JP2003107418A - 電波受信・光伝送システム - Google Patents

電波受信・光伝送システム

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JP2003107418A
JP2003107418A JP2001297145A JP2001297145A JP2003107418A JP 2003107418 A JP2003107418 A JP 2003107418A JP 2001297145 A JP2001297145 A JP 2001297145A JP 2001297145 A JP2001297145 A JP 2001297145A JP 2003107418 A JP2003107418 A JP 2003107418A
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JP
Japan
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optical
light
electric
radio wave
transmission system
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JP2001297145A
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English (en)
Inventor
Yoshikazu Toba
良和 鳥羽
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Tokin Corp
Original Assignee
NEC Tokin Corp
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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実用的な感度を有し、広帯域の電波に対応で
きる電波受信・光伝送システムを提供すること。 【解決手段】 無変調光を発生する光源と、前記無変調
光を伝送する光ファイバと、前記無変調光を電気信号に
よって変調する光変調器と、電波を受信するアンテナ
と、受信された電気信号を前記光変調器に印加する際の
入力フィルタおよび電気的アンプと、変調光を伝送する
光ファイバと、伝送された前記変調光を電気信号に変換
するO/E変換器を主として備える電波受信・光伝送シ
ステムにおいて、前記入力フィルタは受信された電気信
号を2つ以上の周波数帯域に分離する分波器であって、
それぞれの分波出力は、それぞれの周波数帯域で動作す
る電気的アンプによって増幅された後、それぞれの周波
数帯域で動作する光変調器に印加されるように構成す
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、光変調器を利用し
て電界を検出あるいは測定するセンシング装置に係り、
特に、放送用、通信用などの電波の中継装置に用いて好
適な干渉型光導波路を有する光変調器を備えた電波受信
・光伝送システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の分岐干渉型光導波路を有する光変
調器を備えた電波受信・光伝送装置には、いくつかのタ
イプがある。図4に示す従来例は、最も基本的なタイプ
である。41は電波を受信するアンテナ、42はLiNb
光変調器、43aは偏波保持光ファイバ、43bは
シングルモード光ファイバ、44は光源、45はO/E
変換器である。
【0003】このような構成により、電波を受信して光
信号に変換した後、伝送して、再び電気信号に変換する
装置は、電波の中継装置や電界のセンシング装置として
使用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような電波受信
・光伝送装置で用いられるLiNbO光変調器の使用可
能な周波数帯域は、数GHzに広がる。しかし、感度を
高めるために、共振回路を用いることが実用的である。
その結果、高感度化と広帯域化は互いに反する要求事項
となる。
【0005】そこで、本発明は、実用的な感度を有し、
広帯域の電波に対応できる電波受信・光伝送システムを
提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の電波受信・光伝
送システムにおいては、アンテナで受信した電気信号を
分波器に入力し、それぞれの分波出力に対して、それぞ
れの帯域で動作する電気的アンプと光変調器を備えるこ
とによって、広帯域化を行う。
【0007】即ち、本発明の電波受信・光伝送システム
は、無変調光を発生する光源と、前記無変調光を伝送す
る光ファイバと、前記無変調光を電気信号によって変調
する光変調器と、電波を受信するアンテナと、受信され
た電気信号を前記光変調器に印加する際の入力フィルタ
および電気的アンプと、変調光を伝送する光ファイバ
と、伝送された前記変調光を電気信号に変換するO/E
変換器を主として備える電波受信・光伝送システムにお
いて、前記入力フィルタは受信された電気信号を2つ以
上の周波数帯域に分離する分波器であって、それぞれの
分波出力は、それぞれの周波数帯域で動作する電気的ア
ンプによって増幅された後、それぞれの周波数帯域で動
作する光変調器に印加される。
【0008】また、本発明の電波受信・光伝送システム
においては、光ファイバによって伝送された無変調光を
前記光変調器に分配するための偏波カップラを備えると
よい。
【0009】また、本発明の電波受信・光伝送システム
においては、前記光変調器の出力ポートには伝送用の光
ファイバを介してO/E変換器が接続されているとよ
い。
【0010】さらに、本発明の電波受信・光伝送システ
ムにおいては、前記電気的アンプを駆動する電力は光給
電によって供給することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の一形態に
ついて、図面に基づいて説明する。
【0012】図1は、本発明の電波受信・光伝送システ
ムの構成を示すブロック図である。11は電波を受信す
るアンテナ、12は分波器、13aと13bは電気的ア
ンプ、14aと14bはセンサヘッド、15は光給電
部、16は偏波カップラ、17a,17b,17c,お
よび17dはシングルモード光ファイバ、18は光給電
用の光源、19aと19bは無変調光を発生する光源、
20は偏光プリズム、21aと21bはO/E変換器で
ある。なおここで、ブロック間を結ぶ線のうち太い線が
光ファイバからなる光の経路を表し、その付近に示され
た円の中の矢印は偏光方向を表している。また、中程度
の太さの線は電気信号が通る経路を示している。そし
て、これらの経路に沿って示された一方向の矢印は、電
気または光の流れる方向を表している。
【0013】このシステムの動作に関し、まず、光給電
の方式について説明する。光給電用の光源18で発生し
た光は、シングルモード光ファイバ17aによって、電
波の受信点まで送られ、光給電部15において、電力に
変換され、電気的アンプ13aと13bに供給される。
ここで、光給電用の光源18は波長1.48μm、出力
200mWの半導体レーザである。また、光給電部15
はフォトダイオードと昇圧回路を用いて構成されてい
る。
【0014】次に、電波による光変調、光伝送および電
気信号の再生について説明する。アンテナ11で受信さ
れたA〜Hの8チャンネルの電波は分波器12に送ら
れ、A〜Dの4チャンネルとE〜Hの4チャンネルの帯
域に分離される。これらの電気信号は、それぞれの帯域
で動作する電気的アンプ13aまたは13bに入力され
る。
【0015】次いで、電気的アンプ13aで増幅された
電気信号は、この帯域で動作するセンサヘッド14aに
入力され、また、電気的アンプ13bで増幅された電気
信号は、センサヘッド14bに入力される。このときの
増幅利得は16dBである。
【0016】分波器の動作について図2を用いて説明す
る。なお、図2は、分波器と電気的アンプと光変調器が
動作する帯域の関係を示す図であり、図2(a)は、A
〜Dチャンネル、およびE〜Hチャンネルの8チャンネ
ルの電波の周波数分布を示す図であり、図2(b)は、
分波器12により分離され、電気的アンプ13aにより
増幅され、センサヘッド14aで光変調を行うA〜Dチ
ャンネルの電気信号を示し、図2(c)は、電気的アン
プ13bにより増幅され、センサヘッド14bで光変調
を行うE〜Hチャンネルの電気信号を示している。
【0017】次に、図3を用いてセンサヘッド14aお
よび14bの構成について説明する。図3(a)は、セ
ンサヘッドの構成を示すブロック図であり、センサヘッ
ド14aおよび14bは共振回路37とLiNbO光変
調器38からなる。このLiNbO光変調器38の構造
を図3(b)に斜視図で示す。31aと31bは偏波保
持光ファイバまたはシングルモード光ファイバ、35は
LiNbO基板、32aと32bは入出射光導波路、3
3aと33bは位相シフト光導波路、そして34aと3
4bは変調電極であり、共振回路を介して、電気信号が
印加される。この変調器の作用は、電気信号による強度
変調光の生成である。
【0018】続いて、無変調光を、センサヘッド14a
と14bに供給する方式を説明する。光源19aと19
bは、半導体レーザ励起YAGレーザであり、波長およ
そ1.32μmの直線偏波を出力する。ここで、2つの
波長間のビートが受信帯域外に出るように、2つの波長
は、わずかに異なっている。また、光出力は100mW
であり、これらの光出力は偏光プリズム20で偏波合成
された後、シングルモード光ファイバ17bにより電波
の受信点へ伝送されて、偏波カップラ16に入力され
る。
【0019】この偏波カップラ16は、入力された光を
直交する2つの偏光成分に分離する作用を行う。このと
き出力される2つ偏光成分の光強度は等しい。なぜな
ら、ひとつの偏光成分に着目するとき、シングルモード
光ファイバ17bの屈折率が変化することにより、光源
19aで生成された波長を持つ成分の強度が変化して
も、もう一方の光源19bで生成された波長を持つ成分
の強度が逆方向に等量だけ変化するからである。言い換
えると、シングルモード光ファイバ17bに入力される
とき、光源19aからの直線偏光と光源19bからの直
線偏光は直交していたからである。
【0020】このようにして、得られた偏波カップラ1
6の2つの出力は、センサヘッド14aおよび14bへ
偏波保持ファイバによって導かれる。センサヘッド14
aにおいては、電気的アンプ13aで増幅されたA〜D
チャンネルの電気信号により光強度変調が行われ、ま
た、センサヘッド14bにおいては、電気的アンプ13
bで増幅されたE〜Hチャンネルの電気信号により光強
度変調が行われる。
【0021】その後、センサヘッド14aおよび14b
の光出力は、それぞれシングルモード光ファイバ17c
および17dにより伝送されて、送信点において、それ
ぞれO/E変換器21aおよび21bで電気信号に変換
された後、増幅などの電気的処理を行った後、再び電波
として送信される。
【0022】このようなシステムによって、1チャンネ
ルあたり、6MHzの帯域幅で、8チャンネルの電波を
同時に受信して、光信号に変換した後、光ファイバによ
って送信点まで伝送し、再び電気信号に変換した後、増
幅などの電気的処理を行った後、再送信を行なった。
【0023】本発明の電波受信・光電送システムにおい
ては、1台の光変調器が分担する帯域幅は従来どおりな
ので、共振のQを下げることによる感度の低下はない。
【0024】ところで、本発明の電波受信・光電送シス
テムにおいては、電力線により受信点に電力を伝送する
ことがないので、受信点での雷害を効果的に防止するこ
とが可能であり、受信点と送信点の間は、光伝送によっ
て結ばれているので、信号の劣化は無視できる程度であ
り、受信点と送信点間の距離を大きくとることも容易で
ある。
【0025】さらに、本発明の電波受信・光電送システ
ムにおいては、シングルモード光ファイバを使用するこ
とによって必要となる偏光変動の補償方式と、異なる周
波数で動作する光変調器を2台使用することと、光変調
器に印加する電気信号の強度を高めるための電気的アン
プを2台使用すること、および入力フィルタに分波器を
使用することが効果的に組み合わされて、実用性の高い
システムが実現している。
【0026】一例として、地上デジタルTV放送電波の
中継に好適であることが、フィールド実験の結果から判
明している。
【0027】ところで、3組以上の電気的アンプと光変
調器を用いて、周波数帯域を広げることも可能である。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
受信帯域を大幅に広げた電波受信・光伝送システムを提
供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態による電波受信・光伝送
システムの構成を示すブロック図。
【図2】本発明の実施の一形態で用いる分波器と電気的
アンプと光変調器が動作する帯域の関係を示す図。図2
(a)は分波器に入力される電気信号の周波数分布、即
ちA〜Dチャンネル、およびE〜Hチャンネルの8チャ
ンネルの電波の周波数分布を示す図。図2(b)は、分
波器により分離され、一方の電気的アンプで増幅した
後、一方のセンサヘッドで光変調を行うA〜Dチャンネ
ルの電気信号を示す図。図2(c)は、他方の電気的ア
ンプで増幅した後、他方のセンサヘッドで光変調を行う
E〜Hチャンネルの電気信号を示す図。
【図3】センサヘッドの構成を示す図。図3(a)は、
センサヘッドの構成を示すブロック図。図3(b)は、
LiNbO光変調器の構造を示す斜視図。
【図4】従来の電波受信・光伝送装置の一例を示す図。
【符号の説明】
11 アンテナ 12 分波器 13a,13b 電気的アンプ 14a,14b センサヘッド 15 光給電部 16 偏波カップラ 17a,17b,17c,17d シングルモード光
ファイバ 18 光給電用の光源 19a,19b 無変調光を発生する光源 20 偏光プリズム 21a,21b O/E変換器 31a,31b 光ファイバ 32a,32b 入出射光導波路 33a,33b 位相シフト光導波路 34a,34b 変調電極 35 LiNbO基板 37 共振回路 38 LiNbO光変調器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無変調光を発生する光源と、前記無変調
    光を伝送する光ファイバと、前記無変調光を電気信号に
    よって変調する光変調器と、電波を受信するアンテナ
    と、受信された電気信号を前記光変調器に印加する際の
    入力フィルタおよび電気的アンプと、変調光を伝送する
    光ファイバと、伝送された前記変調光を電気信号に変換
    するO/E変換器を主として備える電波受信・光伝送シ
    ステムにおいて、前記入力フィルタは受信された電気信
    号を2つ以上の周波数帯域に分離する分波器であって、
    それぞれの分波出力は、それぞれの周波数帯域で動作す
    る電気的アンプによって増幅された後、それぞれの周波
    数帯域で動作する光変調器に印加されること特徴とする
    電波受信・光伝送システム。
  2. 【請求項2】 前記光ファイバによって伝送された無変
    調光を前記光変調器に分配するための偏波カップラを備
    えることを特徴とする請求項1に記載の電波受信・光伝
    送システム。
  3. 【請求項3】 前記光変調器の出力ポートには伝送用の
    光ファイバを介してO/E変換器が接続されていること
    を特徴とする請求項1または2に記載の電波受信・光伝
    送システム。
  4. 【請求項4】 前記電気的アンプを駆動する電力は光給
    電によって供給されることを特徴とする請求項1から3
    のいずれか一項に記載の電波受信・光伝送システム。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006345287A (ja) * 2005-06-09 2006-12-21 Seikoh Giken Co Ltd 電波受信・光伝送システム
JP2011169746A (ja) * 2010-02-18 2011-09-01 Seikoh Giken Co Ltd 電界センシング装置
JP2012037279A (ja) * 2010-08-04 2012-02-23 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 電界センシング装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006345287A (ja) * 2005-06-09 2006-12-21 Seikoh Giken Co Ltd 電波受信・光伝送システム
JP2011169746A (ja) * 2010-02-18 2011-09-01 Seikoh Giken Co Ltd 電界センシング装置
JP2012037279A (ja) * 2010-08-04 2012-02-23 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 電界センシング装置

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