JP2009506311A5

JP2009506311A5 -

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Publication number: JP2009506311A5
Application number: JP2008527502A
Authority: JP
Filing date: 2006-08-17
Publication date: 2009-09-24

Claims

変調が所望の信号および雑音に相当する第１の位相変調信号を復調する装置であって、装置は、第１の位相変調信号および変調が実質的に雑音のみに相当する第２の位相変調信号を受信するようになされた位相復調ユニットを備える、装置。
位相復調ユニットが、直交位相復調器および請求項１５に記載のＱＳＧを備え、ＱＳＧは第２の位相変調信号を受信し、相当するＩ信号およびＱ信号を直交位相復調器に出力するようになされており、直交位相復調器は第１の位相変調信号を受信するようになされた、請求項１に記載の装置。
位相復調ユニットが、デジタル式直交位相復調器（ＤＱＰＤ）と、請求項１６から２２のいずれか一項に記載のＱＳＧと、ＤＱＰＤに入力される前に第１の位相変調信号をデジタル化するようになされたＡＤＣとを備え、ＱＳＧは第２の位相変調信号を受信し、相当するＩ信号およびＱ信号をＤＱＰＤに出力するようになされた、請求項１に記載の装置。
位相復調ユニットが、直交位相復調器とヒルベルト変換フィルタとを備え、ヒルベルト変換フィルタは第２の位相変調信号を受信し、相当するＩ信号およびＱ信号を直交位相復調器に出力するようになされており、直交位相復調器は第１の位相変調信号を受信するようになされた、請求項１に記載の装置。
位相復調器がＤＱＰＤであり、ＤＱＰＤおよびヒルベルト変換フィルタにそれぞれ入力される前に第１および第２の位相変調信号をデジタル化するようになされた第１および第２のＡＤＣを更に備える、請求項４に記載の装置。
請求項１から５のいずれか一項に記載の復調装置を備える、光ファイバセンシング装置。
第２の位相変調信号を発生するようになされた基準センサを備える、請求項６に記載の装置。
基準センサが実質的に同一の個々の光ファイバセンサの直列アレイに含まれる非感光化される光ファイバセンサであり、第１の位相変調信号が基準センサ以外のアレイの光ファイバセンサの１つから取得される、請求項７に記載の装置。
基準センサが機械的に非感光化される、請求項８に記載の装置。
光ファイバセンサ各々が、放射が対応する個々の光ファイバセンサを通過後にアレイの入力に向かって放射を反射する反射手段を組み入れる、請求項８または請求項９に記載の装置。
各反射手段が２つの個々の光ファイバセンサ間に結合された光ファイバ結合鏡である、請求項１０に記載の装置。
周波数差Ωを有する第１および第２のＲＦ信号に応答して少なくとも部分的にコヒーレントな光パルス対を発生する手段と、パルス対をセンサに入力する手段とを更に備え、各対のパルスは周波数差Ωおよび相対遅延τを有し、連続する反射手段からアレイの入力までの経路長の差は実質的にはｃτ／２であり、式中ｃは光ファイバ中のパルスの速度である、請求項１０または請求項１１に記載の装置。
光パルス対を発生する手段が、
（ｉ）光ファイバ結合レーザと、
（ｉｉ）レーザの出力を分割してそれらの第１および第２の部分を提供する手段と、
（ｉｉｉ）第１および第２の部分をそれぞれ変調して、周波数ω_１およびω_２をそれぞれ有する出力パルスの第１および第２のシリーズを発生するようになされた第１および第２の音響光学変調器と、
（ｉｖ）周波数ω_２のパルスと同時に発生された周波数ω_１のパルスに対して周波数ω_２の各パルスを遅延させる遅延ループと、
（ｖ）出力ファイバと、
（ｖｉ）パルスの第１および第２のシリーズを出力ファイバに多重化する手段とを備える、請求項１２に記載の装置。
所望の信号および雑音に相当する位相変調を有する第１の位相変調信号を復調する方法であって、方法が、
（ｉ）雑音のみに相当する変調を有する第２の位相変調信号を取得するステップと、
（ｉｉ）第１および第２の位相変調信号を位相復調ユニットに入力するステップとを含む、方法。
入力信号を受信し、これに応答して、入力信号と実質的に同じ周波数の同相（Ｉ）信号および直交位相（Ｑ）信号を発生する直交信号発生器（ＱＳＧ）であって、ＱＳＧが、
（ｉ）入力信号の入力に応答して、入力信号の周波数とＩ信号およびＱ信号の周波数との間の差に比例する振幅または大きさを有する第１の中間信号を発生する第１の部分と、
（ｉｉ）第１の中間信号の入力に応答して、第１の中間信号の大きさの変動率に比例する大きさを有する第２の中間信号を発生する第２の部分と
（ｉｉｉ）第２の中間信号の入力に応答してＩ信号およびＱ信号を発生し、Ｉ信号およびＱ信号の周波数を調節してこれらの周波数が入力信号の周波数に近づくようにし、Ｉ信号およびＱ信号を第１の部分にフィードバックするようになされた信号発生器とを備える、直交信号発生器。
デジタル電子機器に実装され、前記第１の部分に入力される前に入力信号をデジタル化するようになされたアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）を更に備える、請求項１５に記載のＱＳＧ。
前記第１の部分が、デジタル化された入力信号とＩ信号およびＱ信号を受信するようになされ、その出力がレートダウンコンバータの入力に接続され、この出力が入力信号の高周波数成分を除外するカットオフ周波数を有するデジタル微分器の入力に接続されたデジタル式位相直交復調器（ＤＰＱＤ）を備える、請求項１６に記載のＱＳＧ。
前記第２の部分が、
（ｉ）第１の中間信号を受信するようになされた反転増幅器と、
（ｉｉ）第１の入力が増幅器の出力に接続された加算器と、
（ｉｉｉ）加算器の出力と加算器の第２の入力との間に接続される遅延手段とを備え、加算器の出力が信号発生器に入力される、請求項１６または請求項１７に記載のＱＳＧ。
第２の部分が、初期化スイッチおよび開始バッファを更に備えており、初期化スイッチは加算器の出力に接続され、遅延手段はスイッチの出力を加算器の第２の入力に接続し、初期化スイッチの出力は信号発生器に入力され、開始バッファによって制御可能になっている、請求項１８に記載のＱＳＧ。
信号発生器が第２の中間信号の入力に応答してＩ信号およびＱ信号を発生するようになされたダイレクトデジタルシンセサイザ（ＤＤＳ）である、請求項１６から１９のいずれか一項に記載のＱＳＧ。
レートダウンコンバータおよび第２の信号発生器を更に備えており、ダウンコンバータは、第２の中間信号を受信し、ダウンコンバートされた信号の入力に応答して第２のＩ出力信号およびＱ出力信号を提供するようになされた第２の信号発生器にダウンコンバートされた信号を出力するようになされた、請求項１６から２０のいずれか一項に記載のＱＳＧ。
第２の信号発生器がダイレクトデジタルシンセサイザ（ＤＤＳ）である、請求項２１に記載のＱＳＧ。
請求項１から２２のいずれか一項に記載のＱＳＧを備える、復調装置。
Ｉ信号およびＱ信号を受信するようになされた直交位相復調器を更に備える、請求項２３に記載の装置。
請求項２３または請求項２４に記載の復調装置を備える、光ファイバセンシング装置。
放射が対応する個々の光ファイバセンサを通過した後にアレイの入力に向かって放射を反射する反射手段を各々組み入れた実質的に同一の個々の光ファイバセンサの直列アレイを更に備える、請求項２５に記載の装置。
各反射手段が、２つの個々の光ファイバセンサの間に結合されたファイバ結合鏡である、請求項２６に記載の装置。
個々のセンサの１つが、残りのセンサによって検出することが可能な信号に対してそのセンサを非感応化にするが、他のセンサによって検出され得る雑音をそのセンサが検出できるようにするようになされた手段を備える、請求項２６または請求項２７に記載の装置。
周波数差Ωを有する第１および第２のＲＦ信号に応答して少なくとも部分的にコヒーレントな光パルス対を発生する手段と、パルス対をアレイに入力する手段とを更に備え、各対のパルスが周波数差Ωおよび相対遅延τを有し、連続する反射手段からアレイの入力までの経路長の差が実質的にはｃτ／２であり、式中ｃは光ファイバ中のパルスの速度である、請求項２６から２８のいずれか一項に記載の装置。
光パルス対を発生する手段が、
（ｉ）ファイバ結合レーザと、
（ｉｉ）レーザの出力を分割してそれらの第１および第２の部分を提供する手段と、
（ｉｉｉ）第１および第２の部分をそれぞれ変調して、周波数ω_１およびω_２をそれぞれ有する出力パルスの第１および第２のシリーズを発生するようになされた第１および第２の音響光学変調器と、
（ｉｖ）周波数ω_２のパルスと同時に発生された周波数ω_１のパルスに対して周波数ω_２の各パルスを遅延させる遅延ループと、
（ｖ）出力ファイバと、
（ｖｉ）パルスの第１および第２のシリーズを出力ファイバに多重化する手段とを備える、請求項２９に記載の装置。
入力信号から同相（Ｉ）信号および直交（Ｑ）信号を発生する方法であって、Ｉ信号およびＱ信号が入力信号と実質的に同じ周波数を有し、方法が、
（ｉ）入力信号とＩ信号およびＱ信号との周波数の差に相当する振幅または大きさを有する第１の中間信号を発生するステップと、
（ｉｉ）第１の中間信号の振幅または大きさの変動率に相当する振幅または大きさを有する第２の中間信号を発生するステップと、
（ｉｉｉ）第２の中間信号を用いて、前記周波数が入力信号の周波数の方に逸れるように信号発生器によって出力されたＩ信号およびＱ信号の周波数を制御するステップと、
（ｉｖ）ステップ（ｉ）で用いられるようにＩ信号およびＱ信号をフィードバックするステップとを含む、方法。