JP2003258723A - Radio wave receiving/optical transmitting system - Google Patents
Radio wave receiving/optical transmitting systemInfo
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Abstract
Description
【０００１】[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、あるいは
ＥＭＣ分野での電界測定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界センシング装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensing device for detecting or measuring an electric field using an optical modulator,
In particular, the present invention relates to an electric field sensing device including an optical modulator having an interference type optical waveguide suitable for use as a relay device for radio waves for broadcasting, communication, or the like, or an electric field measuring device in the field of EMC.
【０００２】[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に示すタイプは、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ＬｉＮ
ｂＯ３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。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。2. Description of the Related Art There are several types of radio wave reception / optical transmission devices equipped with a conventional optical modulator having a branch interference type optical waveguide. The type shown in FIG. 4 is the most basic type. 41 is an antenna for receiving radio waves, 42 is LiN
bO3 optical modulator, 43a is a polarization maintaining optical fiber, 43b
Is a single mode optical fiber, 44 is a light source, and 45 is O /
It is an E converter. With such a configuration, a device that receives a radio wave, converts it into an optical signal, transmits it, and converts it into an electric signal again is used as a relay device for electric waves or a sensing device for an electric field.
【０００３】[0003]
【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ＬｉＮｂＯ3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。The usable frequency band of the LiNbO 3 optical modulator used in the radio wave receiving / optical transmitting apparatus as described above extends to several GHz. However, it is practical to use a resonant circuit to increase the sensitivity. As a result, higher sensitivity and wider bandwidth are contradictory requirements.
【０００４】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。Therefore, the present invention has practical sensitivity,
An object of the present invention is to provide a radio wave reception / optical transmission system capable of supporting wide band radio waves.
【０００５】[0005]
【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
電気的アンプで増幅し、電気的アンプの電気信号出力部
と光変調器の変調電極で複数の共振点を構成することに
よって、広帯域化を行う。In the radio wave reception / optical transmission system of the present invention, an electric signal received by an antenna is amplified by an electric amplifier, and an electric signal output section of the electric amplifier and a modulation electrode of an optical modulator. By configuring a plurality of resonance points with, a wide band is achieved.
【０００６】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、前記電気的アンプの電気信号出力部と光変調器
の変調電極は、共振回路を形成する。That is, the radio wave reception / optical transmission system of the present invention comprises a light source for generating unmodulated light, an optical fiber for transmitting the unmodulated light, and an optical modulator for modulating the unmodulated light with an electric signal. An antenna for receiving radio waves, an input filter and an electric amplifier for applying the received electrical signal to the optical modulator, an optical fiber for transmitting the modulated light, and the transmitted modulated light for the electrical signal. O / E to convert
In a radio wave reception / optical transmission system mainly including a converter, an electric signal output section of the electric amplifier and a modulation electrode of the optical modulator form a resonance circuit.
【０００７】また、本発明の電波受信・光伝送システム
においては、前記共振回路は、２つ以上の共振点を備え
て構成することができる。Further, in the radio wave reception / optical transmission system of the present invention, the resonance circuit can be configured to have two or more resonance points.
【０００８】また、本発明の電波受信・光伝送システム
においては、光変調器は電気光学効果を有する結晶基板
上に形成された分岐干渉型光導波路と変調電極を備えて
構成することができる。Further, in the radio wave reception / optical transmission system of the present invention, the optical modulator can be configured to include a branching interference type optical waveguide formed on a crystal substrate having an electro-optical effect and a modulation electrode.
【０００９】また、本発明の電波受信・光伝送システム
においては、前記共振回路はインダクタンスＬとキャパ
シタンスＣを用いた直列共振回路とすることができる。Further, in the radio wave reception / optical transmission system of the present invention, the resonance circuit may be a series resonance circuit using an inductance L and a capacitance C.
【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。Further, in the radio wave reception / optical transmission system of the present invention, the electric power for driving the electric amplifier can be supplied by optical power feeding.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００１２】図１は、本発明の実施の一形態である電波
受信・光伝送システム構成を示す図である。１１は電界
を検出するアンテナ、１２は入力フィルタ、１３は電気
的アンプ、１４は整合回路、１５は光変調部、１６と１
７は光ファイバ、１８は無変調光を発生する光源、そし
て１９は光信号を電気信号に変換するＯ／Ｅ変換器であ
る。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a radio wave reception / optical transmission system which is an embodiment of the present invention. 11 is an antenna for detecting an electric field, 12 is an input filter, 13 is an electric amplifier, 14 is a matching circuit, 15 is an optical modulator, 16 and 1
Reference numeral 7 is an optical fiber, 18 is a light source for generating unmodulated light, and 19 is an O / E converter for converting an optical signal into an electric signal.
【００１３】先ず、光変調部１５で用いるＬｉＮｂＯ3
光変調器について、図３に基づいて説明する。図３は、
分岐干渉型の光変調器の一例を示す構成図である。３２
ａと３２ｂは入出射光導波路、３３ａと３３ｂは位相シ
フト光導波路であり、これらの光導波路はＴｉイオンを
ＬｉＮｂＯ３単結晶基板３５の表面付近に拡散して形成
されている。First, LiNbO 3 used in the optical modulator 15
The optical modulator will be described with reference to FIG. Figure 3
It is a block diagram which shows an example of a branch interference type optical modulator. 32
Reference numerals a and 32b denote input / output optical waveguides, and reference numerals 33a and 33b denote phase shift optical waveguides. These optical waveguides are formed by diffusing Ti ions near the surface of the LiNbO 3 single crystal substrate 35.
【００１４】また、３４ａと３４ｂは変調電極であっ
て、金属膜からなり、図１に示される整合回路１４に接
続される。さらに、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である。この光変調
器は、従来から用いられている一般的なタイプであり、
変調電極に加えた電圧により、２つの位相シフト光導波
路の問で位相差を発生させ、合波光の強度を変化させる
タイプである。Further, 34a and 34b are modulation electrodes, which are made of a metal film and are connected to the matching circuit 14 shown in FIG. Further, 31a and 31b are polarization maintaining optical fibers or single mode optical fibers. This optical modulator is a general type that has been used conventionally,
This type changes the intensity of the combined light by generating a phase difference between the two phase shift optical waveguides by the voltage applied to the modulation electrode.
【００１５】次に、電気的アンプ１３および光変調部１
５の等価回路について、図２に基づいて説明する。Next, the electric amplifier 13 and the optical modulator 1
The equivalent circuit of No. 5 will be described based on FIG.
【００１６】図２（ａ）において、２０はトランジスタ
の出力電流、２１ａ〜２１ｃは第１、第２、第３のイン
ダクタンス、２２は可変のキャパシタンスＣ１、そし
て、２３はＬｉＮｂＯ３光変調器Ｚｍを示す。In FIG. 2A, 20 is an output current of a transistor, 21a to 21c are first, second and third inductances, 22 is a variable capacitance C1, and 23 is a LiNbO3 optical modulator Zm. .
【００１７】図２（ｂ）にＬｉＮｂＯ３光変調器Ｚの等
価回路を示す。この回路はインダクタンスＬｍ、キャパ
シタンスＣｍ、および抵抗Ｒｍを直列接続したものとし
て表すことができる。通常使用されるＬｉＮｂＯ３光変
調器においては、インダクタンスＬｍは４０ｎＨ程度、
キャパシタンスＣｍは２ｐＦ程度、そして抵抗Ｒｍは５
Ω程度である。FIG. 2B shows an equivalent circuit of the LiNbO 3 optical modulator Z. This circuit can be represented as an inductance Lm, a capacitance Cm, and a resistance Rm connected in series. In a commonly used LiNbO 3 optical modulator, the inductance Lm is about 40 nH,
The capacitance Cm is about 2 pF, and the resistance Rm is 5
It is about Ω.
【００１８】図２（ａ）において、Ｃ１、Ｌ１、Ｌ２に
よって、第１の直列共振回路が形成され、第１の共振周
波数とＱが設定される。また、Ｃ１、Ｌ３とＺｍによっ
て、第２の直列共振回路が形成され、第２の共振周波数
とＱが設定される。実際には、ピークの周波数間隔は５
０ＭＨｚ程度にして、１つの共振による感度がピークか
ら±２５ＭＨｚ程度で３ｄＢだけ下がるようなＱを設定
する。In FIG. 2A, C1, L1 and L2 form a first series resonance circuit, and a first resonance frequency and Q are set. Further, C1, L3 and Zm form a second series resonance circuit, and the second resonance frequency and Q are set. Actually, the peak frequency interval is 5
Q is set to about 0 MHz, and Q is set so that the sensitivity due to one resonance drops by 3 dB at about ± 25 MHz from the peak.
【００１９】以上のように、本実施の形態においては、
電気的アンプにより増幅された電圧を、２つの共振点を
もつ共振回路を利用して、光変調器を動作させる。その
結果、システムの受信帯域はほぼ２倍に広がり、その帯
域内の偏差は極めて小さくおさえることができる。As described above, in the present embodiment,
The voltage amplified by the electric amplifier is used to operate the optical modulator by using a resonance circuit having two resonance points. As a result, the reception band of the system is almost doubled, and the deviation in the band can be suppressed to be extremely small.
【００２０】[0020]
【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、帯域内偏差の小さな電波受信・
光伝送システムを提供することが可能となる。As described above, according to the present invention,
Significantly widen the reception band and receive radio waves with small deviation within the band.
It becomes possible to provide an optical transmission system.
【図１】本発明の実施の一形態による電界センサの構成
を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an electric field sensor according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施の一形態による共振回路を示す
図。図２（ａ）は電気的アンプと光変調部の等価回路を
示す図。図２（ｂ）はＬｉＮｂＯ３光変調器の等価回路
を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a resonance circuit according to an embodiment of the present invention. FIG. 2A is a diagram showing an equivalent circuit of the electric amplifier and the optical modulator. FIG. 2B is a diagram showing an equivalent circuit of the LiNbO 3 optical modulator.
【図３】一般的な分岐干渉型の光変調器の構成を示す
図。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a general branch interference type optical modulator.
【図４】従来の電界センサの構成を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a conventional electric field sensor.
１１ アンテナ １２ 入力フィルタ １３ 電気的アンプ １４ 整合回路 １５ 光変調部 １６，１７ 光ファイバ １８ 光源 １９ Ｏ／Ｅ変換器 ２０ トランジスタの出力電流 ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ インダクタンス ２２ 可変のキャパシタンス ２３ 光変調器のインピーダンス 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 ４１ アンテナ ４２ 光変調器 ４３ａ，４３ｂ 光ファイバ ４４ 光源 ４５ Ｏ／Ｅ変換器 11 antenna 12 input filters 13 Electric amplifier 14 Matching circuit 15 Light modulator 16,17 Optical fiber 18 light source 19 O / E converter 20 Transistor output current 21a, 21b, 21c inductance 22 Variable capacitance 23 Impedance of optical modulator 31a, 31b optical fiber 32a, 32b input / output optical waveguide 33a, 33b Phase shift optical waveguide 34a, 34b modulation electrodes 41 antenna 42 Optical modulator 43a, 43b optical fiber 44 light source 45 O / E converter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 生岩 量久 東京都渋谷区神南二丁目２番１号 日本放 送協会 放送センター内 (72)発明者 山下 隆之 東京都渋谷区神南二丁目２番１号 日本放 送協会 放送センター内 (72)発明者 秋山 一浩 東京都渋谷区神南二丁目２番１号 日本放 送協会 放送センター内 (72)発明者 竹内 安弘 東京都渋谷区神南二丁目２番１号 日本放 送協会 放送センター内 Ｆターム(参考） 2H079 AA02 AA12 BA01 CA12 DA03 EA05 EB04 FA03 HA11 KA18 KA19 KA20 5K002 AA03 CA14 FA01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Ikuiwa Sakuhisa 2-2-1 Jinnan 2-chome, Shibuya-ku, Tokyo Sending Association Broadcast Center (72) Inventor Takayuki Yamashita 2-2-1 Jinnan 2-chome, Shibuya-ku, Tokyo Sending Association Broadcast Center (72) Inventor Kazuhiro Akiyama 2-2-1 Jinnan 2-chome, Shibuya-ku, Tokyo Sending Association Broadcast Center (72) Inventor Yasuhiro Takeuchi 2-2-1 Jinnan 2-chome, Shibuya-ku, Tokyo Sending Association Broadcast Center F-term (reference) 2H079 AA02 AA12 BA01 CA12 DA03 EA05 EB04 FA03 HA11 KA18 KA19 KA20 5K002 AA03 CA14 FA01
Claims (5)
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、前記電気的アンプの電気信号出力部
と光変調器の変調電極は、共振回路を形成することを特
徴とする電波受信・光伝送システム。1. A light source for generating unmodulated light, an optical fiber for transmitting the unmodulated light, an optical modulator for modulating the unmodulated light with an electric signal, an antenna for receiving radio waves, and An input filter and an electric amplifier for applying an electric signal to the optical modulator, an optical fiber for transmitting the modulated light, and an O / E converter for converting the transmitted modulated light into an electric signal are mainly provided. In the radio wave reception / optical transmission system, the electric signal output part of the electric amplifier and the modulation electrode of the optical modulator form a resonance circuit.
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。2. The radio wave reception / optical transmission system according to claim 1, wherein the resonance circuit has two or more resonance points.
晶基板上に形成された分岐干渉型光導波路と変調電極を
備えて構成され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。3. The radio wave according to claim 1, wherein the optical modulator includes a branching interference type optical waveguide formed on a crystal substrate having an electro-optical effect and a modulation electrode. Reception / optical transmission system.
パシタンスＣを用いた直列共振回路であることを特徴と
する請求項１、２または３に記載の電波受信・光伝送シ
ステム。4. The radio wave reception / optical transmission system according to claim 1, 2 or 3, wherein the resonance circuit is a series resonance circuit using an inductance L and a capacitance C.
電によって供給されることを特徴とする請求項１、２、
３または４に記載の電波受信・光伝送システム。5. The electric power for driving the electric amplifier is supplied by optical power feeding.
The radio wave reception / optical transmission system according to 3 or 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002054511A JP2003258723A (en) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | Radio wave receiving/optical transmitting system |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2002054511A JP2003258723A (en) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | Radio wave receiving/optical transmitting system |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003258723A true JP2003258723A (en) | 2003-09-12 |
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| JP2002054511A Pending JP2003258723A (en) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | Radio wave receiving/optical transmitting system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003258723A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006165651A (en) * | 2004-12-02 | 2006-06-22 | Kansai Electric Power Co Inc:The | Optical power information transmission system |
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-
2002
- 2002-02-28 JP JP2002054511A patent/JP2003258723A/en active Pending
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