JP2002014127A - センシング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サージ耐圧を上げると共に、信頼性の高いセ
ンシング装置を提供すること。 【解決手段】 印加される電界の強度に依存して、光の
強度を変化させて出射する光変調部を用いた電磁波受信
システムであって、無変調の光を出射する光源部と、電
磁波受信アンテナと、受信周波数以上を透過させるフィ
ルタと、入射した前記無変調光を前記電磁波受信アンテ
ナおよび前記フィルタを通して印加される電界の強度に
依存して変調する前記光変調部と、この変調部から出射
する光を検出する受光器とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として電磁波を
光信号に変換して検出するセンシング装置に係り、特
に、無線通信や放送などに使用される信号電波の検出、
あるいはＥＭＣ分野における電界の強度や周波数の検出
および電磁ノイズの検出に好適なセンシング装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】情報通信網の発展に伴い、主要な情報伝
送媒体である電波の利用密度が増加し、その帯域はより
高周波へと広がっている。通信システムにおいても、高
周波化が比較的容易である光ファイバ伝送と無線との融
合が進んでいる。

【０００３】また、コンピュータなどの情報機器や通信
装置、ロボットなどのＦＡ機器、自動車の制御装置など
多くの電子装置は、外部から到達する電磁波の影響を受
けて誤動作する危険を常に持っている。外来電磁波への
対策を行うには、まず各装置や機器が発生する電磁波を
正確に測定することが重要である。そこで、光変調器に
アンテナロッドを接続して、電磁波を光信号に直接に変
換して、その光信号の強度や周波数などを検出すること
で、電磁波を測定することができるセンシング装置が開
発されている。

【０００４】図３は、従来のセンシング装置の構成の一
例を示す。図４は、そのセンシング装置に用いられる反
射型光変調器の構成を示す図である。図３において、矢
印付きの破線は、光が伝搬される向きを示す。

【０００５】図４に示すように、ニオブ酸リチウム結晶
を基板１６とし、その上にチタン拡散による入出射光導
波路９、位相シフト光導波路１０ａ,１０ｂと反射部１
１からなる反射型の分岐干渉型光導波路と分割構造の変
調電極１２が形成されている。図３の受信アンテナ３１
で誘起された交流電圧は、同軸ケーブル３８を介して、
変調電極１２に導かれ、位相シフト光導波路１０ａ,１
０ｂに印加される。光源３６からの光は、光ファイバ３
５ｂ、光サーキュレータ３４、光ファイバ３５ａを通っ
て、反射型光変調器３３の光ファイバ１３を介して入出
射光導波路９に入射され、二つの位相シフト導波路１０
ａ，１０ｂにエネルギーが分割され、反射部１１で反射
され、再び入出射光導波路９を通って光ファイバ１３に
出射される。

【０００６】出射光の強度は、変調電極への印加電圧に
応じて変化するので、光ファイバ３５ａ、光サーキュレ
ータ３４および光ファイバ３５ｃを介して、その強度の
変化を光検出器３７で検出することにより、受信アンテ
ナ３１に誘起される電波の強度や周波数、あるいは電波
に含まれる信号などを検出することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記、従来のセンシン
グ装置においては、電磁波の受信点に電源供給が不要で
あること、受信点と送信点が光ファイバにより電気的に
絶縁できるということにより、雷などへのサージ対策が
可能となっている。しかしながら、光変調部の破壊耐圧
は数十ボルトであり、加えてサージ電圧（ＤＣ）が光変
調部に印加されると、ＤＣドリフトを発生し、感度劣化
が生じる。

【０００８】そこで、本発明においては、サージ耐圧を
上げると共に、信頼性の高いセンシング装置を提供する
こと課題としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明によるセンシング装置は、以下のように構成
される。

【００１０】即ち、本発明のセンシング装置は、印加さ
れる電界の強度に依存して、入射する光の強度を変化さ
せて出射する光変調部を用いた電磁波受信システムであ
って、無変調の光を出射する光源部と、電磁波受信アン
テナと、受信周波数以上を透過させるフィルタと、入射
した前記無変調光を前記電磁波アンテナおよび前記フィ
ルタを通して印加される電界の強度に依存して変調する
前記光変調部と、この光変調部から出射された光を検出
する受光器とを備えて構成される。

【００１１】また、前記フィルタは、カットオフ周波数
０.１ＭＨz以下、減衰量２０ｄＢ以上のものとすること
ができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。

【００１３】図１は、本発明の実施の一形態に係るセン
シング装置の構成を示す図である。光源６は偏波面が直
交する独立な二つの直線偏光を発生する。光源６から出
射した二つの直線偏光はシングルモードファイバ５ｂを
透過し、光サーキュレータ４を介し、シングルモードフ
ァイバ５ａを経て、反射型光変調器３に入射する。ここ
で用いた反射型光変調器３の構成は、図４に示す従来例
として説明した構成と同じであるので、図４を流用して
説明する。変調電極の端子１４ａと１４ｂは、それぞれ
リード線１５ａと１５ｂを経て、インピーダンス調整の
後、図１の同軸ケーブル８ｂにより、フィルタ２に接続
され、さらに、同軸ケーブル８ａを介して、受信アンテ
ナ１に接続さている。なお、図１においても、破線の矢
印は光の進行方向を表している。

【００１４】インピーダンス調整について、さらに、図
２を参照して説明する。インダクタＬ１、キャパシタＣ
１、抵抗器Ｒ１で示される変調部の等価回路にインピー
ダンス調整用のインダクタＬとキャパシタＣが付加され
た後、特性インピーダンＲの同軸ケーブル８ｂに接続さ
れている。なお、Ｖはフィルタ２を通して、同軸ケーブ
ル８に供給される交流電圧を表す。

【００１５】本実施の形態ではフィルタ２として、カッ
トオフ周波数０.１ＭＨｚ、減衰量２０ｄＢのハイパス
フィルタを用いた。

【００１６】図１の反射型光変調器３で変調された光
は、光サーキュレータ４に入射し、シングルモード光フ
ァイバ５ｃを経由して光検出器７に入射し、電気信号に
復元される。

【００１７】本実施の形態によるセンシング装置を用
い、ピーク電圧、±２０ｋＶ、立ち上がり／立ち下がり
時間、１０／２００μｓの条件で、サージ耐圧試験（フ
ィルタ２への直接入力）を行った。その結果、従来の装
置では、光変調部の破壊が発生したが、本実施の形態の
場合、破壊はもとより感度変化も起きなかった。

【００１８】上記のように、図１に示す形態のセンシン
グ装置はサージ耐圧を格段に高めることができ、信頼性
の向上が可能になる。特に、減衰量を２０ｄＢ以上にす
ることにより、雷のような高電圧のサージについても充
分な耐圧を得ることができる。

【００１９】なお、本実施の形態においては、ハイパス
フィルタを用いたが、０.１ＭＨzを越える特定周波数帯
のみを透過するものであっても、同様な効果がある。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フィルタを光変調部の前段に挿入することにより、変調
電極へのサージ電圧を低減することができ、その結果と
して、センシング装置のサージ耐圧を格段に高めること
ができ、信頼性の向上が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るセンシング装置の
構成を示す図。

【図２】本発明の一実施の形態に係るセンシング装置の
光変調部のインピーダンス調整回路を説明する図。

【図３】従来のセンシング装置の構成を示す図。

【図４】センシング装置に用いる反射型光変調器の構成
を示す図。

【符号の説明】

１，３１ 受信アンテナ ２ フィルタ ３，３３ 反射型光変調器 ４，３４ 光サーキュレータ ５ａ，５ｂ，５ｃ，１３，３５ａ，３５ｂ，３５ｃ
光ファイバ ６，３６ 光源 ７，３７ 光検出器 ８ａ，８ｂ，３８ 同軸ケーブル ９ 入出射光導波路 １０ａ，１０ｂ 位相シフト光導波路 １１ 反射部 １２ 変調電極 １４ａ，１４ｂ 変調電極端子 １５ａ，１５ｂ リード線 １６ 基板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 印加される電界の強度に依存して、入射
   する光の強度を変化させて出射する光変調部を用いた電
   磁波受信システムであって、無変調の光を出射する光源
   部と、電磁波受信アンテナと、受信周波数以上を透過さ
   せるフィルタと、入射した前記無変調光を前記電磁波受
   信アンテナおよび前記フィルタを通して印加される電界
   の強度に依存して変調する前記光変調部と、この光変調
   部から出射した光を検出する受光器とを備えることを特
   徴とするセンシング装置。
2. 【請求項２】 前記フィルタはカットオフ周波数０.１
   ＭＨz以下、減衰量２０ｄＢ以上であることを特徴とす
   る請求項１記載のセンシング装置。