JP2001326416A - 信号変換装置 - Google Patents

信号変換装置

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JP2001326416A
JP2001326416A JP2000143011A JP2000143011A JP2001326416A JP 2001326416 A JP2001326416 A JP 2001326416A JP 2000143011 A JP2000143011 A JP 2000143011A JP 2000143011 A JP2000143011 A JP 2000143011A JP 2001326416 A JP2001326416 A JP 2001326416A
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signal
component
photoelectric conversion
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emitting element
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JP2000143011A
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English (en)
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Yoshiyuki Doi
芳行 土居
Tetsuichiro Ono
哲一郎 大野
Toshiaki Kagawa
俊明 香川
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型軽量且つ低コストで高周波信号と光信号
を相互に変換する信号変換装置を提供する。 【解決手段】 フォトダイオードアレイ1とレーザダイ
オード2をインダクタ6を介して直列接続することによ
り、フォトダイオードアレイ1の出力信号のうち直流成
分をレーザダイオード2の駆動用電源として用いる。フ
ォトダイオードアレイ1の出力信号のうち交流成分は送
信用アンテナ3aに供給する。一方、受信用アンテナ3
bで受信した高周波信号に基づきレーザダイオード2を
発光させる。以上の構成により電源装置が不要となり、
小型軽量化及び低コスト化を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波の無線信号
を光ファイバを介して伝送する光サブキャリア無線方式
に用いられる、高周波信号と光信号とを相互に変換する
信号変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、室内LAN(Local Area Networ
k)や移動体通信の分野において無線通信の利用が急激
に発展してきている。このような無線通信では、周波数
資源の確保と高速伝送の要求から、マイクロ波からミリ
波へとより高い周波数の利用が拡大している。しかし、
高周波信号は損失が大きく長距離電気線路での伝送が困
難である。そこで、低損失性・広帯域性・設置性に優れ
ているという観点から、光を無線信号で変調して光ファ
イバ伝送を行う光サブキャリア無線方式が、注目されて
きている。この方式の実現にあたっては、高周波の無線
信号と光信号とを相互に変換する信号変換装置の低コス
ト化・小型軽量化が最重要課題である。
【0003】従来のこの種の信号変換装置について図2
を参照して説明する。図2は、従来の信号変換装置の構
成図である。図において、11はフォトダイオード(以
下「PD」と省略する)、12はレーザダイオード(以
下「LD」と省略する)、13aは送信用アンテナ、1
3bは受信用アンテナ、14は変換回路である。ここ
で、変換回路14は、キャパシタ15a及び15b、イ
ンダクタ16a及び16b、定電圧源17、定電流源1
8で構成されている。
【0004】PD11には無線信号で変調された光が入
力される。このPD11からは、直流成分と無線信号成
分を含む信号が出力される。変換回路14において、直
流成分はキャパシタ15aで阻止されインダクタ16a
及び定電圧源17を介してアースされる。高周波の無線
成分はキャパシタ15aを通過し、送信用アンテナ13
aから空中へ放射される。この信号は、移動端末などの
受信機へ送信される。
【0005】一方、受信用アンテナ13bで受信された
高周波の無線信号はキャパシタ15bを通過し、LD1
2へ入力される。この時、定電流源18から出力される
直流電流をインダクタ16bを介してLDに同時に入力
することによりLD12が発光し、無線信号によって変
調された光が発生する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
信号変換装置では、LDを駆動するための定電流源及び
PDへ逆バイアスを与える定電圧源という2つの電源装
置が必要であるため、装置の大型化及び高コスト化をも
たらしていた。
【0007】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、小型軽量且つ低コス
トで高周波信号と光信号とを相互に変換する信号変換装
置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1では、光信号を光電変換する光電変換素子
と、光電変換素子の出力信号から高周波信号成分を取り
出しアンテナに供給する手段と、アンテナから受信した
高周波信号に基づき光信号を生成する発光素子とを備
え、高周波信号と光信号とを相互に変換する信号変換装
置において、前記光電変換素子の出力信号から直流成分
を取り出す手段を備え、該直流成分取出手段による直流
電流を前記発光素子の駆動電流としたことを特徴とする
ものを提案する。
【0009】本発明によれば、直流成分取出手段により
光電変換素子の出力信号のうち直流成分が取り出され、
該直流電流が発光素子の駆動電流源となるので、該発光
素子の駆動用電源装置を省略することができる。これに
より、信号変換装置の小型軽量化及び低コスト化を図る
ことができる。
【0010】また、請求項2では、請求項1記載の信号
変換装置において、前記光電変換素子と前記発光素子と
を前記直流成分取出手段を介して直列接続したことを特
徴とするものを提案する。
【0011】本発明によれば、光電変換素子と発光素子
とを直流成分取出手段を介して直列接続しているので、
簡便な構成で確実に発光素子を駆動させることができ
る。
【0012】さらに、請求項3では、請求項2記載の信
号変換装置において、前記直流成分取出手段は、インダ
クタ素子からなることを特徴とするものを提案する。
【0013】本発明によれば、インダクタ素子により光
電変換素子からの出力信号のうち直流成分のみが発光素
子に入力されるので、簡便な構成で確実に発光素子を駆
動させることができる。
【0014】さらに、請求項4では、請求項1乃至3何
れか1項記載の信号変換装置において、前記光電変換素
子は複数の光電変換素子を直列接続してなることを特徴
とするものを提案する。
【0015】本発明によれば、複数の光電変換素子を直
列接続しているので、簡便な構成で発光素子に供給する
直流成分を高電圧化することができる。これにより、発
光素子の駆動を確実に行うことができる。
【0016】さらに、請求項5では、請求項1乃至4何
れか1項記載の信号変換装置において、前記光電変換素
子は単一走行キャリア構造を有するフォトダイオードか
らなることを特徴とするものを提案する。
【0017】本発明によれば、光電変換素子として、単
一走行キャリア構造を有するフォトダイオードを用いて
いる。このフォトダイオードは、無バイアス下でも高い
入力レベルと高速応答性を有しているので、発光素子の
駆動を確実に行うことができる。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態に係る信号
変換装置について図1を参照して説明する。図1は信号
変換装置の構成図である。
【0019】図において、1は光電変換装置の一例であ
るフォトダイオードアレイ(以下「PDアレイと省略す
る。)、2は発光素子の一例であるレーザダイオード
(以下「LD」と省略する。)、3aは送信用アンテ
ナ、3bは受信用アンテナ、4は変換回路である。PD
アレイ1は、2つのPD素子を直列接続したものであり
アノード側をグランドに接続し、カソード側を変換回路
4に接続している。LD2は、アノード側をグランドに
接続し、カソード側を変換回路4に接続している。
【0020】変換回路4は、1)PDアレイ1の出力信
号のうち高周波成分について送信用アンテナ3aに供給
する、2)PDアレイ1の出力信号のうち直流成分につ
いてLD2にバイアスとして供給する、3)受信用アン
テナ3bの受信信号のうち高周波成分をLD2に供給す
るという3つの機能を有している。具体的には、変換回
路4は、PDアレイ1のカソードとLD2のカソードと
の間に接続したインダクタ6と、インダクタ6のPDア
レイ1側と送信用アンテナ3aとの間に接続したキャパ
シタ5aと、インダクタ6のLD2側と受信用アンテナ
3bとの間に接続したキャパシタ5bとを備えている。
すなわち、この光電変換装置では、PDアレイ1とLD
2とをインダクタ6を介して直列接続した構成となって
いる。
【0021】次に、この光電変換装置の動作について説
明する。PDアレイ1には、高周波の無線信号で変調さ
れた光が2分され、それぞれのPD素子に入力される。
このPDアレイ1からは、直流成分と無線信号成分を含
む信号が出力される。変換回路4において、PDアレイ
1の出力信号のうち直流成分はキャパシタ5a及び5b
で阻止されインダクタ6を介してLD2へ入力される。
PDアレイ1の出力信号のうち高周波の無線信号成分は
インダクタ6で阻止されキャパシタ5aを通過し、送信
用アンテナ3aから空中へ放射される。この信号は、移
動端末などの受信機へ送信される。
【0022】一方、受信用アンテナ3bで受信された無
線信号はキャパシタ5bを通過し、LD2へ入力され
る。この時、PDアレイ1の出力信号のうち直流成分が
インダクタ6を介してLD2に同時に入力されているこ
とからLD2が発光し、無線信号により変調された光信
号が生成される。すなわち、PDアレイ1に常に十分強
い光を供給することにより、電源を使用せずにLD2が
発光する。よって、光給電による信号変換装置として機
能するので、別途電源装置を設ける必要がなく、小型軽
量化及び低コスト化を実現することができる。
【0023】なお、本実施の形態では、光電変換素子と
して複数のPD素子を直列接続したPDアレイ1を用い
ているが、本発明はこれに限定されるものではない。本
実施の形態でPDアレイ1を用いたのは、LD2のビル
トイン電圧より十分大きな電圧発生させてLDを容易な
構成で且つ確実に発光させるためである。したがって、
LDの発光に十分な出力電圧を得られるものであれば1
個のPD素子や他の素子であってもよい。
【0024】例えば、光電変換素子として、本実施の形
態にかかるPDアレイ1に替えて単一走行キャリア構造
を有するPDを使用してもよい。この単一走行キャリア
構造については、(T.Ishibashi, S.Kodama, N.Shimiz
u, and T.Furuta, "High-speed response of uni-trave
ling carrier photodiodes", Jpn.J.Appl.Phys.36, pp.
6263-6268, 1997)に記載されている。この単一走行キ
ャリア構造を有するPDは、無バイアス下でも高い光出
力と高速応答性を有する。したがって、光給電によって
容易にLDを発光させるだけの電流を得ることが可能で
ある。なお、このPD素子を用いる場合であっても、L
Dの発光に十分であれば単数であっても複数のPD素子
を直列接続して用いてもよい。
【0025】また、本実施の形態では、送信用アンテナ
3aと受信用アンテナ3bをそれぞれ別に設けたが、送
受信の周波数帯域をカバーできるのであれば一つのアン
テナで共用してもよい。これにより、装置サイズをより
小型軽量化することが可能となる。
【0026】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
直流成分取出手段により光電変換素子の出力信号のうち
直流成分が取り出され、該直流電流が発光素子の駆動電
流源となるので、該発光素子の駆動用電源装置を省略す
ることができる。これにより、信号変換装置の小型軽量
化及び低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】信号変換装置の構成図
【図2】従来の信号変換装置の構成図
【符号の説明】
1…フォトダイオードアレイ、2…レーザダイオード、
3a…送信用アンテナ、3b…受信用アンテナ、4…変
換回路、5a,5b…キャパシタ、6…インダクタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04B 10/06 (72)発明者 香川 俊明 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 5F049 MA01 NA18 NA19 NB01 RA02 UA04 UA20 5F073 AB21 BA02 GA24 5K002 AA02 BA13 BA15 CA17 DA08 FA01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光信号を光電変換する光電変換素子と、
    光電変換素子の出力信号から高周波信号成分を取り出し
    アンテナに供給する手段と、アンテナから受信した高周
    波信号に基づき光信号を生成する発光素子とを備え、高
    周波信号と光信号とを相互に変換する信号変換装置にお
    いて、 前記光電変換素子の出力信号から直流成分を取り出す手
    段を備え、 該直流成分取出手段による直流電流を前記発光素子の駆
    動電流としたことを特徴とする信号変換装置。
  2. 【請求項2】 前記光電変換素子と前記発光素子とを前
    記直流成分取出手段を介して直列接続したことを特徴と
    する請求項1記載の信号変換装置。
  3. 【請求項3】 前記直流成分取出手段は、インダクタ素
    子からなることを特徴とする請求項2記載の信号変換装
    置。
  4. 【請求項4】 前記光電変換素子は複数の光電変換素子
    を直列接続してなることを特徴とする請求項1乃至3何
    れか1項記載の信号変換装置。
  5. 【請求項5】 前記光電変換素子は単一走行キャリア構
    造を有するフォトダイオードからなることを特徴とする
    請求項1乃至4何れか1項記載の信号変換装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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