JP2007251255A

JP2007251255A - 光制御型フェーズドアレイアンテナ装置

Info

Publication number: JP2007251255A
Application number: JP2006067974A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Nagatsuka; 勉永塚; Tomohiro Akiyama; 智浩秋山; Yoshihito Hirano; 嘉仁平野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-03-13
Filing date: 2006-03-13
Publication date: 2007-09-27

Abstract

【課題】信号光ビームとローカル光ビームとを容易に分離でき、ダイナミックレンジの大きい光制御型フェーズドアレイアンテナ装置を得る。
【解決手段】光マイクロ波光源、ＰＢＳ１と、１／４波長板２、ローカル光ビームを透過する光ＢＰＦ３、１／４波長板４、信号光ビームの空間振幅位相分布を励振振幅位相分布に変換してローカル光ビームと空間的に合成する変換装置２０、合成ビーム光を空間的にサンプリングする光ファイバアレイ３０、アレイ３０の出力をマイクロ波信号に変換する光電変換器３１、マイクロ波信号を空間に放射するアレイアンテナ３２を備え、前記光マイクロ波光源に波長可変光出力装置４０を用い、光出力装置４０の出力光に低周波で強度変調をかけ、１／４波長板４を透過したローカル光ビームの低周波変調成分を検出し、その検出値に基づいて低周波変調成分の強度が最大となるように光出力装置４０の波長を制御する波長制御回路４２を備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、信号光とローカル光との間の位相変動などの外乱を抑圧するために、空間で信号光とローカル光とを分離する光制御型フェーズドアレイアンテナ装置に関するものである。

従来、この種の光制御型フェーズドアレイアンテナとして、マイクロ波信号の周波数だけ周波数が異なる信号光ビームとローカル光ビームを空間に放射し、信号光ビームを、空間光変調器によりアレイアンテナからの放射ビームのパターンに対応した強度位相分布に変換するとともに、ローカル光ビームを前記信号光ビームと空間的に重ね合わせ、重ね合わされた合成ビーム光を、光ファイバアレイにより空間的にサンプリングし、そのサンプリング光を複数の光電変換器によるヘテロダイン検波により、複数のマイクロ波信号に変換した後、アレイアンテナを用いて空間に放射するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−３４７８２６号公報（図１参照）

このような光制御型フェーズドアレイアンテナ装置において、信号光とローカル光との間の位相変動などの外乱を抑圧するために、光源からの信号光ビームとローカル光ビームとを同一の光ファイバを用いて伝送した場合、その合成光から信号光ビームとローカル光ビームとを分離する必要があり、このため、狭帯域の光フィルタを用いる必要がある。しかし、一般に、製造誤差、温度変動やその他の要因により、信号光ビームおよびローカル光ビームの波長と狭帯域光フィルタの通過帯域を所要の値に合せるのは容易ではなく、このような光制御型フェーズドアレイアンテナ装置を製造することは困難であった。

この発明は上述のような課題を解決するためになされたもので、信号光ビームとローカル光ビームとを容易に分離でき、ダイナミックレンジの大きい光制御型フェーズドアレイアンテナ装置を得ることを目的とするものである。

この発明に係る光制御型フェーズドアレイアンテナ装置は、マイクロ波周波数で離調した２つのレーザ光ビームである信号光ビーム及びローカル光ビームを同一方向の直線偏光で空間に放射する光出力手段と、前記信号光ビーム及びローカル光ビームを透過する偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタを透過した信号光ビーム及びローカル光ビームの偏光を円偏光のビームに変換する第１の４分の１波長板と、前記第１の４分の１波長板を透過した前記信号光ビーム及びローカル光ビームのうち、前記信号光ビームを反射し、前記ローカル光ビームを透過する光バンドパスフィルタと、前記光バンドパスフィルタを透過した前記ローカル光ビームの偏光方向を直線偏光のビームに変換する第２の４分の１波長板と、前記光バンドパスフィルタに反射し、前記第１の４分の１波長板で再び直線偏光に変換され、前記偏光ビームスプリッタで前記光出力手段と異なる方向に反射した信号光ビームの空間振幅位相分布を所定の振幅位相分布に変換し、前記第２の４分の１波長板からのローカル光ビームと空間的に合成したビーム光を出力する空間光振幅位相分布変換装置と、前記空間光振幅位相分布変換装置から出力されたビーム光を空間的にサンプリングする光ファイバアレイと、前記光ファイバアレイの出力をヘテロダイン検波することによりマイクロ波信号に変換する光電変換器と、前記光電変換器により変換されたマイクロ波信号を空間に放射するアレイアンテナとを備えた光制御型フェーズドアレイアンテナ装置において、前記光出力手段として、離調周波数を維持したまま前記信号光ビーム及びローカル光ビームの波長を可変でき、かつ出力光の強度を低周波で変調可能な波長可変型光出力手段を用い、前記第２の４分の１波長板を透過した前記ローカル光ビームの低周波変調成分の強度を検出する光強度検出手段と、前記光強度検出手段からの検出値に基づいて低周波変調成分の強度が最大となるように前記波長可変型光出力手段の波長を制御する波長制御手段とをさらに備えたことを特徴とする。

また、他の発明に係る光制御型フェーズドアレイアンテナ装置は、マイクロ波周波数で離調した２つのレーザ光ビームである信号光ビーム及びローカル光ビームを同一方向の直線偏光で空間に放射する光出力手段と、前記信号光ビーム及びローカル光ビームを透過する偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタを透過した信号光ビーム及びローカル光ビームの偏光を円偏光のビームに変換する第１の４分の１波長板と、前記第１の４分の１波長板を透過した前記信号光ビーム及びローカル光ビームのうち、前記信号光ビームを反射し、前記ローカル光ビームを透過する光バンドパスフィルタと、前記光バンドパスフィルタを透過した前記ローカル光ビームの偏光方向を直線偏光のビームに変換する第２の４分の１波長板と、前記光バンドパスフィルタに反射し、前記第１の４分の１波長板で再び直線偏光に変換され、前記偏光ビームスプリッタで前記光出力手段と異なる方向に反射した信号光ビームの空間振幅位相分布を所定の振幅位相分布に変換し、前記第２の４分の１波長板からのローカル光ビームと空間的に合成したビーム光を出力する空間光振幅位相分布変換装置と、前記空間光振幅位相分布変換装置から出力されたビーム光を空間的にサンプリングする光ファイバアレイと、前記光ファイバアレイの出力をヘテロダイン検波することによりマイクロ波信号に変換する光電変換器と、前記光電変換器により変換されたマイクロ波信号を空間に放射するアレイアンテナとを備えた光制御型フェーズドアレイアンテナ装置において、前記光出力手段として、出力光の強度を低周波で変調可能な光出力手段を用いると共に、前記光バンドパスフィルタとして、透過波長を可変できる波長可変型光バンドパスフィルタを用い、前記第２の４分の１波長板を透過した前記ローカル光ビームの低周波変調成分の強度を検出する光強度検出手段と、前記光強度検出手段からの検出値に基づいて低周波変調成分の強度が最大となるように前記波長可変型光バンドパスフィルタの透過波長を制御する帯域制御手段とをさらに備えたことを特徴とする。

この発明によれば、信号光ビームとローカル光ビームとを容易に分離でき、ダイナミックレンジの大きい所要の動作を容易に行えるという効果を奏する。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る光制御型フェーズドアレイアンテナ装置について図１から図３までを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る光制御型フェーズドアレイアンテナ装置の構成を示すブロック図である。また、図２は、この発明の実施の形態１に係る光制御型フェーズドアレイアンテナ装置の光バンドパスフィルタ３の透過、反射特性を示す図である。さらに、図３は、この発明の実施の形態１に係る光制御型フェーズドアレイアンテナ装置の空間光振幅位相分布変換装置２０の構成を示すブロック図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

図１に示される実施の形態１に係る光制御型フェーズドアレイアンテナ装置は、マイクロ波入力端子１１から入力したマイクロ波周波数（周波数｜ｆ_Ｓ−ｆ_Ｌ｜）で離調した同一偏波方向の周波数ｆ_Ｓの信号光と、周波数ｆ_Ｌのローカル光とを出力する光マイクロ波光源４０と、偏波保存光ファイバ１２と、偏波保存光ファイバ１２を介して入力される信号光とローカル光とのビーム光を所定のビーム幅に変換してそれぞれ同一方向の直線偏光となる信号光ビーム５０とローカル光ビーム５１として空間に放射するレンズ１３と、信号光ビーム５０とローカル光ビーム５１とを透過する偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳと称す）１と、ＰＢＳ１を透過した２つのビーム光の偏光を円偏光のビームに変換する４分の１波長板２と、４分の１波長板２を透過した２つのビーム光のうち、信号光ビーム５０は反射し、ローカル光ビーム５１を透過する光バンドパスフィルタ（以下、光ＢＰＦと称す）３と、光ＢＰＦ３を透過したローカル光ビーム５１の偏光方向を直線偏光のビーム光に変換する４分の１波長板４と、光ＢＰＦ３に反射し、４分の１波長板２で再び直線偏光に変換され、ＰＢＳ１でレンズ１３と異なる方向に反射し、反射鏡１４でさらに反射した信号光ビーム５０の空間振幅位相分布を、アレイアンテナ３２への励振振幅位相分布に変換し、もう１つの反射鏡１４で反射したローカル光ビーム５１と空間的に合成したビーム光を出力する空間光振幅位相分布変換装置２０と、空間光振幅位相分布変換装置２０から出力されたビーム光を空間的にサンプリングする光ファイバアレイ３０と、光ファイバアレイ３０の出力をヘテロダイン検波することによりマイクロ波信号に変換する光電変換器３１と、光電変換器３１により発生したマイクロ波信号をマイクロ波ビーム３３として空間に放射するアレイアンテナ３２とを備えている。

また、図１において、光マイクロ波光源４０としては、信号光ビーム及びローカル光ビームの離調周波数を維持したままこれらの光ビームの波長を可変できる波長可変型光マイクロ波光源を用いている。また、低周波信号入力端子４５が設けられており、ここに入力した低周波電気信号により出力光の強度を変調することができる。さらに、部分反射鏡（光分波手段）１５と、レンズ１６と、光検出器４１と、波長制御回路４２とを備えている。

なお、この発明において、離調周波数を維持したまま信号光ビーム５０及びローカル光ビーム５１の波長を可変できる波長可変型光出力装置は、例えば、波長可変型光マイクロ波光源４０と、偏波保存光ファイバ１２と、レンズ１３とから構成される。また、この発明において、４分の１波長板４を透過したローカル光ビームの低周波変調成分の強度を検出する光強度検出手段は、例えば、この実施の形態１では、レンズ１６と、光検出器４１とから構成され、波長制御回路４２は、光検出器４１の検出値に基づいて低周波変調成分の強度が最大となるように光マイクロ波光源４０の波長を制御する。

次に、この実施の形態１に係る光制御型フェーズドアレイアンテナ装置の動作について図面を参照しながら説明する。光マイクロ波光源４０は、マイクロ波入力端子１１から入力したマイクロ波周波数（周波数｜ｆ_Ｓ−ｆ_Ｌ｜）で離調した同一偏波方向の周波数ｆ_Ｓの信号光と、周波数ｆ_Ｌのローカル光を出力する。この光マイクロ波光源４０は、例えば、レーザ光源と光変調器により実現できる。さらに、この光マイクロ波光源４０は、外部の信号により出力光の波長を可変できる波長可変光マイクロ波光源４０を用いている。波長可変光マイクロ波光源４０から出射した信号光とローカル光は、偏波保存光ファイバ１２により偏光方向を維持しながら伝送され、レンズ１３により所定のビーム幅に変換されて空間に放射され、それぞれ同一方向の直線偏光となる信号光ビーム５０とローカル光ビーム５１となる。

信号光ビーム５０とローカル光ビーム５１は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１に入射する。このとき、信号光ビーム５０とローカル光ビーム５１の偏光方向を、ＰＢＳ１を透過する方向に設定し、信号光ビーム５０とローカル光ビーム５１を透過させる。このときの信号光ビーム５０とローカル光ビーム５１の偏向状態を１０１に示す。

ＰＢＳ１を透過した各ビーム５０、５１は、それらの偏光方向に対し、結晶軸が４５度傾いた１／４波長板２に入射し、それぞれ円偏光の光ビーム５０、５１となり出射する。このときの信号光ビーム５０とローカル光ビーム５１の偏向状態を１０２に示す。１／４波長板２を出射した光ビーム５０、５１は、図２に示すような特性、つまり、周波数ｆ_Ｓは反射、周波数ｆ_Ｌは透過する特性を有する光バンドパスフィルタ（光ＢＰＦ）３に入力する。周波数ｆ_Ｓの信号光ビームは、光ＢＰＦ３により反射され、光ＢＰＦ３に入射した時と反対側の回転方向をした円偏光の信号光ビーム５０となる。このときの信号光ビーム５０とローカル光ビーム５１の偏向状態を１０５に示す。この信号光ビーム５０は、再び１／４波長板２に入射し、レンズ１３を出力した時と９０度傾いた方向の直線偏光に変換される。このときの信号光ビーム５０とローカル光ビーム５１の偏向状態を１０６に示す。この信号光ビーム５０は、再びＰＢＳ１に入射し、９０度傾いた方向に反射し、ＰＢＳ１から出射する。

一方、周波数ｆ_Ｌのローカル光ビーム５１は、光ＢＰＦ３を透過し（このときの信号光ビーム５０とローカル光ビーム５１の偏向状態を１０３に示す）、もう１つの１／４波長板４により、レンズ１３を出力した時から９０度回転した直線偏光に変換され、前述のＰＢＳ１を反射した信号光ビーム５０と同一方向の直線偏光をしたビーム光に変換される。このときの信号光ビーム５０とローカル光ビーム５１の偏向状態を１０４に示す。

光ＢＰＦ３により、空間的に周波数で分離された信号光ビーム５０と、ローカル光ビーム５１は、それぞれ別の反射鏡１４および１５で反射され、空間光振幅位相分布変換装置２０に入力された信号光ビーム５０は、所定の振幅／位相分布のビーム光に変換され、再び、ローカル光ビーム５１と空間的に合成されて出力される。この空間光振幅位相分布変換装置２０は、例えば、レンズのフーリエ変換を利用することにより実現できる。

ここで、レンズのフーリエ変換を利用した空間光振幅位相分布変換装置２０について、図３を用いて説明する。図３において、信号光ビーム５０は、光の空間強度分布を制御する空間光変調器２１に入力する。この空間光変調器２１は、制御信号入力端子２２からの制御信号に従い、入射信号光ビーム５０を、アレイアンテナ３２から放射させるマイクロ波ビーム３３の方向、形状に対応した強度分布の信号光ビーム５０に変換し、再び空間に出射する。空間光変調器２１を出射した信号光ビーム５０は、フーリエ変換光学系２４に入力し、空間的にフーリエ変換される。なお、空間光変調器２１としては、例えば、液晶を用いたものなどが既に実用化されている。

フーリエ変換された信号光ビーム５０と、ローカル光ビーム５１は、ビーム合成器２５により空間的に重ね合わされ、合成ビーム光となる。合成ビーム光は、上記のフーリエ変換光学系２４の後側焦点面２６を入射面とする光ファイバアレイ３０の各光ファイバに入射し、空間的にサンプルリングされる。この光ファイバアレイ３０は、所定の間隔を置いて、光ファイバの長手方向が平行になるように、並置された複数本の光ファイバから構成される。光ファイバアレイ３０の入射端には、各光ファイバへの合成ビーム光の結合効率を高めるために、レンズアレイを備えても良い。

合成ビーム光は、図１における光ファイバアレイ３０を構成する各光ファイバに入射し、光ファイバを伝搬後、各光ファイバの出射端側に接続した各光電変換器３１に入力され、ヘテロダイン検波によりマイクロ波信号に変換される。なお、マイクロ波信号の周波数は、光マイクロ波光源４０の周波数に対応する。マイクロ波信号は、必要に応じて、マイクロ波増幅器などを介して、アレイアンテナ３２の各アンテナ素子に給電し、マイクロ波ビーム３３として空間に放射される。

波長可変型光マイクロ波光源４０は、マイクロ波入力端子１１から入力したマイクロ波周波数（周波数｜ｆ_Ｓ−ｆ_Ｌ｜）で離調した同一偏波方向の周波数ｆ_Ｓの信号光、周波数ｆ_Ｌのローカル光を出力する。信号光の周波数ｆ_Ｓとローカル光の周波数ｆ_Ｌは、周波数差を一定に保ちながら可変する。このような、波長可変型光マイクロ波光源４０は、例えば、光マイクロ波光源で用いるレーザの温度を制御することなどで実現できる。

さらに、光マイクロ波光源４０には、低周波信号入力端子４５より入力した低周波電気信号により、強度変調がかけられている。図１には図示していないが、光マイクロ波光源４０を強度変調する方法としては、低周波電気信号により光マイクロ波光源４０のバイアス電流を直接変化させる方法、ＥＡ変調器やＬＮ変調器などの外部変調器を用いて光マイクロ波光源４０からの出力光に変調をかける方法などがあり、上記のような、どのような方法を用いても構わない。

また、光マイクロ波光源４０を変調する低周波電気信号の周波数は、マイクロ波周波数、すなわち信号光とローカル光との離調周波数（｜ｆ_Ｓ−ｆ_Ｌ｜）に対し、十分低い周波数である。このため、低周波電気信号により光マイクロ波光源４０の出力光に強度変調をかけても、通信に用いるマイクロ波信号に対しては何らの影響も及ぼすものではない。

波長可変型光マイクロ波光源４０を出射した信号光とローカル光は、上述したように、偏光ビームスプリッタ１、１／４波長板２、光ＢＰＦ３に入射する。ローカル光ｆ_Ｌは、光ＢＰＦ３を透過し、１／４波長板４を透過後、部分反射鏡１５で一部は反射して空間光振幅位相分布変換装置２０に入射し、一部は透過してレンズ１６により集光され、光検出器４１に入射する。この光検出器４１では、ローカル光５２に重畳している低周波強度変調成分の強度を検出し、出力する。

光ＢＰＦ３の透過帯域、ローカル光５１の周波数は、各々の製造誤差、温度変化などによりずれることがある。この場合、ローカル光５１の光ＢＰＦ３の透過率が劣化することとなり、ダイナミックレンジが劣化したり、透過しなかった成分は反射し、信号光５０と同一の光路をたどるために、ゴースト光となる。

光検出器４１の出力は、波長制御回路４２に入力する。この波長制御回路４２は、光検出器４１の検出する低周波変調信号出力が最大となるように、つまり、光ＢＰＦ３の透過帯域とローカル光５１の波長（周波数）が一致するように、波長可変型光マイクロ波光源４０の波長を制御する。これにより、温度変化などにより光ＢＰＦ３の特性が変化しても、ローカル光５１の透過率の劣化を抑制できるため、ダイナミックレンジの劣化を抑制できる。なお、部分反射鏡１５を偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）にし、１／４波長板４の回転角により、１／４波長板４を透過したローカル光５１の偏光状態を調節することにより、偏光ビームスプリッタの透過光の一部を透過させてもよい。

このように、実施の形態１に示す装置では、信号光ビームとローカル光ビームを容易に分離することができ、ダイナミックレンジが大きい光制御型フェーズドアレイアンテナ装置が得られる。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る光制御型フェーズドアレイアンテナ装置について図４を参照しながら説明する。図４は、この発明の実施の形態２に係る光制御型フェーズドアレイアンテナ装置の構成を示すブロック図である。図４に示す実施の形態２に係る光制御型フェーズドアレイアンテナ装置において、図１に示す実施の形態１と同一部分は同一符号を付してその説明は省略する。図４に示す実施の形態２において、図１に示す実施の形態１の光マイクロ波光源４０の代わりに、光マイクロ波光源１０を用いている。この光源１０は、可変波長である必要はなく、出力光の強度を低周波で変調可能な機能のみ有する。また、光ＢＰＦ３として、透過波長を可変できる、例えばエタロン（波長可変型光バンドパスフィルタ）を用いたものである。さらに、図１に示す実施の形態１の波長制御回路４２の代わりに、光検出器４１からの検出値に基づいて４分の１波長板４を透過したローカル光ビームの低周波変調成分の強度が最大となるように光ＢＰＦ３の透過波長を制御するための帯域制御回路４３と、帯域制御回路４３の制御に基づいて光ＢＰＦ３の温度を制御する温度制御装置４４とを備えている。

次に、この実施の形態２に係る光制御型フェーズドアレイアンテナ装置の動作について図面を参照しながら説明する。ここでは、実施の形態１と同一の構成要素については説明を省略する。光マイクロ波光源１０を出射した信号光、ローカル光は、低周波信号入力端子４５に入力した低周波電気信号により強度変調がかけられる。これらの光は、上記実施の形態１と同様に、偏光ビームスプリッタ１、１／４波長板２、光ＢＰＦ３に入射する。ローカル光ｆ_Ｌは、光ＢＰＦ３を透過し、１／４波長板４を透過後、部分反射鏡１５で一部は反射して空間光振幅位相分布変換装置２０に入射し、一部は透過してレンズ１６により集光され、光検出器４１に入射する。この光検出器４１では、ローカル光５２の低周波変調成分強度を検出して出力する。

光検出器４１の出力は、光ＢＰＦ３の帯域制御回路４３に入力する。この帯域制御回路４３は、光検出器４１の低周波変調成分出力が最大となるように、光ＢＰＦ３の透過波長を制御する。波長の制御手段としては、光ＢＰＦ３の温度を制御するなどの手段がある。例えば、光ＢＰＦ３がエタロンにより構成されている場合、ＢＰＦの透過帯域は、エタロンを構成する共振器の光学長により決定されるため、この光学長は、（共振器の長さ）×（共振器を構成する媒質の屈折率）である。通常の光学材料は、温度により、長さ、屈折率が僅かに変化するため、温度制御装置４４によって光ＢＰＦ３の温度を制御することにより、透過波長を制御することが可能である。温度制御装置４４としては、例えばペルチェ素子などがある。

以上により、光マイクロ波光源１０の周波数（波長）が変化しても、光ＢＰＦ３の透過率の劣化を抑制できるため、ダイナミックレンジの劣化を抑制することが可能となる。

このように、実施の形態２に示す装置では、信号光ビームとローカル光ビームを容易に分離することができ、ダイナミックレンジが大きい光制御型フェーズドアレイアンテナ装置が得られる。

この発明の実施の形態１に係る光制御型フェーズドアレイアンテナ装置の構成を示す図である。この発明の実施の形態１に係る光制御型フェーズドアレイアンテナ装置の光バンドパスフィルタの透過、反射特性を示す図である。この発明の実施の形態１に係る光制御型フェーズドアレイアンテナ装置の空間光振幅位相分布変換装置の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態２に係る光制御型フェーズドアレイアンテナ装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、２１／４波長板、３光バンドパスフィルタ（光ＢＰＦ）、４１／４波長板、１０光マイクロ波光源、１１マイクロ波入力端子、１２偏波保存光ファイバ、１３レンズ、１４反射鏡、１５部分反射鏡、１６レンズ、２０空間光振幅位相分布変換装置、２１空間光変調器、２２制御信号入力端子、２４フーリエ変換光学系、２５ビーム合成器、３０光ファイバアレイ、３１光電変換器、３２アレイアンテナ、４０波長可変型光マイクロ波光源、４１光検出器、４２波長制御回路、４３帯域制御回路、４４温度制御装置、４５低周波信号入力端子。

Claims

マイクロ波周波数で離調した２つのレーザ光ビームである信号光ビーム及びローカル光ビームを同一方向の直線偏光で空間に放射する光出力手段と、
前記信号光ビーム及びローカル光ビームを透過する偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタを透過した信号光ビーム及びローカル光ビームの偏光を円偏光のビームに変換する第１の４分の１波長板と、
前記第１の４分の１波長板を透過した前記信号光ビーム及びローカル光ビームのうち、前記信号光ビームを反射し、前記ローカル光ビームを透過する光バンドパスフィルタと、
前記光バンドパスフィルタを透過した前記ローカル光ビームの偏光方向を直線偏光のビームに変換する第２の４分の１波長板と、
前記光バンドパスフィルタに反射し、前記第１の４分の１波長板で再び直線偏光に変換され、前記偏光ビームスプリッタで前記光出力手段と異なる方向に反射した信号光ビームの空間振幅位相分布を所定の振幅位相分布に変換し、前記第２の４分の１波長板からのローカル光ビームと空間的に合成したビーム光を出力する空間光振幅位相分布変換装置と、
前記空間光振幅位相分布変換装置から出力されたビーム光を空間的にサンプリングする光ファイバアレイと、
前記光ファイバアレイの出力をヘテロダイン検波することによりマイクロ波信号に変換する光電変換器と、
前記光電変換器により変換されたマイクロ波信号を空間に放射するアレイアンテナと
を備えた光制御型フェーズドアレイアンテナ装置において、
前記光出力手段として、離調周波数を維持したまま前記信号光ビーム及びローカル光ビームの波長を可変でき、かつ出力光の強度を低周波で変調可能な波長可変型光出力手段を用い、
前記第２の４分の１波長板を透過した前記ローカル光ビームの低周波変調成分の強度を検出する光強度検出手段と、
前記光強度検出手段からの検出値に基づいて低周波変調成分の強度が最大となるように前記波長可変型光出力手段の波長を制御する波長制御手段と
をさらに備えた
ことを特徴とする光制御型フェーズドアレイアンテナ装置。
マイクロ波周波数で離調した２つのレーザ光ビームである信号光ビーム及びローカル光ビームを同一方向の直線偏光で空間に放射する光出力手段と、
前記信号光ビーム及びローカル光ビームを透過する偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタを透過した信号光ビーム及びローカル光ビームの偏光を円偏光のビームに変換する第１の４分の１波長板と、
前記第１の４分の１波長板を透過した前記信号光ビーム及びローカル光ビームのうち、前記信号光ビームを反射し、前記ローカル光ビームを透過する光バンドパスフィルタと、
前記光バンドパスフィルタを透過した前記ローカル光ビームの偏光方向を直線偏光のビームに変換する第２の４分の１波長板と、
前記光バンドパスフィルタに反射し、前記第１の４分の１波長板で再び直線偏光に変換され、前記偏光ビームスプリッタで前記光出力手段と異なる方向に反射した信号光ビームの空間振幅位相分布を所定の振幅位相分布に変換し、前記第２の４分の１波長板からのローカル光ビームと空間的に合成したビーム光を出力する空間光振幅位相分布変換装置と、
前記空間光振幅位相分布変換装置から出力されたビーム光を空間的にサンプリングする光ファイバアレイと、
前記光ファイバアレイの出力をヘテロダイン検波することによりマイクロ波信号に変換する光電変換器と、
前記光電変換器により変換されたマイクロ波信号を空間に放射するアレイアンテナと
を備えた光制御型フェーズドアレイアンテナ装置において、
前記光出力手段として、出力光の強度を低周波で変調可能な光出力手段を用いると共に、前記光バンドパスフィルタとして、透過波長を可変できる波長可変型光バンドパスフィルタを用い、
前記第２の４分の１波長板を透過した前記ローカル光ビームの低周波変調成分の強度を検出する光強度検出手段と、
前記光強度検出手段からの検出値に基づいて低周波変調成分の強度が最大となるように前記波長可変型光バンドパスフィルタの透過波長を制御する帯域制御手段と
をさらに備えた
ことを特徴とする光制御型フェーズドアレイアンテナ装置。
請求項２に記載の光制御型フェーズドアレイアンテナ装置において、
前記光バンドパスフィルタの温度を制御する温度制御手段をさらに備え、
前記帯域制御手段は、前記温度制御手段を制御することにより、前記波長可変型光バンドパスフィルタの透過波長を制御する
ことを特徴とする光制御型フェーズドアレイアンテナ装置。