JP2014116926A - Signal receiving device, and signal receiving method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、複数のアンテナの中の任意のアンテナにより受信された無線信号を複数の受信機のいずれかが復調する信号受信装置及び信号受信方法に関するものである。 The present invention relates to a signal receiving apparatus and a signal receiving method in which any one of a plurality of receivers demodulates a radio signal received by an arbitrary antenna among a plurality of antennas.
複数のアンテナの中の任意のアンテナにより受信された無線信号を複数の受信機のいずれかが復調する信号受信装置では、複数のアンテナと複数の受信機間の接続状態を切り換える信号選択装置を備えている。
従来の信号選択装置は、RF(Radio Frequency:ラジオ波)スイッチがマトリクス状に接続されて構成されている。
このため、アンテナや受信機の個数が増えると、信号選択装置のRFスイッチの個数が大幅に増大して、小型軽量化の妨げとなる。
A signal reception device in which any one of a plurality of receivers demodulates a radio signal received by an arbitrary antenna among the plurality of antennas, and includes a signal selection device that switches connection states between the plurality of antennas and the plurality of receivers. ing.
A conventional signal selection device is configured by connecting RF (Radio Frequency) switches in a matrix.
For this reason, when the number of antennas and receivers increases, the number of RF switches of the signal selection device greatly increases, which hinders reduction in size and weight.
そこで、信号選択装置の部品数を抑えるために、無線信号の伝送路として光ファイバを利用し、RoF(Radio ON Fiber)技術を用いて光通信を行う技術が開発されている(例えば、特許文献1、非特許文献1を参照)。
即ち、複数の異なる波長の光信号を重畳して光ファイバ上を伝播させる際に、光クロスコネクトスイッチ、もしくは、光マトリックススイッチを用いて、光信号の切り替えを行う方法が開発されている。
例えば、入力側にNin個の光送信機、出力側にNout個の光受信機がある場合、光クロスコネクトスイッチ、もしくは、光マトリックススイッチが、Nin個の入力信号をNout個の出力信号に切り替えることになる。
Therefore, in order to reduce the number of parts of the signal selection device, a technology has been developed in which an optical fiber is used as a wireless signal transmission path and optical communication is performed using a RoF (Radio ON Fiber) technology (for example, Patent Documents). 1, see Non-Patent Document 1).
That is, a method of switching an optical signal by using an optical cross-connect switch or an optical matrix switch when a plurality of optical signals having different wavelengths are superimposed and propagated on an optical fiber has been developed.
For example, if the input side N in number of the optical transmitter, there are N out pieces of optical receiver on the output side, the optical cross-connect switch or an optical matrix switch, the N in number of input signals N out pieces of Switching to the output signal.
従来の信号受信装置は以上のように構成されているので、光クロスコネクトスイッチ、もしくは、光マトリックススイッチを用いて、光信号の切り替えを行う場合、RFスイッチをマトリクス状に接続して、信号選択装置を構成する場合よりも、部品数を大幅に抑えることができる。しかし、多数の光ファイバを配線する必要があるため、製造が難しくなり、コスト高になる。また、光クロスコネクトスイッチや光マトリックススイッチは、多くの光学素子から構成されるため、光利用効率が悪く、コスト高になるなどの課題があった。 Conventional signal receivers are configured as described above, so when switching optical signals using an optical cross-connect switch or optical matrix switch, RF switches are connected in a matrix to select signals The number of parts can be greatly reduced as compared with the case of configuring the apparatus. However, since it is necessary to wire a large number of optical fibers, the manufacturing becomes difficult and the cost increases. In addition, since the optical cross-connect switch and the optical matrix switch are composed of many optical elements, there are problems such as poor light utilization efficiency and high cost.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、光学素子の使用量を減らして、光利用効率の向上や小型軽量化を図ることができる信号受信装置及び信号受信方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and obtains a signal receiving apparatus and a signal receiving method capable of improving the light utilization efficiency and reducing the size and weight by reducing the amount of optical elements used. For the purpose.
この発明に係る信号受信装置は、複数のアンテナのいずれかと接続されており、複数の波長の中から選択された波長のレーザ光を用いて、接続されているアンテナにより受信された無線信号が重畳されている上記波長の光信号を出力する複数の電光変換手段と、複数の電光変換手段から出力された光信号を合波して、合波後の光信号を伝播させたのち、その光信号を受信機と同数の光信号に分波する光信号伝播手段と、複数の受信機のいずれかと接続されており、光信号伝播手段により分波された光信号の中から、接続されている受信機に対応する波長の光信号を抽出し、その光信号を電気信号に変換して当該受信機に出力する複数の光電変換手段とから信号選択装置を構成したものである。 The signal receiving apparatus according to the present invention is connected to one of a plurality of antennas, and a radio signal received by the connected antenna is superimposed using a laser beam having a wavelength selected from a plurality of wavelengths. A plurality of electro-optic conversion means for outputting optical signals of the above-mentioned wavelengths, and the optical signals output from the plurality of electro-optic conversion means are combined to propagate the combined optical signal, and then the optical signal Is connected to one of a plurality of receivers, and is connected from the optical signals demultiplexed by the optical signal propagation means. A signal selection device is composed of a plurality of photoelectric conversion means for extracting an optical signal having a wavelength corresponding to the device, converting the optical signal into an electrical signal, and outputting the electrical signal to the receiver.
この発明によれば、複数のアンテナのいずれかと接続されており、複数の波長の中から選択された波長のレーザ光を用いて、接続されているアンテナにより受信された無線信号が重畳されている上記波長の光信号を出力する複数の電光変換手段と、複数の電光変換手段から出力された光信号を合波して、合波後の光信号を伝播させたのち、その光信号を受信機と同数の光信号に分波する光信号伝播手段と、複数の受信機のいずれかと接続されており、光信号伝播手段により分波された光信号の中から、接続されている受信機に対応する波長の光信号を抽出し、その光信号を電気信号に変換して当該受信機に出力する複数の光電変換手段とから信号選択装置を構成したので、光学素子の使用量が少なくなり、その結果、光利用効率の向上や小型軽量化を図ることができる効果がある。 According to this invention, it is connected to one of a plurality of antennas, and a radio signal received by the connected antenna is superimposed using laser light having a wavelength selected from a plurality of wavelengths. A plurality of electro-optic conversion means for outputting an optical signal of the above wavelength and an optical signal output from the plurality of electro-optic conversion means are combined to propagate the combined optical signal, and then the optical signal is received by the receiver. Optical signal propagation means for demultiplexing into the same number of optical signals and one of a plurality of receivers. Corresponding to the connected receiver from among the optical signals demultiplexed by the optical signal propagation means. The signal selection device is composed of a plurality of photoelectric conversion means that extract an optical signal having a wavelength to be converted, convert the optical signal into an electric signal, and output the electric signal to the receiver. As a result, light utilization efficiency is improved and small size There is an effect that can be achieved in capacity.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1による信号受信装置を示す構成図である。
図1において、RFアンテナ1−1〜1−MはRF信号(無線信号)を受信するM個のアンテナである。
RF受信機2−1〜2−NはRFアンテナ1により受信されたRF信号を復調するN個の受信機である。
信号選択装置3はRFアンテナ1−1〜1−MとRF受信機2−1〜2−Nの間に接続されており、RFアンテナ1−1〜1−Mにより受信されたRF信号をいずれかのRF受信機2に与える信号切換処理を実施する装置である。
1 is a block diagram showing a signal receiving apparatus according to
In FIG. 1, RF antennas 1-1 to 1-M are M antennas that receive RF signals (radio signals).
The RF receivers 2-1 to 2-N are N receivers that demodulate the RF signal received by the
The
図1の例では、RFアンテナ1−1〜1−MがM個実装され、RF受信機2−1〜2−NがN個実装されているが、RFアンテナ1とRF受信機2の台数は、どちらが多くてもよく(M>N、または、M<N)、また、等しくてもよい(M=N)。
なお、RF信号の周波数として、例えば、10GHz帯が想定されるが、この周波数は限定されるものではない。
In the example of FIG. 1, M RF antennas 1-1 to 1 -M are mounted and N RF receivers 2-1 to 2 -N are mounted, but the number of
In addition, as a frequency of the RF signal, for example, a 10 GHz band is assumed, but this frequency is not limited.
図2はこの発明の実施の形態1による信号受信装置の信号選択装置3を示す構成図である。
図2において、電光変換器11−1〜11−Mはレーザアレイ光源12と光変調器15から構成されており、RF信号が重畳されている光信号を出力する。
図2の例では、電光変換器11−1〜11−Mが、RFアンテナ1−1〜1−Mと同数のM個実装されているが、RFアンテナ1−1〜1−Mの台数より多ければ、何台実装されていてもよい。
FIG. 2 is a block diagram showing a
In FIG. 2, electro-optic converters 11-1 to 11-M are composed of a laser
In the example of FIG. 2, the same number of electro-optic converters 11-1 to 11-M as the RF antennas 1-1 to 1-M are mounted. If there are many, how many may be mounted.
レーザアレイ光源12は異なる波長のレーザ光を発振するN個のレーザ光源13−1〜13−Nを実装しており、後述する切換スイッチ14−1〜14−Nの選択結果にしたがって、波長λ1,λ2,・・・,λNのレーザ光を選択的に発振する波長可変レーザアレイ(Tunable Laser Diode Array) である。
図2の例では、レーザアレイ光源12が実装しているレーザ光源13−1〜13−Nの台数が、RF受信機2−1〜2−Nと同数であるものを示しているが、RF受信機2−1〜2−Nの台数の方が多い場合、複数のレーザアレイ光源12を組み合わせて、RF受信機2−1〜2−Nの台数分の波長のレーザ光を発振できるようにしてもよい。
The laser
In the example of FIG. 2, the number of laser light sources 13-1 to 13-N mounted on the laser
レーザ光源13−n(n=1,2,・・・,N)は波長λnのレーザ光を発振する光源である。
切換スイッチ14−1〜14−Nは電光変換器11−1〜11−Mのレーザアレイ光源12とそれぞれ接続されており、レーザアレイ光源12におけるN個のレーザ光源13−1〜13−Nの中から、レーザ光を発振させるレーザ光源13−nを選択して、当該レーザ光源13−nをオンする切換機器である。
The laser light source 13-n (n = 1, 2,..., N) is a light source that oscillates laser light having a wavelength λ n .
The change-over switches 14-1 to 14-N are connected to the laser
光変調器15は切換スイッチ14−1〜14−Nにより選択されたレーザ光源13−nから発振されるレーザ光で変調する光信号を生成して、接続されているRFアンテナ1−m(m=1,2,・・・,M)により受信されたRF信号を上記光信号に重畳し、そのRF信号が重畳されている光信号を光ファイバ16−mに出力する光学素子である。
なお、光変調器15は、例えば、マッハツェンダー型光変調器(Mach−Zehnder optical modulator)等に代表される外部変調方式の光変調器であればよい。
レーザアレイ光源12、切換スイッチ14−1〜14−N及び光変調器15から電光変換手段が構成されている。
The
The
The laser
混合器17は電光変換器11−1〜11−Mの光変調器15から光ファイバ16−1〜16−Mに出力された光信号を合波する光学素子である。
光ファイバ18は混合器17により合波された光信号を遠方の分波器19まで伝播させる光伝送路である。
分波器19は光ファイバ18により伝播された光信号をRF受信機2−1〜2−Nと同数の光信号に分波し、分波後の光信号を光ファイバ20−1〜20−Nに出力する光学素子である。
なお、混合器17及び分波器19は、例えば、WDM(Wavelength division multiplexing)光カプラや、アレイ導波路回折格子(AWG: Arrayed wave guide)に代表される光合分波器であればよい。
混合器17、光ファイバ18及び分波器19から光信号伝播手段が構成されている。
The
The
The
The
The
光波長フィルタ21−1〜21−NはRF受信機2−1〜2−Nと同数配置されており、分波器19から光ファイバ20−1〜20−Nに出力された光信号の中から、接続関係があるRF受信機2−1〜2−Nに対応する特定の波長λ1,λ2,・・・,λNの光信号だけを透過させるフィルタである。
光電変換器22−1〜22−NはRF受信機2−1〜2−Nと同数配置されており、光波長フィルタ21−1〜21−Nを透過してきた光信号を電気信号であるRF信号に変換して、そのRF信号を接続関係があるRF受信機2−1〜2−Nに出力する。
なお、光電変換器22−1〜22−Nは、例えば、半導体光検出器(Photo diode)などに代表される光検出器であればよい。
光波長フィルタ21−1〜21−N及び光電変換器22−1〜22−Nから光電変換手段が構成されている。
図3はこの発明の実施の形態1による信号受信装置の処理内容(信号受信方法)を示すフローチャートである。
The optical wavelength filters 21-1 to 21-N are arranged in the same number as the RF receivers 2-1 to 2-N, and are among the optical signals output from the
The photoelectric converters 22-1 to 22-N are arranged in the same number as the RF receivers 2-1 to 2-N, and the optical signal transmitted through the optical wavelength filters 21-1 to 21-N is an RF signal. The signal is converted into a signal, and the RF signal is output to the RF receivers 2-1 to 2-N having a connection relationship.
The photoelectric converters 22-1 to 22-N may be photodetectors represented by, for example, semiconductor photodetectors (Photo diodes).
The optical wavelength filters 21-1 to 21-N and the photoelectric converters 22-1 to 22-N constitute photoelectric conversion means.
FIG. 3 is a flowchart showing the processing contents (signal receiving method) of the signal receiving apparatus according to
次に動作について説明する。
図1の信号受信装置3では、RFアンテナ1−1〜1−MがM個実装され、RF受信機2−1〜2−NがN個実装されており、例えば、RFアンテナ1−1により受信されたRF信号を分配してRF受信機2−1とRF受信機2−2に出力し、RFアンテナ1−mにより受信されたRF信号をRF受信機2−nに出力する信号選択を考える。
即ち、信号選択装置3の入出力信号である(入力,出力)の組み合わせを(1,1),(1,2),・・・,(m,n)のように選択して、任意のRFアンテナ1により受信されたRF信号を任意のRF受信機2に分配することを考える。
Next, the operation will be described.
In the
That is, a combination of (input, output) which is an input / output signal of the
最初に、RFアンテナ1−mにより受信されたRF信号をRF受信機2−nに出力する場合の電光変換器11の処理内容を説明する。ただし、m=1,2,・・・,Mであり、n=1,2,・・・,Nである。
RFアンテナ1−mにより受信されたRF信号は、信号受信装置3における電光変換器11−mの光変調器15に入力される。
この例では、電光変換器11−mにおけるレーザ光源13−1〜13−Nの中で、波長λnのレーザ光を発振するレーザ光源13−nを選択して、波長λn以外のレーザ光を発振するレーザ光源13を非選択とするように、切換スイッチ14−1〜14−Nの接続先が切り換えられる(図3のステップST1)。
これにより、電光変換器11−mのレーザ光源13−nは、波長λnのレーザ光を発振する。
First, processing contents of the electro-
The RF signal received by the RF antenna 1-m is input to the
In this example, in the laser light source 13-1 to 13-N in the electrooptical converter 11-m, and select the laser light source 13-n for oscillating a laser beam having a wavelength lambda n, the laser light other than the wavelength lambda n The connection destinations of the changeover switches 14-1 to 14-N are switched so that the
As a result, the laser light source 13-n of the electro-optic converter 11-m oscillates the laser light having the wavelength λ n .
電光変換器11−mの光変調器15は、レーザ光源13−nから波長λnのレーザ光を受けると、そのレーザ光を用いて、波長λnの光信号を外部変調し(ステップST2)、その光信号に対して、RFアンテナ1−mにより受信されたRF信号を重畳する(ステップST3)。
電光変換器11−mの光変調器15は、そのRF信号が重畳されている光信号を光ファイバ16−mに出力する。
When the
The
次に、RFアンテナ1−1により受信されたRF信号をRF受信機2−1とRF受信機2−2に分配する場合の電光変換器11の処理内容を説明する。
RFアンテナ1−1により受信されたRF信号は、信号受信装置3における電光変換器11−1の光変調器15に入力される。
この例では、電光変換器11−1におけるレーザ光源13−1〜13−Nの中で、波長λ1のレーザ光を発振するレーザ光源13−1と、波長λ2のレーザ光を発振するレーザ光源13−2とを選択して、波長λ1,λ2以外のレーザ光を発振するレーザ光源13−3〜13−Nを非選択とするように、切換スイッチ14−1〜14−Nの接続先が切り換えられる(ステップST1)。
これにより、電光変換器11−1のレーザ光源13−1は、波長λ1のレーザ光を発振し、電光変換器11−1のレーザ光源13−2は、波長λ2のレーザ光を発振する。
Next, processing contents of the electro-
The RF signal received by the RF antenna 1-1 is input to the
In this example, in the laser light source 13-1 to 13-N in the electro-optic converter 11-1, oscillates a laser light source 13-1 which oscillates a laser beam having a wavelength lambda 1, a laser beam having a wavelength lambda 2 laser The selector switches 14-1 to 14-N are selected so that the light source 13-2 is selected and the laser light sources 13-3 to 13-N that oscillate laser beams other than the wavelengths λ 1 and λ 2 are not selected. The connection destination is switched (step ST1).
As a result, the laser light source 13-1 of the electro-optic converter 11-1 oscillates the laser light having the wavelength λ 1 , and the laser light source 13-2 of the electro-optic converter 11-1 oscillates the laser light having the wavelength λ 2. .
電光変換器11−1の光変調器15は、レーザ光源13−1から波長λ1のレーザ光を受けると、そのレーザ光を用いて、波長λ1の光信号を外部変調し(ステップST2)、その光信号に対して、RFアンテナ1−1により受信されたRF信号を重畳する(ステップST3)。
また、電光変換器11−1の光変調器15は、レーザ光源13−2から波長λ2のレーザ光を受けると、そのレーザ光を用いて、波長λ2の光信号を外部変調し(ステップST2)、その光信号に対して、RFアンテナ1−1により受信されたRF信号を重畳する(ステップST3)。
これにより、電光変換器11−1の光変調器15は、そのRF信号が重畳されている波長λ1,λ2の光信号を光ファイバ16−1に出力する。
When receiving the laser beam having the wavelength λ 1 from the laser light source 13-1, the
In addition, when the
Thereby, the
混合器17は、電光変換器11−1〜11−Mの光変調器15から光ファイバ16−1〜16−Mに出力された光信号を合波する(ステップST4)。
ここでは、電光変換器11−mの光変調器15から波長λnの光信号が光ファイバ16−mに出力されると同時に、電光変換器11−1の光変調器15から波長λ1,λ2の光信号が光ファイバ16−1に出力されているので、波長λ1,λ2,λnの光信号を合波する。
混合器17により合波された波長λ1,λ2,λnの光信号は、光ファイバ18によって、遠方の分波器19まで伝播される。なお、異なる波長の光は、互いに干渉しない特性を有しているので、干渉に伴う光信号の信号強度の劣化はない。
分波器19は、光ファイバ18により伝播された波長λ1,λ2,λnの光信号をRF受信機2−1〜2−Nと同数の光信号に分波し、分波後の光信号を光ファイバ20−1〜20−Nに出力する(ステップST5)。
The
Here, an optical signal having a wavelength λ n is output from the
The optical signals having wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ n combined by the
The
光波長フィルタ21−1は、分波器19から分波後の光信号を受けると、その光信号のうち、波長λ1の光信号だけを透過して、波長λ1の光信号を光電変換器22−1に出力する(ステップST6)。
光波長フィルタ21−2は、分波器19から分波後の光信号を受けると、その光信号のうち、波長λ2の光信号だけを透過して、波長λ2の光信号を光電変換器22−2に出力する(ステップST6)。
光波長フィルタ21−nは、分波器19から分波後の光信号を受けると、その光信号のうち、波長λnの光信号だけを透過して、波長λnの光信号を光電変換器22−nに出力する(ステップST6)。
光波長フィルタ21−1,21−2,21−n以外の光波長フィルタ21は、分波器19から出力された光信号の中に、接続関係があるRF受信機2に対応する波長の光信号が含まれていないので、入力された光信号の全ての波長光を透過させない。
Optical wavelength filter 21-1 receives the optical signal demultiplexed after the
Optical wavelength filter 21-2 receives the optical signal demultiplexed from the
Optical wavelength filter 21-n receives the optical signal demultiplexed after the
The optical wavelength filters 21 other than the optical wavelength filters 21-1, 21-2, 21-n are light having wavelengths corresponding to the
光電変換器22−1は、光波長フィルタ21−1を透過してきた波長λ1の光信号を電気信号であるRF信号(RFアンテナ1−1により受信されたRF信号)に変換して、そのRF信号をRF受信機2−1に出力する(ステップST7)。
光電変換器22−2は、光波長フィルタ21−2を透過してきた波長λ2の光信号を電気信号であるRF信号(RFアンテナ1−1により受信されたRF信号)に変換して、そのRF信号をRF受信機2−2に出力する(ステップST7)。
光電変換器22−nは、光波長フィルタ21−nを透過してきた波長λnの光信号を電気信号であるRF信号(RFアンテナ1−mにより受信されたRF信号)に変換して、そのRF信号をRF受信機2−nに出力する(ステップST7)。
The photoelectric converter 22-1 converts the optical signal having the wavelength λ 1 that has been transmitted through the optical wavelength filter 21-1 into an RF signal that is an electrical signal (an RF signal received by the RF antenna 1-1). The RF signal is output to the RF receiver 2-1 (step ST7).
The photoelectric converter 22-2 converts the optical signal having the wavelength λ 2 that has been transmitted through the optical wavelength filter 21-2 into an RF signal that is an electrical signal (an RF signal received by the RF antenna 1-1). The RF signal is output to the RF receiver 2-2 (step ST7).
The photoelectric converter 22-n converts an optical signal having a wavelength λ n that has been transmitted through the optical wavelength filter 21-n into an RF signal that is an electrical signal (an RF signal received by the RF antenna 1-m). The RF signal is output to the RF receiver 2-n (step ST7).
RF受信機2−1は、光電変換器22−1からRFアンテナ1−1により受信されたRF信号を受けると、そのRF信号を復調する。
RF受信機2−2は、光電変換器22−2からRFアンテナ1−1により受信されたRF信号を受けると、そのRF信号を復調する。
RF受信機2−nは、光電変換器22−nからRFアンテナ1−mにより受信されたRF信号を受けると、そのRF信号を復調する。
When receiving the RF signal received by the RF antenna 1-1 from the photoelectric converter 22-1, the RF receiver 2-1 demodulates the RF signal.
When receiving the RF signal received by the RF antenna 1-1 from the photoelectric converter 22-2, the RF receiver 2-2 demodulates the RF signal.
When receiving the RF signal received by the RF antenna 1-m from the photoelectric converter 22-n, the RF receiver 2-n demodulates the RF signal.
以上で明らかなように、この実施の形態1によれば、RFアンテナ1−1〜1−Mのいずれかと接続されており、複数の波長λ1,λ2,・・・,λNの中から選択された波長のレーザ光を用いて、接続されているRFアンテナ1により受信されたRF信号が重畳されている上記波長の光信号を出力する複数の電光変換手段と、複数の電光変換手段から出力された光信号を合波して、合波後の光信号を伝播させたのち、その光信号をRF受信機2と同数の光信号に分波する光信号伝播手段と、複数のRF受信機2−1〜2−Nのいずれかと接続されており、光信号伝播手段により分波された光信号の中から、接続されているRF受信機2に対応する波長の光信号を抽出し、その光信号を電気信号に変換して当該RF受信機2に出力する複数の光電変換手段とから信号選択装置3を構成したので、光学素子の使用量が少なくなり、その結果、光利用効率の向上や小型軽量化を図ることができる効果を奏する。
As can be seen from the above description, according to the first embodiment is connected with any of the RF antenna 1-1 to 1-M, a plurality of wavelengths lambda 1, lambda 2, · · ·, in the lambda N A plurality of electro-optic conversion means for outputting an optical signal of the above-mentioned wavelength on which an RF signal received by the
即ち、アレイ状にレーザ光源13−1〜13−Nが配置されているレーザアレイ光源12を用いることで、光マトリックススイッチの構成を単純化することができるので、光学素子の使用量を少なくして、光利用効率の向上を図ることができるとともに、小型軽量化を実現することができる。
That is, by using the laser array
実施の形態2.
図4はこの発明の実施の形態2による信号受信装置の信号選択装置3を示す構成図であり、図において、図2と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
光増幅器31は電光変換器11−1〜11−Mにおけるレーザアレイ光源12と光変調器15の間に配置されており、レーザアレイ光源12のレーザ光源13−1〜13−Nから発振されたレーザ光を増幅し、増幅後のレーザ光を光変調器15に出力する光学素子である。
光増幅器32は混合器17と分波器19を結合している光ファイバ18の途中に配置されており、混合器17により合波されたレーザ光を増幅し、増幅後のレーザ光を分波器19に出力する光学素子である。
光増幅器31,32としては、例えば、半導体光増幅器(SOA:Semiconductor opctical amplifier)や、エルビウム添加ファイバ増幅器(EDFA:Erbium doped fiber amplifier)などの増幅器を使用することができる。
FIG. 4 is a block diagram showing a
The
The
As the
RF増幅器33−1〜33−Nは光電変換器22−1〜22−NとRF受信機2−1〜2−Nの間に配置されており、光電変換器22−1〜22−Nにより変換されたRF信号を増幅し、増幅後のRF信号をRF受信機2−1〜2−Nに出力する。 The RF amplifiers 33-1 to 33-N are arranged between the photoelectric converters 22-1 to 22-N and the RF receivers 2-1 to 2-N. The converted RF signal is amplified, and the amplified RF signal is output to the RF receivers 2-1 to 2-N.
上記実施の形態1では、光信号の分配に伴う信号強度の劣化については言及していないが、光信号の分配に伴って信号強度が劣化する場合がある。
そこで、この実施の形態2では、信号強度の劣化を回避するために、電光変換器11−1〜11−Mにおけるレーザアレイ光源12と光変調器15の間に光増幅器31を配置して、レーザ光源13−1〜13−Nから発振されたレーザ光を増幅するようにしている。
また、混合器17と分波器19を結合している光ファイバ18の途中に光増幅器32を配置して、混合器17により合波されたレーザ光を増幅するようにしている。
さらに、光電変換器22−1〜22−NとRF受信機2−1〜2−Nの間にRF増幅器33−1〜33−Nを配置して、光電変換器22−1〜22−Nにより変換されたRF信号を増幅するようにしている。
In the first embodiment, the signal strength deterioration due to the distribution of the optical signal is not mentioned, but the signal strength may be deteriorated along with the distribution of the optical signal.
Therefore, in this second embodiment, in order to avoid the deterioration of the signal intensity, the
In addition, an
Furthermore, RF amplifiers 33-1 to 33-N are arranged between the photoelectric converters 22-1 to 22-N and the RF receivers 2-1 to 2-N, and the photoelectric converters 22-1 to 22-N. The RF signal converted by is amplified.
ここでは、レーザアレイ光源12と光変調器15の間に光増幅器31を配置している例を示しているが、レーザ光源13−1〜13−Nの直後にN個の光増幅器31を配置して、波長λ1,λ2,・・・,λNのレーザ光を別々に増幅するようにしてもよい。
Here, an example is shown in which the
以上で明らかなように、この実施の形態2によれば、電光変換器11−1〜11−Mにおけるレーザアレイ光源12と光変調器15の間に光増幅器31が実装されているとともに、混合器17と分波器19を結合している光ファイバ18の途中に光増幅器32が実装されているように構成したので、光信号の分配に伴う信号強度の劣化を回避することができる効果を奏する。
As apparent from the above, according to the second embodiment, the
実施の形態3.
図5はこの発明の実施の形態3による信号受信装置の信号選択装置3を示す構成図であり、図において、図4と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
この実施の形態3では、1つのRFアンテナ1毎に、X個の電光変換器11が配置されている。
電光変換器11−1−1〜11−1−X,・・・,11−M−1〜11−M−Xは、図4の電光変換器11−1〜11−Mと同様に、レーザアレイ光源12、光変調器15及び光増幅器31から構成されており、RF信号が重畳されている光信号を出力する。
FIG. 5 is a block diagram showing a
In the third embodiment, X electro-
The electro-optic converters 11-1-1-1 to 11-1-X,..., 11-M-1 to 11-M-X are lasers as in the electro-optic converters 11-1 to 11-M in FIG. It is composed of an
RF分波器41−1〜41−MはRFアンテナ1−1〜1−Mにより受信されたRF信号を周波数帯域毎に分波し、分波後のX個のRF信号を電光変換器11−m−1〜11−m−Xに出力する。ただし、m=1,2,・・・,Mである。
混合器42−1〜42−Mは電光変換器11−m−1〜11−m−Xから出力された光信号を合波し、合波後の光信号を光ファイバ16−mに出力する光学素子である。
The RF demultiplexers 41-1 to 41-M demultiplex the RF signals received by the RF antennas 1-1 to 1-M for each frequency band, and the demultiplexed X number of RF signals to the electro-optic converter 11 -M-1 to 11-m-X. However, m = 1, 2,..., M.
The mixers 42-1 to 42-M multiplex the optical signals output from the electro-optic converters 11-m-1 to 11-m-X, and output the combined optical signal to the optical fiber 16-m. It is an optical element.
上記実施の形態1,2では、RFアンテナ1−1〜1−Mにより受信されるRF信号の帯域幅については特に言及していないが、光信号は広帯域のため、RF信号をまとめて伝播させることができるメリットがある。
そこで、この実施の形態3では、RF信号をまとめて伝播させる形態を実現している。
In the first and second embodiments, the bandwidth of the RF signal received by the RF antennas 1-1 to 1-M is not particularly mentioned. However, since the optical signal is a broadband, the RF signals are propagated together. There is a merit that can be.
Therefore, the third embodiment realizes a mode in which RF signals are propagated together.
ここでは、例えば、RFアンテナ1−1により受信されたRF信号を分配してRF受信機2−1とRF受信機2−2に出力し、RFアンテナ1−mにより受信されたRF信号をRF受信機2−nに出力する信号選択を考える。
即ち、信号選択装置3の入出力信号である(入力,出力)の組み合わせを(1,1),(1,2),・・・,(m,n)のように選択して、任意のRFアンテナ1により受信されたRF信号を任意のRF受信機2に分配することを考える。
Here, for example, the RF signal received by the RF antenna 1-1 is distributed and output to the RF receiver 2-1 and the RF receiver 2-2, and the RF signal received by the RF antenna 1-m is converted to RF. Consider a signal selection to be output to the receiver 2-n.
That is, a combination of (input, output) which is an input / output signal of the
最初に、RFアンテナ1−mにより受信されたRF信号をRF受信機2−nに出力する場合の電光変換器11の処理内容を説明する。
RFアンテナ1−mにより受信されたRF信号は、RF分波器41−mに入力される。
RF分波器41−mは、RFアンテナ1−mにより受信されたRF信号を周波数帯域毎に分波し(1,2,・・・,Xの帯域に分波する)、分波後のX個のRF信号を電光変換器11−m−1〜11−m−Xに出力する。
これにより、分波後の各RF信号は、電光変換器11−m−1〜11−m−Xの光変調器15に入力される。
First, processing contents of the electro-
The RF signal received by the RF antenna 1-m is input to the RF duplexer 41-m.
The RF demultiplexer 41-m demultiplexes the RF signal received by the RF antenna 1-m for each frequency band (demultiplexes into the
Thereby, each RF signal after demultiplexing is input to the
この例では、電光変換器11−m−1〜11−m−Xにおけるレーザ光源13−1〜13−Nの中で、波長λnのレーザ光を発振するレーザ光源13−nを選択して、波長λn以外のレーザ光を発振するレーザ光源13を非選択とするように、切換スイッチ14−1〜14−Nの接続先が切り換えられる。
これにより、電光変換器11−m−1〜11−m−Xのレーザ光源13−nは、波長λnのレーザ光を発振する。
In this example, in the laser light source 13-1 to 13-N in the electrooptical converter 11-m-1~11-m- X, by selecting the laser light source 13-n for oscillating a laser beam having a wavelength lambda n The connection destinations of the changeover switches 14-1 to 14-N are switched so that the
As a result, the laser light sources 13-n of the electro-optic converters 11-m-1 to 11-m-X oscillate laser light having a wavelength λ n .
電光変換器11−m−1〜11−m−Xの光変調器15は、光増幅器31nがレーザ光源13−nにより発振された波長λnのレーザ光を増幅すると、増幅後のレーザ光を用いて、波長λnの光信号を外部変調し、その光信号に対して、RFアンテナ1−mにより受信されたRF信号を重畳する。
電光変換器11−m−1〜11−m−Xの光変調器15は、そのRF信号が重畳されている光信号を混合器42−mに出力する。
The
The
次に、RFアンテナ1−1により受信されたRF信号をRF受信機2−1とRF受信機2−2に分配する場合の電光変換器11の処理内容を説明する。
RFアンテナ1−1により受信されたRF信号は、RF分波器41−1に入力される。
RF分波器41−1は、RFアンテナ1−1により受信されたRF信号を周波数帯域毎に分波し(1,2,・・・,Xの帯域に分波する)、分波後のX個のRF信号を電光変換器11−1−1〜11−1−Xに出力する。
これにより、分波後の各RF信号は、電光変換器11−1−1〜11−1−Xの光変調器15に入力される。
Next, processing contents of the electro-
The RF signal received by the RF antenna 1-1 is input to the RF demultiplexer 41-1.
The RF demultiplexer 41-1 demultiplexes the RF signal received by the RF antenna 1-1 for each frequency band (demultiplexes into the
Thereby, each RF signal after demultiplexing is input to the
この例では、電光変換器11−1−1〜11−1−Xにおけるレーザ光源13−1〜13−Nの中で、波長λ1のレーザ光を発振するレーザ光源13−1と、波長λ2のレーザ光を発振するレーザ光源13−2とを選択して、波長λ1,λ2以外のレーザ光を発振するレーザ光源13−3〜13−Nを非選択とするように、切換スイッチ14−1〜14−Nの接続先が切り換えられる。
これにより、電光変換器11−1−1〜11−1−Xのレーザ光源13−1は、波長λ1のレーザ光を発振し、電光変換器11−1−1〜11−1−Xのレーザ光源13−2は、波長λ2のレーザ光を発振する。
In this example, in the laser light source 13-1 to 13-N in the electrooptical converter 11-1-1~11-1-X, a laser light source 13-1 which oscillates a laser beam having a wavelength lambda 1, wavelength lambda The laser light source 13-2 that oscillates the second laser beam is selected, and the laser light sources 13-3 to 13-N that oscillate laser beams other than the wavelengths λ 1 and λ 2 are deselected. The connection destinations 14-1 to 14-N are switched.
Thus, the laser light source 13-1 lightning converter 11-1-1~11-1-X oscillates a laser beam having a wavelength lambda 1, the electrooptical converter 11-1-1~11-1-X the laser light source 13-2 oscillates a laser beam having a wavelength lambda 2.
電光変換器11−1−1〜11−1−Xの光変調器15は、光増幅器31がレーザ光源13−1により発振された波長λ1のレーザ光を増幅すると、増幅後のレーザ光を用いて、波長λ1の光信号を外部変調し、その光信号に対して、RFアンテナ1−1により受信されたRF信号を重畳する。
また、電光変換器11−1−1〜11−1−Xの光変調器15は、光増幅器31がレーザ光源13−2により発振された波長λ2のレーザ光を増幅すると、増幅後のレーザ光を用いて、波長λ2の光信号を外部変調し、その光信号に対して、RFアンテナ1−1により受信されたRF信号を重畳する。
これにより、電光変換器11−1−1〜11−1−Xの光変調器15は、そのRF信号が重畳されている波長λ1,λ2の光信号を混合器42−1に出力する。
When the
Further, the
As a result, the
混合器42−1〜42−Mは、電光変換器11−m−1〜11−m−Xから出力された光信号を光ファイバ16−1〜16−Mに出力する。
混合器17は、混合器42−1〜42−Mから光ファイバ16−1〜16−Mに出力された光信号を合波する。
ここでは、電光変換器11−m−1〜11−m−Xの光変調器15から波長λnの光信号が光ファイバ16−mに出力されると同時に、電光変換器11−1−1〜11−1−Xの光変調器15から波長λ1,λ2の光信号が光ファイバ16−1に出力されているので、波長λ1,λ2,λnの光信号を合波する。
The mixers 42-1 to 42-M output the optical signals output from the electro-optic converters 11-m-1 to 11-m-X to the optical fibers 16-1 to 16-M.
The
Here, the optical signal of wavelength λ n is output from the
光増幅器32は、混合器42−1〜42−Mにより合波された波長λ1,λ2,λnの光信号を受けると、その光信号を増幅し、増幅後の光信号を光ファイバ18に出力する。
光増幅器32により増幅された光信号は、光ファイバ18によって、遠方の分波器19まで伝播される。なお、異なる波長の光は、互いに干渉しない特性を有しているので、干渉に伴う光信号の信号強度の劣化はない。
分波器19は、光ファイバ18により伝播された波長λ1,λ2,λnの光信号をRF受信機2−1〜2−Nと同数の光信号に分波し、分波後の光信号を光ファイバ20−1〜20−Nに出力する。
When the
The optical signal amplified by the
The
光波長フィルタ21−1は、分波器19から分波後の光信号を受けると、その光信号のうち、波長λ1の光信号だけを透過して、波長λ1の光信号を光電変換器22−1に出力する。
光波長フィルタ21−2は、分波器19から分波後の光信号を受けると、その光信号のうち、波長λ2の光信号だけを透過して、波長λ2の光信号を光電変換器22−2に出力する。
光波長フィルタ21−nは、分波器19から分波後の光信号を受けると、その光信号のうち、波長λnの光信号だけを透過して、波長λnの光信号を光電変換器22−nに出力する。
光波長フィルタ21−1,21−2,21−n以外の光波長フィルタ21は、分波器19から出力された光信号の中に、接続関係があるRF受信機2に対応する波長の光信号が含まれていないので、入力された光信号の全ての波長光を透過させない。
Optical wavelength filter 21-1 receives the optical signal demultiplexed after the
Optical wavelength filter 21-2 receives the optical signal demultiplexed from the
Optical wavelength filter 21-n receives the optical signal demultiplexed after the
The optical wavelength filters 21 other than the optical wavelength filters 21-1, 21-2, 21-n are light having wavelengths corresponding to the
光電変換器22−1は、光波長フィルタ21−1を透過してきた波長λ1の光信号を電気信号であるRF信号(RFアンテナ1−1により受信されたRF信号)に変換して、そのRF信号をRF増幅器33−1に出力する。
光電変換器22−2は、光波長フィルタ21−2を透過してきた波長λ2の光信号を電気信号であるRF信号(RFアンテナ1−1により受信されたRF信号)に変換して、そのRF信号をRF増幅器33−2に出力する。
光電変換器22−nは、光波長フィルタ21−nを透過してきた波長λnの光信号を電気信号であるRF信号(RFアンテナ1−mにより受信されたRF信号)に変換して、そのRF信号をRF増幅器33−nに出力する。
The photoelectric converter 22-1 converts the optical signal having the wavelength λ 1 that has been transmitted through the optical wavelength filter 21-1 into an RF signal that is an electrical signal (an RF signal received by the RF antenna 1-1). The RF signal is output to the RF amplifier 33-1.
The photoelectric converter 22-2 converts the optical signal having the wavelength λ 2 that has been transmitted through the optical wavelength filter 21-2 into an RF signal that is an electrical signal (an RF signal received by the RF antenna 1-1). The RF signal is output to the RF amplifier 33-2.
The photoelectric converter 22-n converts an optical signal having a wavelength λ n that has been transmitted through the optical wavelength filter 21-n into an RF signal that is an electrical signal (an RF signal received by the RF antenna 1-m). The RF signal is output to the RF amplifier 33-n.
RF増幅器33−1は、光電変換器22−1から波長λ1の光信号より変換されたRF信号を受けると、そのRF信号を増幅し、増幅後のRF信号をRF受信機2−1に出力する。
RF増幅器33−2は、光電変換器22−2から波長λ2の光信号より変換されたRF信号を受けると、そのRF信号を増幅し、増幅後のRF信号をRF受信機2−2に出力する。
RF増幅器33−nは、光電変換器22−nから波長λnの光信号より変換されたRF信号を受けると、そのRF信号を増幅し、増幅後のRF信号をRF受信機2−nに出力する。
When receiving the RF signal converted from the optical signal having the wavelength λ 1 from the photoelectric converter 22-1, the RF amplifier 33-1 amplifies the RF signal and sends the amplified RF signal to the RF receiver 2-1. Output.
When the RF amplifier 33-2 receives the RF signal converted from the optical signal having the wavelength λ 2 from the photoelectric converter 22-2, the RF amplifier 33-2 amplifies the RF signal and sends the amplified RF signal to the RF receiver 2-2. Output.
RF amplifier 33-n receives the converted RF signal from the optical signal of wavelength lambda n from the photoelectric converter 22-n, and amplifies the RF signal, the RF signal after amplification to the RF receiver 2-n Output.
RF受信機2−1は、RF増幅器33−1からRFアンテナ1−1により受信されたRF信号を受けると、そのRF信号を復調する。
RF受信機2−2は、RF増幅器33−2からRFアンテナ1−1により受信されたRF信号を受けると、そのRF信号を復調する。
RF受信機2−nは、RF増幅器33−nからRFアンテナ1−mにより受信されたRF信号を受けると、そのRF信号を復調する。
When receiving the RF signal received by the RF antenna 1-1 from the RF amplifier 33-1, the RF receiver 2-1 demodulates the RF signal.
When receiving the RF signal received by the RF antenna 1-1 from the RF amplifier 33-2, the RF receiver 2-2 demodulates the RF signal.
When receiving the RF signal received by the RF antenna 1-m from the RF amplifier 33-n, the RF receiver 2-n demodulates the RF signal.
以上で明らかなように、この実施の形態3によれば、RFアンテナ1−1〜1−M毎に、X個の電光変換器11が配置されており、
RFアンテナ1−1〜1−Mにより受信されたRF信号を周波数帯域毎に分波し、分波後の各RF信号を電光変換器11に出力するRF分波器41−1〜41−Mを備えるように構成したので、RFでは伝播帯域が狭くて、帯域毎に分割して伝播させたRF信号を、広帯域な光信号にまとめて伝播させることができる効果を奏する。
As apparent from the above, according to the third embodiment, X electro-
RF demultiplexers 41-1 to 41-M that demultiplex RF signals received by the RF antennas 1-1 to 1-M for each frequency band and output the demultiplexed RF signals to the electro-
実施の形態4.
上記実施の形態2では、レーザアレイ光源12におけるレーザ光源13−1〜13−Nと光変調器15の間に光増幅器31が実装されているものを示しているが、この実施の形態4では、光増幅器31として、レーザ光源13−1〜13−Nから発振された波長λ1、λ2、・・・λNのレーザ光のそれぞれを一定の増幅率で増幅し、増幅後の波長λ1、λ2、・・・λNのレーザ光を光変調器15に出力する光増幅器が実装されているものについて説明する。
この光増幅器31は、レーザ光源13−1〜13−Nから発振されたN本のレーザ光(波長λ1、λ2、・・・λNのレーザ光)をまとめて増幅するものである。
Embodiment 4 FIG.
In the second embodiment, the
The
図6、図7及び図8は光増幅器31によるレーザ光の光増幅を示す模式図である。
図6、図7及び図8において、図中左側は光増幅器31に入力されるレーザ光の波長と平均光強度の関係を示しており、図中右側は光増幅器31により増幅されたレーザ光の波長と平均光強度の関係を示している。
ただし、図6、図7及び図8では、説明の簡単化のために、N=3である例を示している。
6, 7, and 8 are schematic diagrams illustrating optical amplification of laser light by the
6, 7, and 8, the left side of the figure shows the relationship between the wavelength of the laser light input to the
However, FIGS. 6, 7 and 8 show an example in which N = 3 for the sake of simplicity.
特に、図6は1つのレーザ光(レーザ光源13−2から発振された波長λ2のレーザ光)を増幅し、その他の2つのレーザ光(レーザ光源13−1,13−3から発振された波長λ1,λ3のレーザ光)を増幅しない例を示している。
光増幅器31に入力される波長λ2のレーザ光の光強度Aは、光増幅器31によって光強度B(B>Aとする)に増幅されて、光増幅器31から出力されている。この場合、光増幅器31に入力されるレーザ光の全光強度はA、光増幅器31から出力されるレーザ光の全光強度はBとなり、一波長あたりの増幅率はB/Aとなる。
In particular, FIG. 6 amplifies one laser beam (laser beam having a wavelength λ 2 oscillated from the laser light source 13-2) and oscillates from the other two laser beams (laser light sources 13-1 and 13-3). In this example, laser beams having wavelengths λ 1 and λ 3 are not amplified.
The light intensity A of the laser light having the wavelength λ 2 input to the
また、図7は2つのレーザ光(レーザ光源13−1,13−2から発振された波長λ1,λ2のレーザ光)を増幅し、その他の1つのレーザ光(レーザ光源13−3から発振された波長λ3のレーザ光)を増幅しない例を示している。
光増幅器31に入力される波長λ1,λ2のレーザ光の光強度Aは、光増幅器31によってそれぞれ光強度B(B>Aとする)に増幅されて、光増幅器31から出力されている。この場合、光増幅器31に入力されるレーザ光の全光強度は2A、光増幅器31から出力されるレーザ光の全光強度は2Bとなり、一波長あたりの増幅率は2B/2A=B/Aとなる。
Further, FIG. 7 amplifies two laser beams (laser beams having wavelengths λ 1 and λ 2 oscillated from the laser light sources 13-1 and 13-2), and another laser beam (from the laser light source 13-3). An example in which the oscillated laser beam having the wavelength λ 3 is not amplified is shown.
The light intensities A of the laser beams having the wavelengths λ 1 and λ 2 input to the
また、図8は3つのレーザ光(レーザ光源13−1,13−2,13−3から発振された波長λ1,λ2,λ3のレーザ光)を増幅する例を示している。
光増幅器31に入力される波長λ1,λ2,λ3のレーザ光の光強度Aは、光増幅器31によってそれぞれ光強度B(B>Aとする)に増幅されて、光増幅器31から出力されている。この場合、光増幅器31に入力されるレーザ光の全光強度は3A、光増幅器31から出力されるレーザ光の全光強度は3Bとなり、一波長あたりの増幅率は3B/3A=B/Aとなる。
図6、図7及び図8の説明では、例として、波長λ1,λ2,λ3としているが、これに限定するものではなく、他の波長であってもよい。
FIG. 8 shows an example in which three laser beams (laser beams having wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 oscillated from laser light sources 13-1, 13-2, and 13-3) are amplified.
The light intensities A of the laser beams having the wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 input to the
In the description of FIGS. 6, 7, and 8, the wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 are used as examples. However, the wavelength is not limited to this, and other wavelengths may be used.
上記のように、光増幅器31から出力される個々の波長のレーザ光の光強度が、光増幅器31に入力される個々の波長のレーザ光の光強度と比例するように、光増幅器31における個々の波長のレーザ光に対する増幅率が一定になるように制御(増幅率がB/Aとなるように制御)すると、増幅対象のレーザ光の波長の数によらずに、個々の波長のレーザ光の光強度が一定になる。
As described above, the individual light intensities of the laser light output from the
実施の形態5.
上記実施の形態4では、レーザ光源13−1〜13−Nから発振されたN本のレーザ光(波長λ1、λ2、・・・λNのレーザ光)をまとめて増幅する光増幅器31について示したが、この実施の形態5においても、レーザ光源13−1〜13−Nから発振されたN本のレーザ光(波長λ1、λ2、・・・λNのレーザ光)をまとめて増幅する光増幅器31について説明する。
Embodiment 5 FIG.
In the fourth embodiment, the
図9、図10及び図11は飽和駆動の光増幅器31によるレーザ光の光増幅を示す模式図である。
図9、図10及び図11において、図中左側は光増幅器31に入力されるレーザ光の波長と平均光強度の関係を示しており、図中右側は光増幅器31により増幅されたレーザ光の波長と平均光強度の関係を示している。
ただし、図9、図10及び図11では、説明の簡単化のために、N=3である例を示している。
9, 10, and 11 are schematic diagrams illustrating optical amplification of laser light by the saturation-driven
9, 10, and 11, the left side of the figure shows the relationship between the wavelength of the laser light input to the
However, FIGS. 9, 10 and 11 show an example in which N = 3 for the sake of simplicity.
上記実施の形態4では、レーザ光源13−1〜13−Nから発振された波長λ1、λ2、・・・λNのレーザ光のそれぞれを一定の増幅率で増幅する光増幅器31を示しているが、光増幅器では、レーザ光の出力強度がレーザ光の入力強度に依らずに一定になるよう飽和駆動されるものが一般的である。
つまり、増幅するレーザ光の波長の数(=入力する信号の数)が1,2,3・・・のように変化すると、出力される1波長当たりの光強度が変動する特徴を有している。
In the fourth embodiment, the
In other words, if the number of wavelengths of the laser light to be amplified (= the number of input signals) changes as 1, 2, 3,..., The intensity of light output per wavelength varies. Yes.
特に、図9は飽和駆動の光増幅器31が1つのレーザ光(レーザ光源13−2から発振された波長λ2のレーザ光)を増幅し、その他の2つのレーザ光(レーザ光源13−1,13−3から発振された波長λ1,λ3のレーザ光)を増幅しない例を示している。
飽和駆動の光増幅器31に入力される波長λ2のレーザ光の光強度Aは、光増幅器31によって光強度B(B>Aとする)に増幅されて出力されるのではなく、出力するレーザ光の全光強度が飽和するように増幅(全光強度が3Bに増幅)されて出力される。
この場合、光増幅器31に入力されるレーザ光の全光強度はA、光増幅器31から出力されるレーザ光の全光強度は3Bとなり、一波長あたりの増幅率は3B/Aとなる。
In particular, in FIG. 9, the saturation-driven
The light intensity A of the laser light having the wavelength λ 2 input to the saturation-driven
In this case, the total light intensity of the laser light input to the
また、図10は飽和駆動の光増幅器31が2つのレーザ光(レーザ光源13−1,13−2から発振された波長λ1,λ2のレーザ光)を増幅し、その他の1つのレーザ光(レーザ光源13−3から発振された波長λ3のレーザ光)を増幅しない例を示している。
飽和駆動の光増幅器31に入力される波長λ1,λ2のレーザ光の光強度Aは、光増幅器31によって光強度B(B>Aとする)に増幅されて出力されるのではなく、出力するレーザ光の全光強度が飽和するように増幅(全光強度が3Bに増幅)されて出力される。
この場合、光増幅器31に入力されるレーザ光の全光強度は2A、光増幅器31から出力されるレーザ光の全光強度は3Bとなり、一波長あたりの増幅率は3B/2Aとなる。
In FIG. 10, the saturation-driven
The light intensity A of the laser light having the wavelengths λ 1 and λ 2 input to the saturation driving
In this case, the total light intensity of the laser light input to the
また、図11は飽和駆動の光増幅器31が3つのレーザ光(レーザ光源13−1,13−2,13−3から発振された波長λ1,λ2,λ3のレーザ光)を増幅する例を示している。
飽和駆動の光増幅器31に入力される波長λ1,λ2,λ3のレーザ光の光強度Aは、光増幅器31によって光強度B(B>Aとする)に増幅されて出力されるのではなく、出力するレーザ光の全光強度が飽和するように増幅(全光強度が3Bに増幅)されて出力される。
この場合、光増幅器31に入力されるレーザ光の全光強度は3A、光増幅器31から出力されるレーザ光の全光強度は3Bとなり、一波長あたりの増幅率は3B/3A=B/Aとなる。
図9、図10及び図11の説明では、例として、波長λ1,λ2,λ3としているが、これに限定するものではなく、他の波長であってもよい。
Further, in FIG. 11, the saturation drive
The light intensity A of the laser light having the wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 input to the saturation driving
In this case, the total light intensity of the laser light input to the
In the description of FIG. 9, FIG. 10, and FIG. 11, the wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 are used as examples, but the present invention is not limited to this, and other wavelengths may be used.
以上より明らかなように、飽和駆動の光増幅器31が実装された場合、光増幅器31から出力される各波長のレーザ光の光強度(光信号レベル)が、増幅するレーザ光の波長の数(=入力する信号の数)に依存する。
このように、増幅するレーザ光の波長の数に依存して、各波長のレーザ光の信号レベルが変動する場合でも、例えば、信号対雑音比(SNR:signal to noise ratio)がある基準値を満足するような場合(SNR>基準値)には、特に問題にならないこともあるが、ある特定の用途では、信号レベルの変動そのものが好ましくないことがある。
そこで、この実施の形態5では、飽和駆動の光増幅器31を用いても、増幅するレーザ光の波長の数(=入力する信号の数)に依らずに、出力する各波長のレーザ光の光信号レベルが一定となる運用方法を提供する。
As is clear from the above, when the saturation-driven
Thus, even when the signal level of the laser light of each wavelength varies depending on the number of wavelengths of the laser light to be amplified, for example, a reference value having a signal-to-noise ratio (SNR: signal to noise ratio) is set. When satisfied (SNR> reference value), it may not be a problem. However, in a specific application, the signal level fluctuation itself may not be preferable.
Therefore, in the fifth embodiment, even if the saturation-driven
図12はこの発明の実施の形態5による信号受信装置の信号選択装置3を示す構成図であり、図において、図4と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
レーザ光源13−xは光増幅器31による各波長のレーザ光の光強度(光信号レベル)の増幅率を一定に保つために実装されている調整用のレーザ光源である。
制御部100−1〜100−Mは飽和駆動の光増幅器31において、レーザ光源13−1〜13−Nから発振された波長λ1、λ2、・・・λNのレーザ光のそれぞれを一定の増幅率で増幅させるために、調整用のレーザ光源13−xから発振される波長λxのレーザ光の光強度を制御する処理を実施する。
なお、レーザアレイ光源12が実装しているレーザ光源13の台数がRF受信機2の台数より多い場合、複数のレーザアレイ光源12を組み合わせて、RF受信機2の台数分の波長のレーザ光を発振できるようにしてもよいことは、既に実施の形態1(例えば、段落[0014])で述べているが、この実施の形態5では、RF受信機2の台数Nより1つ多い、N+1のレーザ光を発振できるように複数のレーザアレイ光源12を組み合わせるものとする。
12 is a block diagram showing a
The laser light source 13-x is a laser light source for adjustment that is mounted in order to keep the amplification factor of the light intensity (optical signal level) of the laser light of each wavelength by the
The control units 100-1 to 100-M keep constant the laser beams having wavelengths λ 1 , λ 2 ,... Λ N oscillated from the laser light sources 13-1 to 13-N in the saturation-driven
When the number of
図13、図14及び図15は飽和駆動の光増幅器31によるレーザ光の光増幅を示す模式図である。
図13、図14及び図15において、図中左側は光増幅器31に入力されるレーザ光の波長と平均光強度の関係を示しており、図中右側は光増幅器31により増幅されたレーザ光の波長と平均光強度の関係を示している。
ただし、図13、図14及び図15では、説明の簡単化のために、N=3である例を示している。
FIGS. 13, 14 and 15 are schematic diagrams showing optical amplification of laser light by the saturation-driven
13, 14, and 15, the left side of the figure shows the relationship between the wavelength of the laser light input to the
However, FIGS. 13, 14 and 15 show an example in which N = 3 for simplification of description.
特に、図13は飽和駆動の光増幅器31が1つのレーザ光(レーザ光源13−2から発振された波長λ2のレーザ光)を増幅し、その他の2つのレーザ光(レーザ光源13−1,13−3から発振された波長λ1,λ3のレーザ光)を増幅しない例を示している。
この場合、光増幅器31に入力されるレーザ光は、波長λ2のレーザ光だけであるため、光増幅器31に入力される各波長のレーザ光の平均光強度の和はAとなる。
このとき、制御部100が、レーザ光源13−xから発振される波長λxのレーザ光の平均光強度が2Aとなるように制御(光増幅器31に入力されるレーザ光の全光強度がNA(N=3)となるように、レーザ光源13−xから発振される波長λxのレーザ光の平均光強度を制御)することで、光増幅器31に入力される各波長のレーザ光の平均光強度の和が3A(=波長λ2のレーザ光の平均光強度A+波長λxのレーザ光の平均光強度2A)となる。
これにより、飽和駆動の光増幅器31により入力された波長λ2のレーザ光の光強度Aは、光増幅器31によって光強度B(B>Aとする)に増幅されて出力され、また、波長λxのレーザ光の光強度2Aは、光増幅器31によって光強度2Bに増幅されて出力される。
したがって、光増幅器31に入力されるレーザ光の全光強度はNA(N=3)、光増幅器31から出力されるレーザ光の全光強度はNB(N=3)となり、一波長あたりの増幅率はB/Aとなる。
In particular, in FIG. 13, the saturation-driven
In this case, the laser light input to the
At this time, the
As a result, the light intensity A of the laser light having the wavelength λ 2 input by the saturation drive
Therefore, the total light intensity of the laser light input to the
また、図14は飽和駆動の光増幅器31が2つのレーザ光(レーザ光源13−1,13−2から発振された波長λ1,λ2のレーザ光)を増幅し、その他の1つのレーザ光(レーザ光源13−3から発振された波長λ3のレーザ光)を増幅しない例を示している。
この場合、光増幅器31に入力されるレーザ光は、波長λ1,λ2のレーザ光であるため、光増幅器31に入力される各波長のレーザ光の平均光強度の和は2Aとなる。
このとき、制御部100が、レーザ光源13−xから発振される波長λxのレーザ光の平均光強度がAとなるように制御(光増幅器31に入力されるレーザ光の全光強度がNA(N=3)となるように、レーザ光源13−xから発振される波長λxのレーザ光の平均光強度を制御)することで、光増幅器31に入力されるレーザ光の平均光強度の和が3A(=波長λ1のレーザ光の平均光強度A+波長λ2のレーザ光の平均光強度A+波長λxのレーザ光の平均光強度A)となる。
これにより、飽和駆動の光増幅器31により入力された波長λ1,λ2のレーザ光の光強度Aは、光増幅器31によって光強度B(B>Aとする)にそれぞれ増幅されて出力され、また、波長λxのレーザ光の光強度Aは、光増幅器31によって光強度Bに増幅されて出力される。
したがって、光増幅器31に入力されるレーザ光の全光強度はNA(N=3)、光増幅器31から出力されるレーザ光の全光強度はNB(N=3)となり、一波長あたりの増幅率はB/Aとなる。
Further, in FIG. 14, the saturation-driven
In this case, since the laser light input to the
At this time, the
As a result, the light intensity A of the laser light having the wavelengths λ 1 and λ 2 input by the saturation drive
Therefore, the total light intensity of the laser light input to the
また、図15は飽和駆動の光増幅器31が3つのレーザ光(レーザ光源13−1,13−2,13−3から発振された波長λ1,λ2,λ3のレーザ光)を増幅する例を示している。
この場合、光増幅器31に入力されるレーザ光は、波長λ1,λ2,λ3のレーザ光であるため、光増幅器31に入力される各波長のレーザ光の平均光強度の和は3Aとなる。
このとき、制御部100が、レーザ光源13−xから波長λxのレーザ光が発振されないように制御(光増幅器31に入力されるレーザ光の全光強度がNA(N=3)となるように、レーザ光源13−xによる波長λxのレーザ光の発振を止める)することで、光増幅器31に入力されるレーザ光の平均光強度の和が3Aとなる。
これにより、飽和駆動の光増幅器31により入力された波長λ1,λ2,λ3のレーザ光の光強度Aは、光増幅器31によって光強度B(B>Aとする)にそれぞれ増幅されて出力される。
したがって、光増幅器31に入力されるレーザ光の全光強度はNA(N=3)、光増幅器31から出力されるレーザ光の全光強度はNB(N=3)となり、一波長あたりの増幅率はB/Aとなる。
図13、図14及び図15の説明では、例として、波長λ1,λ2,λ3としているが、これに限定するものではなく、他の波長であってもよい。
In FIG. 15, the saturation drive
In this case, since the laser light input to the
At this time, the
As a result, the light intensity A of the laser light having the wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 input by the saturation drive
Therefore, the total light intensity of the laser light input to the
In the description of FIGS. 13, 14, and 15, the wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 are used as examples. However, the wavelength is not limited to this, and other wavelengths may be used.
なお、調整用のレーザ光源13−xの光強度の切り替えは、レーザ光源13−1〜13−Nから発振される波長λ1、λ2、・・・λNのレーザ光の平均光強度に依存して行う必要があるが、レーザ発振の切り替えがゆっくりな場合、一時的に光増幅器31に入力される全光強度がNAから変わるため、信号レベルの変動を生じる場合がある。
この場合、調整用のレーザ光源13−xの発振の切り替え時間を、例えば、10nsecより短い時間で制御すると、一時的に光増幅器31に入力されるレーザ光の全光強度がNAから変わったとしても、このような信号レベルの変動を回避することができる。
The light intensity of the laser light source 13-x for adjustment is switched to the average light intensity of the laser light having wavelengths λ 1 , λ 2 ,... Λ N oscillated from the laser light sources 13-1 to 13-N. However, if the laser oscillation is switched slowly, the total light intensity that is temporarily input to the
In this case, if the switching time of the oscillation of the adjustment laser light source 13-x is controlled to be shorter than 10 nsec, for example, the total light intensity of the laser light temporarily input to the
以上で明らかなように、この実施の形態5によれば、制御部100−1〜100−Mが、飽和駆動の光増幅器31において、レーザ光源13−1〜13−Nから発振された波長λ1、λ2、・・・λNのレーザ光のそれぞれを一定の増幅率で増幅させるために、調整用のレーザ光源13−xから発振される波長λxのレーザ光の光強度を制御するように構成したので、増幅するレーザ光の波長の数に依らずに、出力する個々の波長のレーザ光の光強度を一定にすることができる。したがって、RFアンテナ1−mにより受信されたRF信号を光変調器15で重畳すると、増幅するレーザ光の波長の数(=入力する信号の数)に依らずに出力される光信号レベルが一定になるメリットが得られる。
As is apparent from the above, according to the fifth embodiment, the control units 100-1 to 100-M have the wavelength λ oscillated from the laser light sources 13-1 to 13-N in the saturation-driven
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, within the scope of the invention, any combination of the embodiments, or any modification of any component in each embodiment, or omission of any component in each embodiment is possible. .
1−1〜1−M RFアンテナ、2−1〜2−N RF受信機、3 信号選択装置、11−1〜11−M 電光変換器、12 レーザアレイ光源(電光変換手段)、13−1〜13−N,13−x レーザ光源、14−1〜14−N 切換スイッチ(電光変換手段)、15 光変調器(電光変換手段)、16−1〜16−M 光ファイバ、17 混合器(光信号伝播手段)、18 光ファイバ(光信号伝播手段)、19 分波器(光信号伝播手段)、20−1〜20−N 光ファイバ、21−1〜21−N 光波長フィルタ(光電変換手段)、22−1〜22−N 光電変換器(光電変換手段)、31,32 光増幅器、33−1〜33−N RF増幅器、11−1−1〜11−1−X,・・・,11−M−1〜11−M−X 電光変換器、41−1〜41−M RF分波器、42−1〜42−M 混合器、100−1〜100−M 制御部。 1-1 to 1-M RF antenna, 2-1 to 2-N RF receiver, 3 signal selection device, 11-1 to 11-M electro-optic converter, 12 laser array light source (electro-optic conversion means), 13-1 -13-N, 13-x laser light source, 14-1 to 14-N selector switch (electro-optic conversion means), 15 optical modulator (electro-optic conversion means), 16-1 to 16-M optical fiber, 17 mixer ( Optical signal propagation means), 18 optical fiber (optical signal propagation means), 19 splitter (optical signal propagation means), 20-1 to 20-N optical fiber, 21-1 to 21-N optical wavelength filter (photoelectric conversion) Means) 22-1 to 22-N photoelectric converter (photoelectric conversion means), 31, 32 optical amplifier, 33-1 to 33-N RF amplifier, 11-1-1 to 11-1-X,... , 11-M-1 to 11-MX Light-to-power converters, 41-1 to 4 -M RF demultiplexer, 42-1 to 42-M mixer, 100-1 to 100-M controller.
Claims (10)
上記信号選択装置は、
上記複数のアンテナのいずれかと接続されており、複数の波長の中から選択された波長のレーザ光を用いて、接続されているアンテナにより受信された無線信号が重畳されている上記波長の光信号を出力する複数の電光変換手段と、
上記複数の電光変換手段から出力された光信号を合波して、合波後の光信号を伝播させたのち、上記光信号を上記受信機と同数の光信号に分波する光信号伝播手段と、
上記複数の受信機のいずれかと接続されており、上記光信号伝播手段により分波された光信号の中から、接続されている受信機に対応する波長の光信号を抽出し、上記光信号を電気信号に変換して当該受信機に出力する複数の光電変換手段と
から構成されていることを特徴とする信号受信装置。 A plurality of antennas for receiving radio signals, a plurality of receivers for demodulating radio signals received by the antennas, and a signal selection device connected between the plurality of antennas and the plurality of receivers In the signal receiving device,
The signal selection device is
An optical signal having the above wavelength, which is connected to one of the plurality of antennas and on which a radio signal received by the connected antenna is superimposed using laser light having a wavelength selected from the plurality of wavelengths. A plurality of electro-optic conversion means for outputting
Optical signal propagation means for combining the optical signals output from the plurality of electro-optic conversion means and propagating the combined optical signal, and then demultiplexing the optical signals into the same number of optical signals as the receiver When,
The optical signal is connected to any one of the plurality of receivers, and an optical signal having a wavelength corresponding to the connected receiver is extracted from the optical signals demultiplexed by the optical signal propagation means, and the optical signal is extracted. A signal receiving apparatus comprising: a plurality of photoelectric conversion means for converting into an electric signal and outputting the electric signal to the receiver.
互いに異なる波長のレーザ光を発振する複数のレーザ光源と、
上記複数のレーザ光源の中から、レーザ光を発振させるレーザ光源を選択するスイッチと、
上記スイッチにより選択されたレーザ光源から発振されるレーザ光で光信号を変調し、接続されているアンテナにより受信された無線信号を上記光信号に重畳して、上記無線信号が重畳されている光信号を出力する光変調器と
から構成されていることを特徴とする請求項1記載の信号受信装置。 The electro-optic conversion means is
A plurality of laser light sources that oscillate laser beams of different wavelengths;
A switch for selecting a laser light source for oscillating laser light from the plurality of laser light sources;
Light in which an optical signal is modulated by laser light oscillated from a laser light source selected by the switch, a radio signal received by a connected antenna is superimposed on the optical signal, and the radio signal is superimposed The signal receiving device according to claim 1, comprising: an optical modulator that outputs a signal.
上記複数の電光変換手段から出力された光信号を合波する混合器と、
上記混合器により合波された光信号を伝播する光ファイバと、
上記光ファイバにより伝播された光信号を上記複数の受信機と同数の光信号に分波する分波器と
から構成されていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の信号受信装置。 The optical signal propagation means is
A mixer for multiplexing the optical signals output from the plurality of electro-optic conversion means;
An optical fiber that propagates the optical signal combined by the mixer;
3. The signal receiving apparatus according to claim 1, wherein the signal receiving apparatus comprises: a demultiplexer that demultiplexes the optical signal propagated by the optical fiber into the same number of optical signals as the plurality of receivers. .
接続されている受信機に対応する波長の光信号を透過させる複数のフィルタと、
上記フィルタを透過してきた光信号を電気信号に変換して、上記電気信号を接続されている受信機に出力する複数の光電変換器と
から構成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれか1項記載の信号受信装置。 The photoelectric conversion means is
A plurality of filters that transmit an optical signal having a wavelength corresponding to a connected receiver;
A plurality of photoelectric converters for converting an optical signal transmitted through the filter into an electric signal and outputting the electric signal to a connected receiver. 4. The signal receiving device according to any one of items 3.
上記複数の電光変換手段から出力された光信号を合波する混合器と、
上記混合器により合波された光信号を伝播する光ファイバと、
上記光ファイバにより伝播された光信号を上記複数の受信機と同数の光信号に分波する分波器とから構成されており、
上記複数のレーザ光源と上記光変調器の間に光増幅器が実装されているとともに、上記光ファイバの途中に光増幅器が実装されていることを特徴とする請求項2記載の信号受信装置。 The optical signal propagation means is
A mixer for multiplexing the optical signals output from the plurality of electro-optic conversion means;
An optical fiber that propagates the optical signal combined by the mixer;
The optical signal propagated by the optical fiber is composed of a duplexer that demultiplexes the optical signal into the same number of optical signals as the plurality of receivers,
3. The signal receiving apparatus according to claim 2, wherein an optical amplifier is mounted between the plurality of laser light sources and the optical modulator, and an optical amplifier is mounted in the middle of the optical fiber.
上記アンテナにより受信された無線信号を周波数帯域毎に分波し、分波後の各無線信号を上記複数の電光変換手段に出力する分波器を備えたことを特徴とする請求項1から請求項6のうちのいずれか1項記載の信号受信装置。 Each of the plurality of electro-optic conversion means is arranged for each antenna,
2. A demultiplexer for demultiplexing a radio signal received by the antenna for each frequency band and outputting each demultiplexed radio signal to the plurality of electro-optic conversion means. Item 7. The signal receiving device according to any one of Items 6 to 6.
光信号伝播手段が、上記電光変換処理ステップで出力された複数の光信号を合波して、合波後の光信号を伝播させたのち、上記光信号を設置されている受信機と同数の光信号に分波する光信号伝播処理ステップと、
複数の受信機のいずれかと接続されている複数の光電変換手段が、上記光信号伝播処理ステップで分波された光信号の中から、接続されている受信機に対応する波長の光信号を抽出し、上記光信号を電気信号に変換して当該受信機に出力する光電変換処理ステップと
を備えた信号受信方法。 A plurality of electro-optic conversion means connected to any one of a plurality of antennas uses a laser beam having a wavelength selected from a plurality of wavelengths to superimpose a radio signal received by the connected antenna. An electro-optic conversion processing step for outputting an optical signal of the wavelength;
The optical signal propagation means multiplexes the plurality of optical signals output in the electro-optic conversion processing step and propagates the combined optical signal, and then the same number of receivers as the optical signals are installed. An optical signal propagation processing step for demultiplexing the optical signal;
A plurality of photoelectric conversion means connected to one of a plurality of receivers extract an optical signal having a wavelength corresponding to the connected receiver from the optical signals demultiplexed in the optical signal propagation processing step. And a photoelectric conversion processing step for converting the optical signal into an electrical signal and outputting the electrical signal to the receiver.
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