调制器或者相位调制器施加比Vπ大的、适当的调制用电压，由此也可以在fo“+”或者“-”侧如箭头B所示射出多个边带Q1、Q2、Q3、R1、R2、R3。在此情况下，选择与作为目的的无线振荡频率对应的组合的边带或者载波，用滤波器除去其它光。另外，将多个调制器串联或者并联组合，或者通过例如光波导长或光延迟波电路/微波延迟波电路来调整边带间的相位差。由此，可以使剩余的一组、具有边带或载波的差频频率的无线信号振荡。

另外根据本发明，可以向振荡用光调制器输入频率fm的调制信号，在针对光载波移动了频率n×fm(n为1以上的希望整数)的位置上重叠边带，选择频率2×n×fm的无线信号来进行振荡。在此情况下，通过频率递倍方式来进行无线振荡。

具体来说，在用调制频率fm、电压Vp-p、偏置电压Vb来驱动强度调制器时，光电场强度用下述公式表示，产生边带。这里，各记号如以下所示。

JK(b)：贝塞耳(Bessel)函数

b＝π/4×(Vp-p/Vπ)

Vb＝0时：a1＝1，a2＝0

Vb＝Vπ时：a1＝0，a2＝1

光电场强度

$E=a_1\·E_0\·\underset{k=0}{\mathrm{\Σ}}{(-1)}^k{J}_{2k}\left(b\right)\·\cos (f_0\±2k\·f_m)$

$+a_2\·E_0\·\underset{K=1}{\mathrm{\Σ}}{(-1)}^K{J}_{2K+1}\left(b\right)\·\cos [f_0\±(2k+1)\·f_m]$

在图15中示意性表示各边带的光谱分布。当偏置电压在光输出的最大峰值位置进行动作时(Vb：ON状态)，仅产生偶数次(n为偶数)的边带成分。相反在偏置电压在光输出为零的位置进行动作时(Vb：OFF状态)，仅产生奇数次(n为奇数)的边带。这些各自的高次(n次)边带成分，根据驱动电压Vp-p来变动，分别在某驱动电压取得最大值。因此，可以选择希望的高次(n次)成分变大、其它的n次成分变小的驱动电压，来使希望的n次成分作为差频信号来输出。通过对该信号进行光电转换，来产生相当于2×n×fm的无线频率。

此时，最理想的是，对于对应于希望整数的边带的光强度的、对应于希望整数以外的整数的边带的光强度的抑制比是10dB以上。另外，n的上限在理论上没有特殊限制，但是在实用中10以下较容易使用。

或者，在不希望的边带的光强度与希望的边带的光强度相比没有被抑制的情况下，利用光滤波器来除去不希望的边带，由此可以将对于与希望的边带的光强度的不希望的边带的光强度的抑制比作成10dB以上。作为这样的光滤波器的种类，有光纤布拉格光栅(FBG)滤波器，电介质多层膜滤波器，阵列波导光栅(AWG)光滤波器，标准具(etalon)滤波器。

实施例

以下，对各倍波的计算结果进行例示。

(产生2倍波)

针对输入电压Vp-p表示以偏置电压Vb来进行驱动时的n次边带的光强度功率(power)的计算值。首先在图16中表示在Vb：OFF状态时的1次边带(J₁)²、以及3次边带对于1次边带的光功率强度比(J₃/J₁)²(抑制比)。1次边带的光强度在输入电压为(2.3Vπ)Vp-p时为最大值，3次边带的抑制比为15dB以上。因此，此时光输出可得到1次两边带的光差频信号(2×fm)。

(产生4倍波)

在图17中表示在Vb：ON状态时的2次边带(J₂)²、4次边带对于2次边带的抑制率(J₄/J₂)²以及0次边带对于2次边带的抑制率(J₀/J₂)²。2次边带的光强度在输入电压为(3.95Vπ)Vp-p时为最大值，而在输入电压为(3.1Vπ)Vp-p附近时0次边带对于2次边带的抑制比为30dB以上，4次边带对于2次边带的抑制比为15dB以上，光输出可得到2次两边带的光差频信号(4×fm)。

(产生6倍波)

在图18中表示在Vb：OFF状态时的3次边带的光强度(J₃)²、1次边带对于3次边带的抑制率(J₁/J₃)²以及5次边带对于3次边带的抑制率(J₅/J₃)²。3次边带的光强度在输入电压为(5.35Vπ)Vp-p时为最大值，而在输入电压为(4.8Vπ)Vp-p附近时5次边带对于1次边带的抑制比为30dB以上，1次边带差频3次边带的抑制比为11dB。此时为了更加提高5次边带的抑制比，可以在强度调制器的输出侧使用仅除去5次边带成分的光滤波器。通过该光滤波器可以将抑制比做到20dB以上，光滤波器的输出可得到3次两边带的光差频信号(6×fm)。

作为光滤波器，在使用FBG滤波器的情况下，将FBG的反射波长设定为希望抑制的边带的中心波长、此时设定为5次两边带的中心波长，可以构成2级的滤波器。因此，来自强度调制器的光输出信号用2段FBG滤波器来反射5次两边带，所以FBG滤波器的光输出可得到抑制比高的6×fm光差频信号。因为将不需要边带的抑制比做成20dB以上，所以作为FBG滤波器所需要的反射率只要10～20dB左右就可以了，这是可低成本化的方法。另外，FBG滤波器的不需要边带的使用也可以在产生2倍、4倍波的情况下，作为用于得到抑制比高的光差频信号的方法来说是有效的手段。

(产生8倍波)

在图19中表示在Vb：ON状态时的4次边带的光强度(J₄)²、0次边带、2次边带、6次边带对于4次边带的各抑制率(J₀/J₄)²、(J₂/J₄)²、(J₆/J₄)²。4次边带的光强度在输入电压为(6.75Vπ)Vp-p时为最大值，而在输入电压为(6.5Vπ)Vp-p附近时2次边带对于4次边带的抑制比为30dB以上，0次边带对于4次边带的抑制比为8dB，6次边带对于4次边带的抑制比为9dB。此时通过使用以0次和6次的两边带的3波长为中心波长的3段FBG滤波器，可以将抑制比分别改善到20dB以上。由此，来自强度调制器的光输出信号，可以通过FBG滤波器来得到抑制比高的8×fm光差频信号。

另外，在利用频率递倍方式进行无线振荡时，如(公式1)所示，偏置电压可以在既不是Vb：ON状态或者又不是Vb：OFF状态、以任意的偏置电压来进行动作。此时，通过光滤波器来抑制希望的边带之外的边带，由此可以得到S/N比较大的高品质光差频信号。

在本发明的无线振荡装置中，无线信号放射单元可以是一个，不过也可以将放射无线信号的放射单元设置为多个。因此，用分波器将来自振荡用光调制器的出射光分支到多个路径，使各分支光输入到对应的各感光器中。由于由光的分支及传送而产生的衰减很少，所以即使在设置有多个无线放射单元的情况下也可以压低成本。

例如，如图6所示，通过光耦合器10将来自光调制器2的出射光B分支到多个路径。并且，通过感光器7A、7B、7C来进行接收，使目的频率的电信号振荡，从放射各无线信号的放射单元8A、8B、8C分别放射目的频率的无线信号。

在本发明中，通过设置用于接收从物体反射的无线信号的接收单元，根据该接收信号以及无线信号来得到与物体相关的信息。没有限定这样的雷达装置的具体结构及用途。另外，也可以设置多个放射无线信号的放射单元、无线接收单元。

例如，在图7所示的例子中，在车辆11的规定位置上将毫米波振荡装置12接地。并且，在车辆11的希望位置上，安装感光器7A、7B、7C、7D、7E、7F以及与各感光器对应的无线信号放射装置8A、8B、8C、8D、8E、8F。

以下，再对本发明的雷达装置进行说明。

在最佳的实施方式中，设置有用于对感光器输出的电信号进行分支的电气分支单元、和将来自该电气分支单元的分支信号与接收信号进行混频的混频器。

图8是表示该实施方式的雷达部21的方框图。使载波A从光源1入射到光调制器2，使如前所述的出射光B入射到振荡用感光器7。通过电气分支单元22(例如功率分配器)将利用该感光器7进行振荡的目标频率的电信号分支为2个路径。通过电气放大器14来放大其一路的电信号，并从放射单元8如箭头D所示地放射无线信号。

被分支的另一个电信号(目的频率)，传输到混频器18。另一方面，通过各接收单元15A、15B、15C来接收来自物体的反射光E，通过开关16来选择来自各接收单元的信号，利用放大器17来放大，在混频器18中与被分支的电信号进行混频。该输出在规定的信号处理装置19中进行处理，得到与物体的位置、速度等相关的信息。此外，还可以在感光器7与电气分支单元22之间配置滤波器，来除去不希望的频率信号。

在图9的例子中也使用了图8所示的雷达装置。从电源6对光调制器2施加频率fm的调制信号。此外，在本例中通过FM调制部20来调制来自电源6的信号。

在其它实施方式中，设置有用于分支来自光调制器的出射光的光学分支单元，根据分支后的多个路径的出射光可以别进行无线信号的振荡和接收信号的接收。

图10是该实施方式的方框图。

各雷达部21A、21B、21C、21D的结构，与上述图9的雷达部21相同，所以省略其说明。在本例中，通过光学分支单元23(例如光耦合器)将来自光调制器2的出射光B如箭头F所示地分支为多路。并且，设置各雷达部21A、21B、21C、21D，以使分别对应于被分支的各信号。并且，在各雷达部中，分别进行无线信号的振荡与接收，通过信号处理部19来进行信号处理，得到与物体相关的信息。

另外，在最佳的实施方式中，在雷达装置上设置有：光学分支单元，其用于分支来自光调制器的出射光；出射光调制用光调制器，其用于使分出的出射光入射，并由接收信号对该出射光进行调制；和其它感光器，其接收来自该光调制器的出射光，并转换为电信号。

图11是该实施方式的方框图。从光源1将载波A入射到光调制器2，使如前所述的出射光B入射到光学分支单元(例如光耦合器)23、27。将来自光学分支单元27的其一路出射光入射到振荡用感光器7。通过电气放大器14来放大由该感光器7进行振荡的目标频率的电信号，并由放射单元8如箭头D所示地放射无线信号。

另一方面，被分支的其它出射光(目的频率)入射到光调制器26。另外，通过各接收单元15A、15B、15C来接收来自物体的反射光E，通过开关16来选择来自各接收单元的信号，利用放大器17来放大，作为光调制器26的控制调制信号来使用。由另外的感光器28接受来自该光调制器26的出射光G，通过信号处理部19来处理来自感光器28的电信号，得到与物体相关的信息。

在最佳的实施方式中，设置有用于分支来自光调制器的出射光的光学分支单元，根据分支后的多个路径的出射光来分别进行无线信号的振荡和接收信号的接收。

图12是该实施方式的方框图。

各雷达部25A、25B、25C、25D的结构与上述图11的雷达部25相同，所以省略其说明。在本例中，通过光学分支单元23(例如光耦合器)将来自光调制器2的出射光B如箭头F所示地分支为多路。并且，设置各雷达部25A、25B、25C、25D，以使其分别对应于分出的各信号。并且，在各雷达部中，分别进行无线信号的振荡与接收，通过感光部28转换为电信号，通过信号处理部19来进行信号处理，得到与物体相关的信息。

在最佳的实施方式中，振荡用调制器是强度调制器或者相位调制器。更理想的是，振荡用光调制器，具有：由电光学单晶体构成的基板、设置在该基板上的光波导、以及用于对该光波导施加调制信号的行波电极。

作为这样的光调制器，有LN(铌酸锂)-MZ(马赫-曾德)型光调制器、电场吸收型(EA)光调制器、半导体MZ型光调制器、SSB光调制器。LN-MZ型光调制器与EA光调制器或半导体MZ型光调制器相比，有是低光插入损失这样的特征。因此，在分支为多路的情况下也可以不需要光放大器或者功率放大器。

本发明人，在此之前作为光通信用的宽带且低驱动电压的光调制器，开发出了由薄板型X-cut铌酸锂单晶体构成的光调制器。在将本调制器用于无线振荡用时，因为使用频带被限制为几GHz，所以仅用该使用频带就可以满足光调制特性的希望的频带。在无线振荡用途中，因为使用频带窄，所以在使用频带将调制驱动所需的振荡器的输出阻抗与光调制器电极的输入阻抗进行匹配，是很容易的。因此，可以使Vπ进一步降低，可以更加提高所述递倍次数。

根据此观点更理想的是将行波电极中的间隙宽度作成20μm以下。

光调制器的具体方式没有特别地限定，可以例示、使用特开平10-082921号公报，特开2001-06651号公报，特开2002-109133号公报，特开2001-101729号公报，特开平9-211402号公报，特开2001-235714号公报所记载的方式。

图13是表示光调制器的一例的横截面图。

光调制器2具有光波导基板3和保持基体31。基板3、基体31都作成平板形状。基板3的厚度理想的是100μm以下，更理想的是30μm以下。在基板3的主面4a上形成规定的电极4A、4B、4C。在本例中，采用所谓共面型(Coplanar waveguide(共面波导)：CPW电极)的电极配置，不过电极的配置方式没有特别地限定。例如，可以是ACPS型。也可以适用所谓独立调制型的行波光调制器。

在本例中，在邻接的电极之间形成一对光波导5A、5B，对各光波导5A、5B在基本水平方向施加信号电压。该光波导当平视时构成所谓马赫—曾德型的光波导，该平面的图形(pattern)自身是周知的。厚度基本固定的粘接层介于基板3的下面与保持基体31之间，粘接着基板3与保持基体31。

光波导，可以是直接形成在基板一方的主面上的山脊型光波导，可以是通过其它层形成到基板一方的主面上的山脊型光波导，还可以是在基板内部通过内扩散法及离子交换法形成的光波导、例如钛扩散光波导、质子交换光波导。具体来说，山脊型光波导可以是从基板表面突出的山脊型光波导。山脊型光波导可以通过激光加工、机械加工来形成。或者，可以通过在基板上形成高折射率膜，对该高折射率膜进行机械加工及激光烧蚀加工，来形成山脊型的三维光波导。高折射率膜可以通过例如化学气相生成法、物理气相生成法、有机金属化学气相生产法、溅射法、液相外延法来形成。

电极设置在基板的表面上，可以直接形成在基板的表面上，可以形成在低介电常数层至缓冲(buffer)层上。低介电常数层可以使用氧化硅、氟化镁、氮化硅以及氧化铝等周知的材料。这里所说的低介电常数层是指由具有比构成基板主体的材质的介电常数低的介电常数的材料组成的层。

粘接层30的厚度理想的是1000μm以下，更理想的是300μm以下，最理想的是100μm以下。另外，粘接层30厚度的下限没有特别地限定，不过根据降低微波实效折射率这样的观点，也可以是10μm以上。

构成光波导基板3、保持基体31的材料是强介电性的电光学材料，最好由单晶体构成。这样的晶体如果可对光进行调制则没有特别地限定，不过可以例示出铌酸锂，钽酸锂，铌酸锂一钽酸锂固溶体，铌酸钾锂，KTP，GaAa以及水晶等。

保持基体31的材质，除了上述的之外还可以是石英玻璃等玻璃。

粘接剂的具体例，只要满足所述条件就没有特别地限定，不过可以例示具有与环氧系粘接剂、热硬化型粘接剂、紫外线硬化性粘接剂、钽酸锂等具有电光学效果的材料比较近的热膨胀系数的医用陶瓷(Alon ceramics)C(商品名，东亚合成社制造)(热膨胀系数13×10^-6/K)。

另外，可以使粘接剂薄板介于基板3的下面与保持基板31之间，并进行粘接。理想的是使由热硬化性、光硬化性或者光增粘性的树脂粘接剂构成的薄板介于基板与保持基板之间，使薄板硬化。作为这样的薄板可以在下面进行例示。

(实施例1)

使用如图13所示的光调制器2制作了雷达装置。

具体来说，在x切片(cut)铌酸锂基板3上形成了Ti扩散波导5A、5B以及CPW电极4A、4B、4C。在电极结构中将中心电极4B与接地电极4A、4C的间隙G作成20μm，将电极厚度作成20μm，电极长作成40mm。接着，为了薄型研磨而在研磨平台上放置研磨模型(dummy)基板，在其上用热可塑性树脂以电极面向下的方式来粘贴调制器基板。此外，通过横型研磨以及抛光(polishing)来对调制器基板实施薄型加工，使其到6μm厚度。之后，作为平板状的增强基板，将x切片铌酸锂基板粘接固定在调制器基板上，端面研磨光纤的连接部，用切割切断了基片(chip)。粘接固定用的树脂使用介电常数4的粘接剂，并将粘接剂30的厚度作成50μm。上述调制器基片(chip)与光纤进行光轴调整并用UV硬化树脂进行了粘接固定。安装后进行了特性评价，其结果是Vπ为1.5V。另外，根据光响应特性，3dB频带是20GHz。

使用该光调制器2，制作了如图2、3、9所示的雷达装置。并且，将使用频带作成76GHz，作为光源使用了1.55μm的DFB激光器。光调制器2的动作点为输出光成为最大的位置，利用振荡频率7.6GHz、输入电压±7.5V的振荡器来进行动作。其结果，通过光频谱分析器观测了调制光的波长，在对1.55μm的基带移动了76GHz的位置观测到了边带。

使该出射光B入射到感光器7，转换为电信号并进行放大，由天线8对无线信号D进行了振荡。其结果，确认了使频率76GHz的无线信号D进行振荡。

(实施例2)

接着，在所述振荡频率调制三角波，以同样的方法，使光调制器2进行了动作，确认了使中心频率76GHz的FMCW信号进行振荡。由发送天线8将该信号放射到移动物体上，通过接收天线15A、15B、15C接收该反射来的信号。

用混频器18对发送信号和接收信号进行混频，由此可通过取出图14所示的差频信号来对距离与相对速度进行检测，确认了测定实际的移动物体的距离100m以及相对速度50km。

(实施例3)

与实施例1相同，进行了无线振荡。但是在本例中，具体来说，在x切片铌酸锂基板3上形成了Ti扩散波导5A、5B以及CPW电极4A、4B、4C。将中心电极4B的宽度作成50μm，将中心电极4B与接地电极4A、4C的间隙G作成15μm，电极厚度是15μm，电极长是40mm。

接着，为了薄型研磨而在研磨平台上放置研磨模型(dummy)基板，在其上用热可塑性树脂以电极面向下的方式来粘贴调制器基板。此外，通过横型研磨以及抛光(polishing)来对调制器基板实施薄型加工，使其到6μm厚度。之后，作为平板状的增强基板将x切片铌酸锂基板粘接固定在调制器基板上，端面研磨光纤的连接部，用切割进行了基片(chip)切断。粘接固定用的树脂使用介电常数4的粘接剂，并将粘接剂30的厚度作成50μm。上述调制器基片(chip)与光纤进行光轴调整并用UV硬化树脂进行了粘接固定。安装后进行了特性评价，其结果是Vπ为1.2V。另外，根据光响应特性，3dB频带是20GHz。

这里，将雷达的使用频带作成76GHz，作为光源使用了1.55μm的DFB激光器。在光成为最大的位置(Vb：ON状态)，以输入频率19GHz来驱动光调制器的动作点。在该频率的Vπ是1.7V。在将输入电压作成5.2V时，通过光频谱分析器观测了调制光的频谱波形，得到图20所示的光频谱。0次边带对2次边带的抑制比为30dB，4次边带对2次边带的抑制比为15dB，2次两边带间的频率为76GHz(4×fm)。

此时，还穿过具有图21所示的反射特性的2段FBG滤波器。其结果，光调制波形如图22所示。

(实施例4)

与实施例3同样地试作设备，同样，使用1.55μm的DFB激光器，在光成为最大的位置(Vb：ON状态)，以输入频率19GHz来驱动光调制器的动作点。在将输入电压作成3Vp-p时，通过光频谱分析器观测了调制光的频谱波形，得到图23所示的光频谱。即，0次边带对2次边带的抑制比为-15dB，4次边带对2次边带的抑制比为22dB，2次两边带间的频率为76GHz(4×fm)。

此时，当进一步穿过如图24所示地以0次、4次两边带的中心波长进行反射的3段FBG滤波器时，光调制波形如图25所示，可以将0次的抑制比作成20dB以上。

虽然说明了本发明特定的实施方式，但是本发明并不限定在这些特定的实施方式中，在不脱离权利要求的范围的情况下，可以进行各种变更或改变来进行实施。

权利要求书

(按照条约第19条的修改)

1.(补正后)一种无线振荡装置，用于使无线信号振荡，其特征在于，

具有：振荡用光调制器；

调制单元，其用于调制向该光调制器输入的光载波，使边波重叠；

振荡用感光器，其接收来自所述光调制器的出射光，转换为电信号；和

放射单元，其根据该电信号来放射无线信号；

该无线振荡装置，通过向所述振荡用光调制器输入频率fm的调制信号，并将此时所述调制信号的振幅作成所述光调制器的驱动电压Vπ的n倍(n为2以上的整数)，来在对于所述光载波移动了频率n×fm的位置上重叠所述边波，使频率n×fm的所述无线信号振荡。

2.(补正后)根据权利要求1所述的无线振荡装置，其特征在于，

具有将来自所述光调制器的出射光分支为多个的单元，与分支后的出射光对应分别具有所述振荡用感光器以及所述放射单元。

3.(补正后)根据权利要求1或2所述的无线振荡装置，其特征在于，所述光调制器是强度调制器或者相位调制器。

4.(补正后)根据权利要求3所述的无线振荡装置，其特征在于，

所述光调制器，具有：由电光学单晶体构成的基板、设置在该基板上的光波导、以及用于对于该光波导施加所述调制信号的行波电极。

5.(补正后)根据权利要求4所述的无线振荡装置，其特征在于，所述行波电极的间隙宽度是20μm以下。

6.(补正后)一种雷达装置，其具有权利要求1～5的任意一项中所述的无线振荡装置，其特征在于，

具有用于接收从物体反射的信号的接收单元，根据该接收信号以及所述无线信号来获得与所述物体相关的信息。

7.(补正后)根据权利要求6所述的雷达装置，其特征在于，

具有：

电气分支单元，其用于对所述感光器输出的所述电信号进行分支；和

混频器，其对来自该电气分支单元的分支信号和所述接收信号进行混频。

8.(补正后)根据权利要求7所述的雷达装置，其特征在于，

具有用于分支来自所述振荡用光调制器的出射光的光学分支电路，根据分支后的多个路径的出射光，分别进行所述无线信号的振荡和所述接收信号的接收。

9.(补正后)根据权利要求8所述的雷达装置，其特征在于，

具有：

光学分支单元，其用于分支来自所述振荡用光调制器的出射光；

出射光调制用光调制器，其用于使分支后的所述出射光入射，由所述接收信号对该出射光进行调制；和

其它感光器，其接收来自该出射光调制用光调制器的出射光，并转换为电信号。

10.(补正后)根据权利要求9所述的雷达装置，其特征在于，

将来自所述振荡用光调制器的出射光分支为多个路径，根据分支后的所述出射光，分别进行所述无线信号的振荡和所述接收信号的接收。

11.(追加)一种无线振荡装置，用于使无线信号振荡，其特征在于，

具有：振荡用光调制器；

调制单元，其用于调制向该光调制器输入的光载波，使边波重叠；

振荡用感光器，其接收来自所述光调制器的出射光，转换为电信号；和

放射单元，其根据该电信号来放射无线信号；

该无线振荡装置，向所述振荡用光调制器输入频率fm的调制信号，在对于所述光载波移动了频率n×fm(n为1以上的希望整数)的位置上重叠所述边波，使频率2×n×fm的所述无线信号振荡。

12.(追加)根据权利要求11所述的无线振荡装置，其特征在于，

相对于对应于所述希望整数的边波的光强度的、对应于希望整数以外的整数的边波的光强度的抑制比是10dB以上。

13.(追加)根据权利要求11所述的无线振荡装置，其特征在于，

为了抑制对应于希望整数以外的整数的边波的光强度而使用光滤波器。

14.(追加)根据权利要求11～13的任意一项所述的无线振荡装置，其特征在于，

具有将来自所述光调制器的出射光分支为多个的单元，与分支后的出射光对应分别具有所述振荡用光调制器以及所述放射单元。

15.(追加)根据权利要求11～14的任意一项所述的无线振荡装置，其特征在于，

所述光调制器是强度调制器或者相位调制器。

16.(追加)根据权利要求15所述的无线振荡装置，其特征在于，

所述光调制器，具有：由电光学单晶体构成的基板、设置在该基板上的光波导、以及用于对于该光波导施加所述调制信号的行波电极。

17.(追加)根据权利要求16所述的无线振荡装置，其特征在于，

所述行波电极中的间隙宽度是20μm以下。

18.(追加)一种雷达装置，其具有权利要求11～17的任意一项中所述的无线振荡装置，其特征在于，

具有用于接收从物体反射的信号的接收单元，根据该接收信号以及所述无线信号来获得与所述物体相关的信息。

19.(追加)根据权利要求18所述的雷达装置，其特征在于，具有：

电气分支单元，其用于对所述感光器输出的所述电信号进行分支；和

混频器，其对来自该电气分支单元的分支信号和所述接收信号进行混频。

20.(追加)根据权利要求19所述的雷达装置，其特征在于，

具有用于分支来自所述振荡用光调制器的出射光的光学分支电路，根据分支后的多个路径的出射光，分别进行所述无线信号的振荡和所述接收信号的接收。

21.(追加)根据权利要求18所述的雷达装置，其特征在于，

具有：

光学分支单元，其用于分支来自所述振荡用光调制器的出射光；

出射光调制用光调制器，其用于使分支后的所述出射光入射，由所述接收信号对该出射光进行调制；和

其它感光器，其接收来自该出射光调制用光调制器的出射光，并转换为电信号。

22.(追加)根据权利要求21所述的雷达装置，其特征在于，

将来自所述振荡用光调制器的出射光分支为多个路径，根据分支后的所述出射光，分别进行所述无线信号的振荡和所述接收信号的接收。

Claims (15)

1.一种无线振荡装置，用于使无线信号振荡，其特征在于，

具有：

振荡用光调制器；

调制单元，其用于调制向该光调制器输入的光载波，使边带重叠；

振荡用感光器，其接收来自所述光调制器的出射光，转换为电信号；和放射单元，其根据该电信号来放射无线信号。

2.根据权利要求1所述的无线振荡装置，其特征在于，

通过向所述振荡用光调制器输入频率fm的调制信号，在对于所述光载波移动了频率fm的位置上重叠所述边带，使频率fm的所述无线信号振荡。

3.根据权利要求1所述的无线振荡装置，其特征在于，

向所述振荡用光调制器输入频率fm的调制信号，将此时所述调制信号的振幅作成所述光调制器的驱动电压Vπ的n倍(n为2以上的整数)，由此在对于所述光载波移动了频率n×fm的位置上重叠所述边带，使频率n×fm的所述无线信号振荡。

4.根据权利要求1所述的无线振荡装置，其特征在于，

向所述振荡用光调制器输入频率fm的调制信号，在对于所述光载波移动了频率n×fm(n为1以上的希望整数)的位置上重叠所述边带，使频率2×n×fm的所述无线信号振荡。

5.根据权利要求4所述的无线振荡装置，其特征在于，

相对于对应于所述希望整数的边带的光强度的、对应于希望整数以外的整数的边带的光强度的抑制比是10dB以上。

6.根据权利要求4所述的无线振荡装置，其特征在于，

为了抑制对应于希望整数以外的整数的边带的光强度而使用光滤波器。

7.根据权利要求1～6的任意一项所述的无线振荡装置，其特征在于，

具有将来自所述光调制器的出射光分支为多个的单元，与分支后的出射光对应分别具有所述振荡用感光器以及所述放射单元。

8.根据权利要求1～7的任意一项所述的无线振荡装置，其特征在于，

所述光调制器是强度调制器或者相位调制器。

9.根据权利要求8所述的无线振荡装置，其特征在于，

所述光调制器，具有：由电光学单晶体构成的基板、设置在该基板上的光波导、以及用于对于该光波导施加所述调制信号的行波电极。

10.根据权利要求9所述的无线振荡装置，其特征在于，

所述行波电极中的间隙宽度是20μm以下。

11.一种雷达装置，其具有权利要求1～10的任意一项中所述的无线振荡装置，其特征在于，

具有用于接收从物体反射的信号的接收单元，根据该接收信号以及所述无线信号来获得与所述物体相关的信息。

12.根据权利要求11所述的雷达装置，其特征在于，

具有：

电气分支单元，其用于对由所述感光器输出的所述电信号进行分支；和混频器，其对来自该电气分支单元的分支信号和所述接收信号进行混频。

13.根据权利要求12所述的雷达装置，其特征在于，

具有用于分支来自所述振荡用光调制器的出射光的光学分支电路，根据分支后的多个路径的出射光，分别进行所述无线信号的振荡和所述接收信号的接收。

14.根据权利要求11所述的雷达装置，其特征在于，

具有：

光学分支单元，其用于分支来自所述振荡用光调制器的出射光；

出射光调制用光调制器，其用于使分支后的所述出射光入射、由所述接收信号对该出射光进行调制；和

其它感光器，其接收来自该出射光调制用光调制器的出射光，并转换为电信号。

15.根据权利要求14所述的雷达装置，其特征在于，

将来自所述振荡用光调制器的出射光分支为多个路径，根据分支后的所述出射光，分别进行所述无线信号的振荡和所述接收信号的接收。

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