JP2004248071A

JP2004248071A - 光送受信アンテナ装置

Info

Publication number: JP2004248071A
Application number: JP2003037047A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Kizawa; 正俊鬼澤
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2003-02-14
Filing date: 2003-02-14
Publication date: 2004-09-02

Abstract

【課題】光源の数を削減した簡略な光送受信アンテナ装置を提供すること。
【解決手段】光源部１と、送信アンテナ系装置と、受信アンテナ系装置とを備える光送受信アンテナ装置であり、光源部１は、光源２と、光カプラ３とからなり、送信アンテナ系装置は、光源部１からの光を電気信号によって変調して信号出射光を生成する光変調器４と、その信号出射光を伝搬させる光ファイバ１１と、伝送された信号出射光を電気信号に変換する光電変換器５と、同軸ケーブル２１と、送信用アンテナ６とからなり、他方、受信アンテナ系装置は、光源部１からの光を伝搬させる光ファイバ１２と、電磁波を受信する受信用アンテナ９と、その電気信号の電圧に応じて光ファイバ１２によって伝送された光の強度を変調する光変調器８と、その変調光を伝搬させる光ファイバ１３と、伝送された変調光から電気信号を取り出す光検出器７とからなる光送受信アンテナ装置とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信用などの電磁波を送受信するアンテナを用いると共に光電変換と光伝送を伴う光送受信アンテナ装置に係り、特に送受信用アンテナと信号送受信装置とが長距離に隔てられた環境での使用に好適な光送受信アンテナ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、従来からある無給電の光送受信アンテナ装置の構成を示すブロック図である。この光送受信アンテナ装置は、送信アンテナ系装置及び受信アンテナ系装置からなる。
【０００３】
その送信アンテナ系装置では、電気信号を光信号に変換して信号出射光として出射する信号光源３１により生成された信号出射光が伝搬用光ファイバ１４を通って伝搬信号出射光として光電変換器３３に入射され、光電変換器３３では伝搬信号出射光が電気信号に変換され、出力電気信号として同軸ケーブル２３を介して送信用アンテナ３４へ伝送され、送信用アンテナ３４では出力電気信号が電磁波として放射される。
【０００４】
他方、受信アンテナ系装置では、受信用アンテナ３７で電磁波を受信して電気信号に変換して入力電気信号として、同軸ケーブル２４を介して、透過型の光変調器３６へ伝送する。この透過型の光変調器３６には、光源３５からの出射光が入射伝搬用光ファイバ１５を通って伝搬出射光として入射される。
【０００５】
このとき用いる光源３５は、出射光として互いに垂直な偏波面を有する２つの直線偏光を含み、しかも偏波面が互いに任意な角度をなす複数の直線偏光（ランダム偏光）を出射する。
【０００６】
また、光変調器３６では、受信用アンテナ３７から同軸ケーブル２４によって伝送された入力電気信号の電圧に応じて、光源３５から伝送された伝搬出射光の強度を変調して変調入射光として出射する。この変調入射光は出射伝搬用光ファイバ１６を通って伝搬変調入射光として光検出器３８に入射され、光検出器３８では伝搬変調入射光から電気信号が取り出される。
【０００７】
上記光送受信アンテナ装置は、送受信用アンテナに電源を必要とせず、誘導ノイズ、信号漏洩、信号強度の伝送障害を起こすことなく、しかも落雷等の自然現象による障害発生を回避して長距離伝送を行い得るという優れた特徴を持っている。
【０００８】
この様な光送受信アンテナ装置は、例えば、次の特許文献１に開示されているとおりである。
【０００９】
【特許文献１】
特開平９−１６２８１０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような送受信アンテナ装置において送受信のアンテナ毎に光源を用いることは、本装置での高コスト部品となる光源を多数用いることであり、経済的ではない。また、一般的に送受信を行う局は複数の子局を持ち、子局ごとに複数の光源を用いることは同様に経済的でない。
【００１１】
そこで、本発明は、光源の数を削減した、簡略な光送受信アンテナ装置を提供することを課題としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、光源部と、送信アンテナ系装置と、受信アンテナ系装置とを備える光送受信アンテナ装置であって、前記光源部は出射光を生成する光源と、前記出射光を分割する光カプラとからなり、前記送信アンテナ系装置は、前記光源部からの光を電気信号によって変調して信号出射光を生成する光変調器と、前記信号出射光を伝搬させて伝搬信号出射光とする光ファイバと、前記伝搬信号出射光を電気信号に変換して出力電気信号として出力する光電変換器と、前記出力電気信号を電磁波として放射する送信用アンテナとからなり、前記受信アンテナ系装置は、前記光源部からの光を伝搬して伝搬出射光とする光ファイバと、電磁波を受信して電気信号に変換して入力電気信号として出力する受信用アンテナと、前記入力電気信号の電圧に応じて前記伝搬出射光の強度を変調して変調入射光を生成する光変調器と、前記変調入射光を伝搬させて伝搬変調入射光とする光ファイバと、前記伝搬変調入射光から電気信号を取り出す光検出器とからなることを特徴とする光送受信アンテナ装置が得られる。
【００１３】
また、前記光源部の光カプラによる光出力の分割数は３以上であり、前記送信アンテナ系装置または前記受信アンテナ系装置の数が２以上であることを特徴とする光送受信アンテナ装置が得られる。
【００１４】
また、前記光変調器は、ＬｉＮｂＯ_３結晶基板上に作製したマッハツェンダ型光導波路を備える光変調器であることを特徴とする光送受信アンテナ装置が得られる。
【００１５】
また、前記光源部は、互いに垂直な偏波面を有し、互いの干渉を無視できる、２つの直線偏光を含み、且つ任意の角度の偏波面における直線偏光成分の強度が等しい光を生成することを特徴とする光送受信アンテナ装置が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施の形態に関わる光送受信アンテナ装置の基本構成をブロック図により示したものである。この光送受信アンテナ装置は、光源部と、送信アンテナ系装置と、受信アンテナ系装置とからなる。
【００１７】
まず光源部１は出射光を生成する光源２と、その出射光を分割する光カプラ３からなる。
【００１８】
次に、送信アンテナ系装置は、光源部１の出射光を電気信号により変調して信号出射光として出射する光変調器４と、その信号出射光を伝搬させて伝搬信号出射光とする伝搬用光ファイバ１１と、この伝搬信号出射光を電気信号に変換して出力電気信号として出力する光電変換器５と、同軸ケーブル２１を経て、電磁波として空中に放射する送信用アンテナ６とからなっている。
【００１９】
他方、受信アンテナ系装置は、光源部１からの出射光を伝搬入射させて伝搬出射光とする入射伝搬用光ファイバ１２と、電磁波を受信して電気信号に変換して入力電気信号として出力する受信用アンテナ９と、前記入力電気信号の電圧を同軸ケーブル２２を介して光変調器８に導き、入射伝搬用光ファイバ１２によって伝搬された光の強度を変調して変調入射光として生成する光変調器８と、その変調入射光を伝搬させて伝搬変調入射光とする出射伝搬用光ファイバ１３と、この出射伝搬用光ファイバ１３の一端に接続されて伝搬変調入射光をから電気信号を取り出す光検出器７とから成っている。
【００２０】
このとき用いる光変調器４または８には、電気光学結晶基板上に分岐干渉型光導波路を設けて作製した光変調器を用いるとよい。特にＬｉＮｂＯ_３結晶基板にＴｉイオンを拡散して作製したマッハツェンダ型光導波路を備えた光変調器は本実施の形態に好適である。
【００２１】
この様に、本実施の形態の光送受信アンテナ装置において、送信アンテナ系装置及び受信アンテナ系装置は１つの光源２からの出射光を光カプラ３により分割した出射光を利用する。
【００２２】
また、ここで用いた光源２の出射光においては、互いに垂直な偏波面をなし、互いの干渉を無視できる、２つの直線偏光が含まれ、且つ任意の角度の偏波面における直線偏光成分の強度が等しくなっている。この出射光の偏光状態は、偏波面が互いに任意の角度をなす複数の直線偏光（ランダム偏光）と似ており、本実施の形態における光の振る舞いにおいて、ランダム偏光と同様に振る舞う。
【００２３】
次に、本実施の形態における光送受信アンテナ装置の動作を説明する。送信アンテナ系装置では光源部１の出射光の一つを、電気信号による光変調を行う光変調器４に入射させ信号出射光を得る。この信号出射光は伝搬用光ファイバ１１を通って伝搬信号出射光として光電変換器５に入射され、この光電変換器５では伝搬信号出射光を電気信号に変換して出力電気信号として同軸ケーブル２１を介して送信用アンテナ６へ伝送する。そして、送信用アンテナ６では出力電気信号を電磁波として空中に放射する。
【００２４】
それに対して、受信アンテナ系装置では、受信用アンテナ９で電磁波を受信して電気信号に変換して入力電気信号として透過型の光変調器８へ伝送する。この透過型の光変調器８には光源部１の他の一つの出射光が入射伝搬用光ファイバ１２を通って伝搬出射光として入射される。そして光変調器８では受信用アンテナ９から伝送された入力電気信号の電圧に応じて伝搬出射光の強度を変調して変調入射光として出射する。この変調入射光は出射伝搬用光ファイバ１３を通って伝搬変調入射光として光検出器７へ入射され、光検出器７では伝搬変調入射光の強度を電気信号として検出する。
【００２５】
以上が本実施の形態における光送受信アンテナ装置の構成と動作である。これまでの説明からも分かるように、光源２からの出力が十分に大きい場合、光カプラ３での分割数を多くして、送信アンテナ系装置及び受信アンテナ系装置のみを増設することにより一つの光源で多数の子局で用いる光パワーを供給することが可能な光送受信アンテナ装置を構成することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上に説明した様に、本発明によれば光源の数を減らした簡略な光送受信アンテナ装置を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における光送受信アンテナ装置のブロック図。
【図２】従来の光送受信アンテナ装置のブロック図。
【符号の説明】
１光源部
２光源
３光カプラ
４，８光変調器
５光電変換器
６送信用アンテナ
７光検出器
９受信用アンテナ
１１，１２，１３光ファイバ
２１，２２同軸ケーブル

Claims

光源部と、送信アンテナ系装置と、受信アンテナ系装置とを備える光送受信アンテナ装置であって、前記光源部は出射光を生成する光源と、前記出射光を分割する光カプラとからなり、前記送信アンテナ系装置は、前記光源部からの光を電気信号によって変調して信号出射光を生成する光変調器と、前記信号出射光を伝搬させて伝搬信号出射光とする光ファイバと、前記伝搬信号出射光を電気信号に変換して出力電気信号として出力する光電変換器と、前記出力電気信号を電磁波として放射する送信用アンテナとからなり、前記受信アンテナ系装置は、前記光源部からの光を伝搬して伝搬出射光とする光ファイバと、電磁波を受信して電気信号に変換して入力電気信号として出力する受信用アンテナと、前記入力電気信号の電圧に応じて前記伝搬出射光の強度を変調して変調入射光を生成する光変調器と、前記変調入射光を伝搬させて伝搬変調入射光とする光ファイバと、前記伝搬変調入射光から電気信号を取り出す光検出器とからなることを特徴とする光送受信アンテナ装置。
前記光源部の光カプラによる光出力の分割数は３以上であり、前記送信アンテナ系装置または前記受信アンテナ系装置の数が２以上であることを特徴とする請求項１記載の光送受信アンテナ装置。
前記光変調器はＬｉＮｂＯ_３結晶基板上に作製したマッハツェンダ型光導波路を備える光変調器であることを特徴とする請求項１または２記載の光送受信アンテナ装置。
前記光源部は、互いに垂直な偏波面を有し、互いの干渉を無視できる、２つの直線偏光を含み、且つ任意の角度の偏波面における直線偏光成分の強度が等しい光を生成することを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の光送受信アンテナ装置。