JP2965504B2 - アレーアンテナの光制御型受信信号処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アレーアンテナに
よって受信された受信信号を処理するためのアレーアン
テナの光制御型受信信号処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】種々の通信方式、特に移動通信方式のた
めに、移動体の受信無線局に主ビーム方向を容易に制御
することができるアクティブフェーズドアレーアンテナ
が研究開発されているが、さらに、デジタル信号処理技
術の進歩とともに、種々の機能を有するアレーアンテナ
の１つとして、ビームフォーミングアンテナが研究開発
されている（例えば、伊藤礼ほか，“ＤＢＦアンテナの
試作”，電子情報通信学会技術研究報告，ＳＡＮＥ８８
−５４，１９８９年１月２７日参照。）。また、本出願
人も、ディジタル信号処理によってマルチビームを形成
するアレーアンテナ用受信信号処理装置（以下、第１の
従来例の方法という。）を、特開平０７−２３５８３０
号公報において提案し、光信号処理技術を用いてマルチ
ビームを形成する光制御型フェーズドアレーアンテナ
（以下、第２の従来例という。）を、特願平０７−２９
６７２２号の特許出願において提案した。

【０００３】第１の従来例のアレーアンテナ用受信信号
処理装置は、互いに等間隔で互いに直交する２つの軸を
有する２次元のマトリックス形状で並置されたアレーア
ンテナの１６個のアンテナ素子に対応して、準直交検波
回路とトランスバーサル型ＦＩＲ（有限インパルス応
答）低周波通過フィルタといわゆる空間領域への２次元
ＦＦＴ演算を用いたマルチビーム合成回路とを含む回路
演算を実行するＤＳＰを用いて構成されている。また、
第２の従来例の光制御型フェーズドアレーアンテナは、
複数の無線信号に対応する複数のビーム光を、光信号処
理をすることにより、マルチビームを形成するというも
のである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１の
従来例のアレーアンテナ用受信信号処理装置は、ディジ
タル演算を必要とするので、複雑な演算回路が必要であ
った。また、第１の従来例は、広帯域のマルチビームを
形成しようとすると、演算量が多くなり信号処理時間を
短くすることができないという問題点があった。また、
第２の従来例の光制御型フェーズドアレーアンテナは、
複数の送信ビームを形成することはできるが、受信信号
を処理することはできないという問題点があった。

【０００５】本発明の目的は以上の問題点を解決し、従
来例に比較して高速でマルチビームを形成することがで
き、回路構成が簡単で小型のアレーアンテナの光制御型
受信信号処理装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１記
載のアレーアンテナの光制御型受信信号処理装置は、所
定の配置形状で近接して並置された複数Ｎ個のアンテナ
素子からなるアレーアンテナによって受信された所定の
受信周波数を有する受信信号を処理するための受信信号
処理装置であって、所定の周波数を有する第１のビーム
光を発生して出力する光発生手段と、上記光発生手段で
発生された第１のビーム光を複数（Ｎ＋１）個に同相分
配して、同相分配された複数（Ｎ＋１）個のビーム光の
うちのＮ個のビーム光を第２のビーム光として出力し、
かつ１個のビーム光を基準ビーム光として出力する光分
配手段と、上記複数Ｎ個の各アンテナ素子に対応して設
けられ、上記光分配手段から出力される各第２のビーム
光の周波数を、対応する各アンテナ素子で受信された各
受信信号の受信周波数だけ変化させて、かつ上記各第２
のビーム光の位相を、対応する各アンテナ素子で受信さ
れた各受信信号の位相だけ変化させて、周波数と位相と
を変化させた後の第３のビーム光を出力する複数Ｎ個の
光周波数シフト手段と、上記光分配手段から出力される
基準ビーム光と、上記複数Ｎ個の光周波数シフト手段か
ら出力される複数Ｎ個の第３のビーム光とを互いに重ね
合わせるように放射して、上記基準ビーム光と上記複数
Ｎ個の第３のビーム光とが合成された合成ビーム光を形
成する光放射手段と、上記光放射手段によって形成され
た合成ビーム光を、互いに異なる複数Ｍ個の位置で空間
的にサンプリングして、サンプリングした複数Ｍ個の第
４のビーム光を出力するサンプリング手段と、非線形の
光電変換特性を有し、上記サンプリング手段から出力さ
れる複数Ｍ個の第４のビーム光をそれぞれ光電変換し
て、光電変換した信号をそれぞれ出力する複数Ｍ個の光
電変換手段とを備えたことを特徴とする。

【０００７】また、請求項２記載のアレーアンテナの光
制御型受信信号処理装置は、請求項１記載のアレーアン
テナの光制御型受信信号処理装置において、上記光放射
手段は、上記基準ビーム光を放射する第１の光放射手段
と、上記複数Ｎ個の光周波数シフト手段から出力される
複数Ｎ個の第３のビーム光を互いに重ね合わせるように
放射して、複数Ｎ個の第３のビーム光が合成された第１
の合成ビーム光を形成する第２の光放射手段と、上記第
１の光放射手段から放射される基準ビーム光と、上記第
２の光放射手段によって形成される第１の合成ビーム光
とを合成して上記合成ビーム光を出力するビーム合成手
段とを備えたことを特徴とする。

【０００８】さらに、請求項３記載のアレーアンテナの
光制御型受信信号処理装置は、請求項１又は２記載のア
レーアンテナの光制御型受信信号処理装置においてさら
に、上記複数Ｍ個の光電変換手段からそれぞれ出力され
る各信号から上記受信信号の受信周波数に等しい周波数
を有する信号成分をそれぞれ抽出するようにろ波して出
力する複数Ｍ個のろ波手段を備えたことを特徴とする。

【０００９】本発明に係る請求項４記載のアレーアンテ
ナの光制御型受信信号処理装置は、所定の配置形状で近
接して並置された複数Ｎ個のアンテナ素子からなるアレ
ーアンテナによって受信された所定の受信周波数を有す
る受信信号を処理するための受信信号処理装置であっ
て、所定の周波数を有する第１のビーム光を発生して出
力する光発生手段と、上記光発生手段で発生された第１
のビーム光を複数（Ｎ＋１）個に同相分配して、同相分
配された複数（Ｎ＋１）個のビーム光のうちのＮ個のビ
ーム光を第２のビーム光として出力し、かつ１個のビー
ム光を基準ビーム光として出力する第１の光分配手段
と、上記第１の光分配手段から出力される基準ビーム光
を複数Ｍ個の基準ビーム光に分配して出力する第２の光
分配手段と、上記複数Ｎ個の各アンテナ素子に対応して
設けられ、上記第１の光分配手段から出力される各第２
のビーム光の周波数を、対応する各アンテナ素子で受信
された各受信信号の受信周波数だけ変化させて、かつ上
記各第２のビーム光の位相を、対応する各アンテナ素子
で受信された各受信信号の位相だけ変化させて、周波数
と位相とを変化させた後の第３のビーム光を出力する複
数Ｎ個の光周波数シフト手段と、上記複数Ｎ個の光周波
数シフト手段から出力される複数Ｎ個の第３のビーム光
を互いに重ね合わせるように放射して、上記複数Ｎ個の
第３のビーム光が合成された第１の合成ビーム光を形成
する光放射手段と、上記光放射手段によって形成された
第１の合成ビーム光を、互いに異なる複数Ｍ個の位置で
空間的にサンプリングして、サンプリングした複数Ｍ個
の第４のビーム光を出力するサンプリング手段と、上記
サンプリング手段から出力される各第４のビーム光を上
記第２の光分配手段から出力される上記各基準ビーム光
とそれぞれ合成して、各第２の合成ビーム光を出力する
複数Ｍ個の光合成手段と、非線形の光電変換特性を有
し、上記複数Ｍ個の光合成手段から出力される複数Ｍ個
の第２の合成ビーム光をそれぞれ光電変換して、光電変
換した信号をそれぞれ出力する複数Ｍ個の光電変換手段
とを備えたことを特徴とする。

【００１０】また、請求項５記載のアレーアンテナの光
制御型受信信号処理装置は、請求項４記載のアレーアン
テナの光制御型受信信号処理装置においてさらに、上記
複数Ｍ個の光電変換手段からそれぞれ出力される各信号
から上記受信信号の受信周波数に等しい周波数を有する
信号成分をそれぞれ抽出するようにろ波して出力する複
数Ｍ個のろ波手段を備えたことを特徴とする。

【００１１】本発明に係る請求項６記載のアレーアンテ
ナの光制御型受信信号処理装置は、所定の配置形状で近
接して並置された複数Ｎ個のアンテナ素子からなるアレ
ーアンテナによって受信された、無線周波数を有する受
信信号を処理するための受信信号処理装置であって、所
定の基準周波数を有する基準ビーム光を発生して出力す
る基準光発生手段と、上記基準周波数と異なる周波数を
有する第１のビーム光を発生して出力する光発生手段
と、上記光発生手段で発生された第１のビーム光を複数
Ｎ個に同相分配して、同相分配された複数Ｎ個の第２の
ビーム光を出力する光分配手段と、上記複数Ｎ個の各ア
ンテナ素子に対応して設けられ、上記光分配手段から出
力される各第２のビーム光を、対応する各アンテナ素子
で受信された各受信信号に従って所定の変調方式で変調
して、上記基準周波数と異なりかつ側波帯周波数と上記
基準周波数との周波数差が上記無線周波数の１／２未満
になるように設定された側波帯周波数を有する１つの側
波帯を含む少なくとも１つの側波帯を有する変調信号で
ある各第３のビーム光をそれぞれ出力する複数Ｎ個の光
変調手段と、上記基準光発生手段から出力される基準ビ
ーム光と、上記複数Ｎ個の光変調手段から出力される複
数Ｎ個の第３のビーム光とを互いに重ね合わせるように
放射して、上記基準ビーム光と上記複数Ｎ個の第３のビ
ーム光とが合成された合成ビーム光を形成する光放射手
段と、上記光放射手段によって形成された合成ビーム光
を互いに異なる複数Ｍ個の位置で、空間的にサンプリン
グして、サンプリングした複数Ｍ個の第４のビーム光を
出力するサンプリング手段と、非線形の光電変換特性を
有し、上記サンプリング手段から出力される複数Ｍ個の
第４のビーム光をそれぞれ光電変換して、上記各側波帯
に対応する複数の信号成分をそれぞれ有する信号をそれ
ぞれ出力する複数Ｍ個の光電変換手段とを備えたことを
特徴とする。

【００１２】また、請求項７記載のアレーアンテナの光
制御型受信信号処理装置は、請求項６記載のアレーアン
テナの光制御型受信信号処理装置において、上記光放射
手段は、上記基準ビーム光を放射する第１の光放射手段
と、上記複数Ｎ個の光移相手段から出力される複数Ｎ個
の第３のビーム光を互いに重ね合わせるように放射し
て、複数Ｎ個の第３のビーム光が合成された第１の合成
ビーム光を形成する第２の光放射手段と、上記第１の光
放射手段から放射される基準ビーム光と、上記第２の光
放射手段によって形成される第１の合成ビーム光とを合
成して上記合成ビーム光を出力するビーム合成手段を備
えたことを特徴とする。

【００１３】また、請求項８記載のアレーアンテナの光
制御型受信信号処理装置は、請求項６又は７記載のアレ
ーアンテナの光制御型受信信号処理装置においてさら
に、上記複数Ｍ個の光電変換手段からそれぞれ出力され
る各信号から上記側波帯に対応する信号成分を抽出する
ように低域ろ波して出力する複数Ｍ個のろ波手段を備え
たことを特徴とする。

【００１４】本発明に係る請求項９記載のアレーアンテ
ナの光制御型受信信号処理装置は、所定の配置形状で近
接して並置された複数Ｎ個のアンテナ素子からなるアレ
ーアンテナによって受信された、無線周波数を有する受
信信号を処理するための受信信号処理装置であって、所
定の基準周波数を有する基準ビーム光を発生して出力す
る基準光発生手段と、上記基準光発生手段から出力され
る基準ビーム光を複数Ｍ個に分配して出力する第１の光
分配手段と、上記基準周波数と異なる周波数を有する第
１のビーム光を発生して出力する光発生手段と、上記光
発生手段で発生された第１のビーム光を複数Ｎ個に同相
分配して、同相分配された複数Ｎ個の第２のビーム光を
出力する第２の光分配手段と、上記複数Ｎ個の各アンテ
ナ素子に対応して設けられ、上記第２の光分配手段から
出力される各第２のビーム光を、対応する各アンテナ素
子で受信された各受信信号に従って所定の変調方式で変
調して、上記基準周波数と異なりかつ側波帯周波数と上
記基準周波数との周波数差が上記無線周波数の１／２未
満になるように設定された側波帯周波数を有する１つの
側波帯を含む少なくとも１つの側波帯を有する変調信号
である各第３のビーム光をそれぞれ出力する複数Ｎ個の
光変調手段と、上記複数Ｎ個の光変調手段から出力され
る複数Ｎ個の第３のビーム光を互いに重ね合わせるよう
に放射して、上記複数Ｎ個の第３のビーム光が合成され
た第１の合成ビーム光を形成する光放射手段と、上記光
放射手段によって形成された第１の合成ビーム光を互い
に異なる複数Ｍ個の位置で、空間的にサンプリングし
て、サンプリングした複数Ｍ個の第４のビーム光を出力
するサンプリング手段と、上記サンプリング手段から出
力される各第４のビーム光を上記第１の光分配手段から
出力される上記各基準ビーム光とそれぞれ合成して、各
第２の合成ビーム光を出力する複数Ｍ個の光合成手段
と、非線形の光電変換特性を有し、上記サンプリング手
段から出力される複数Ｍ個の第２の合成ビーム光をそれ
ぞれ光電変換して、上記各側波帯に対応する複数の信号
成分をそれぞれ有する信号をそれぞれ出力する複数Ｍ個
の光電変換手段とを備えたことを特徴とする。

【００１５】また、請求項１０記載のアレーアンテナの
光制御型受信信号処理装置は、請求項９記載のアレーア
ンテナの光制御型受信信号処理装置においてさらに、上
記複数Ｍ個の光電変換手段からそれぞれ出力される各信
号から上記側波帯に対応する信号成分を抽出するように
低域ろ波して出力する複数Ｍ個のろ波手段を備えたこと
を特徴とする。

【００１６】本発明に係る請求項１１記載のアレーアン
テナの光制御型受信信号処理装置は、所定の配置形状で
近接して並置された複数Ｎ個のアンテナ素子からなるア
レーアンテナによって受信された所定の受信周波数を有
する受信信号を処理するための受信信号処理装置であっ
て、所定の基準周波数を有する基準ビーム光を発生して
出力する基準光発生手段と、所定の周波数を有する第１
のビーム光を発生して出力する光発生手段と、上記光発
生手段で発生された第１のビーム光を複数Ｎ個に同相分
配して、同相分配された複数Ｎ個のビーム光を第２のビ
ーム光として出力する光分配手段と、上記複数Ｎ個の各
アンテナ素子に対応して設けられ、上記光分配手段から
出力される各第２のビーム光の周波数を、対応する各ア
ンテナ素子で受信された各受信信号の受信周波数だけ変
化させて、かつ上記各第２のビーム光の位相を、対応す
る各アンテナ素子で受信された各受信信号の位相だけ変
化させて、周波数と位相とを変化させた後の第３のビー
ム光を出力する複数Ｎ個の光周波数シフト手段と、上記
基準光発生手段から出力される基準ビーム光と、上記複
数Ｎ個の光周波数シフト手段から出力される複数Ｎ個の
第３のビーム光とを互いに重ね合わせるように放射し
て、上記基準ビーム光と上記複数Ｎ個の第３のビーム光
とが合成された合成ビーム光を形成する光放射手段と、
上記光放射手段によって形成された合成ビーム光を、互
いに異なる複数Ｍ個の位置で空間的にサンプリングし
て、サンプリングした複数Ｍ個の第４のビーム光を出力
するサンプリング手段と、非線形の光電変換特性を有
し、上記サンプリング手段から出力される複数Ｍ個の第
４のビーム光をそれぞれ光電変換して、光電変換した信
号をそれぞれ出力する複数Ｍ個の光電変換手段とを備え
たことを特徴とする。

【００１７】また、請求項１２記載のアレーアンテナの
光制御型受信信号処理装置は、請求項１１記載のアレー
アンテナの光制御型受信信号処理装置において、上記光
放射手段は、上記基準ビーム光を放射する第１の光放射
手段と、上記複数Ｎ個の光周波数シフト手段から出力さ
れる複数Ｎ個の第３のビーム光を互いに重ね合わせるよ
うに放射して、複数Ｎ個の第３のビーム光が合成された
第１の合成ビーム光を形成する第２の光放射手段と、上
記第１の光放射手段から放射される基準ビーム光と、上
記第２の光放射手段によって形成される第１の合成ビー
ム光とを合成して上記合成ビーム光を出力するビーム合
成手段とを備えたことを特徴とする。

【００１８】さらに、請求項１３記載のアレーアンテナ
の光制御型受信信号処理装置は、請求項１１又は１２記
載のアレーアンテナの光制御型受信信号処理装置におい
てさらに、上記複数Ｍ個の光電変換手段からそれぞれ出
力される各信号から所定の周波数を有する信号成分をそ
れぞれ抽出するようにろ波して出力する複数Ｍ個のろ波
手段を備えたことを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る実施形態について説明する。 ＜第１の実施形態＞図１は、本発明に係る第１の実施形
態のアレーアンテナの光制御型受信信号処理装置の構成
を示すブロック図である。この図１のアレーアンテナの
光制御型受信信号処理装置は、アンテナ素子１１−１乃
至１１−Ｎとからなるアレーアンテナ１と、複数Ｎ個の
受信機モジュール１２−１乃至１２−Ｎと、複数Ｎ個の
光周波数シフタ２１−１乃至２１−Ｎと、レーザダイオ
ード３１と、光分配器３２と、光放射器アレー２２と、
レンズ４４と、光サンプリング装置アレー４２と、光電
変換器４３−１乃至４３−Ｍと、低域ろ波器９−１乃至
９−Ｍと、信号選択回路５１と、ダウンコンバータ５３
と、復調器５２とからなる。ここで、第１の実施形態の
アレーアンテナの光制御型受信信号処理装置は、各アン
テナ素子１１−１乃至１１−Ｎで受信された各受信信号
を、光周波数シフタ２１−１乃至２１−Ｎと光放射器ア
レー２２とを用いて、空間的に光学的なフーリエ変換を
することにより、ディジタル信号処理を用いることなく
マルチビームアンテナにおけるビーム選択を行うことを
特徴とする。

【００２０】図１を参照して第１の実施形態のアレーア
ンテナの光制御型受信信号処理装置の構成を詳細に説明
する。第１の実施形態のアレーアンテナの光制御型受信
信号処理装置において、アレーアンテナ１は、例えば受
信信号の波長の１／２の長さである所定の間隔で一直線
上に並置された複数Ｎ個のアンテナ素子１１−１乃至１
１−Ｎからなる。そして、各アンテナ素子１１−ｋ（ｋ
＝１，２，…，Ｎ、以下本明細書において特に断らない
限り同様とする。）は、受信した受信信号を受信機モジ
ュール１２−ｋに出力する。

【００２１】受信機モジュール１２−ｋはそれぞれ、低
雑音増幅器と帯域通過フィルタとからなり、アンテナ素
子１２−ｋから入力される受信信号を増幅してろ波した
後、光周波数シフタ２１−ｋに出力する。また、レーザ
ダイオード３１は、所定の周波数ｆ_cを有する第１のビ
ーム光を発生して、光分配器３２に出力する。光分配器
３２は、入力される第１のビーム光を（Ｎ＋１）個の第
２のビーム光に分配して、Ｎ個の第２のビーム光を光周
波数シフタ２１−１乃至２１−Ｎに出力し、１つの第２
のビーム光を基準ビーム光として光導波路７−ｒを介し
て後述する光放射器アレー２２の光放射部２−ｒに出力
する。

【００２２】光周波数シフタ２１−ｋは、入力される受
信信号に基づいて、当該第２のビーム光の周波数ｆ_cを
当該受信信号の周波数ｆ_RFだけ変化させて、かつ当該第
２のビーム光の位相を当該受信信号の位相だけ変化させ
て出力する。光周波数シフタ２１−ｋは、例えば、光強
度変調器と光ろ波器と備える。光強度変調器は、上記第
２のビーム光を、入力される受信信号に従って強度変調
することにより、以下の周波数成分（又は波長成分）を
発生する。 （ａ）上記第２のビーム光の周波数ｆ_cのビーム光； （ｂ）上記第２のビーム光の周波数ｆ_cに比べて受信信
号の周波数ｆ_RFだけ高い周波数（ｆ_c＋ｆ_RF）を有し、
かつ受信信号の位相に対応した位相を有するビーム光
（以下、上側波帯ビーム光という。）；及び （ｃ）上記第２のビーム光の周波数ｆ_cに比べて受信信
号の周波数ｆ_RFだけ低い周波数（ｆ_c−ｆ_RF）を有し、
かつ受信信号の位相に対応した位相を有するビーム光
（以下、下側波帯ビーム光という。）。 次いで、光ろ波器は、光強度変調器によって発生された
３つの周波数成分のうち上記上側波帯ビーム光のみを通
過させて、光導波路７−ｋを介して後述する光放射器ア
レー２２の光放射部２−ｋに出力する。

【００２３】光放射器アレー２２は、図２に示すよう
に、光導波路７−ｒ，７−ｋが形成された基板７０の端
面（以下、出力面Ｐ２０という。）に、所定の間隔で設
けられた光放射部２−ｒ，２−１乃至２−Ｎからなる。
ここで、基板７０は例えばＬｉＮｂＯ₃やＧａＡｓ等か
らなる。また、隣接する光放射部２−ｋの各間隔は、光
放射器アレー２２とレンズ４４との距離に比べて十分短
い長さに設定される。そして、光放射部２−１乃至２−
Ｎはそれぞれ、入力される各上側波帯ビーム光に対応す
る放射ビーム光Ｂ−１乃至Ｂ−Ｎを、互いに重ね合わせ
るようにレンズ４４に放射する。ここで、光放射部２−
１乃至２−Ｎから放射される放射ビーム光Ｂ−１乃至Ｂ
−Ｎは、一般的に良く知られているように空間を広がり
を持って放射されるので、放射ビーム光Ｂ−１乃至Ｂ−
Ｎの放射方向は、特定の焦点面に向けて制御する必要は
なく、少なくともレンズ４４が設けられた遠方の空間
に、広がった放射ビーム光Ｂ−１乃至Ｂ−Ｎが互いに重
なりあった合成ビーム光が形成されれていればよい。ま
た、光放射部２−ｒは、隣接する光放射部２−１との間
隔が光放射器アレー２２とレンズ４４との距離に比べて
十分短くなるように設けられ、入力される基準ビーム光
に対応する基準放射ビーム光Ｂ−ｒを放射ビーム光Ｂ−
１乃至Ｂ−Ｎに重ねるようにレンズ４４に放射する。こ
こで、光放射器アレー２２は、光放射器アレー２２の中
央に設けられた光放射部２−ｎの光軸がレンズ４４の光
軸と一致するように設けられる。

【００２４】ここで、上述のように各上側波帯ビーム光
はそれぞれ、アンテナ素子１１−１乃至１１−Ｎで受信
された各受信信号に対応する位相を有するので、光放射
部２−１乃至２−Ｎからそれぞれ放射される放射ビーム
光Ｂ−１乃至Ｂ−Ｎもそれぞれ、アンテナ素子１１−１
乃至１１−Ｎで受信された受信信号に対応する位相を有
する。また、アンテナ素子１１−１乃至１１−Ｎで受信
された各受信信号の各位相は、アレーアンテナ１にそれ
ぞれ異なる到来方向から到来する各受信波によって決定
される。

【００２５】従って、各アンテナ素子１１−１乃至１１
−Ｎで受信された各受信信号に対応する位相をそれぞれ
有するＮ個の放射ビーム光Ｂ−１乃至Ｂ−Ｎを互いに重
ね合わせるように光放射部２−１乃至２−Ｎから放射す
ると、放射された放射ビーム光Ｂ−１乃至Ｂ−Ｎの遠方
における放射パターンは、光放射器アレー２２の出力面
Ｐ２０における放射ビーム光Ｂ−１乃至Ｂ−Ｎの位相分
布のフーリエ変換像（すなわち、フラウンホーファ回折
像）となり、これによって、レンズ４４が設けられた遠
方の空間に、アレーアンテナ１に到来する各受信波の到
来方向に一義的にそれぞれ対応するフーリエ変換ビーム
光を形成する。例えば、図１に示すように、受信波Ａに
対応してフーリエ変換ビーム光Ａ１が形成され、受信波
Ｂに対応してフーリエ変換ビーム光Ｂ１が形成される。
ここで、各受信波に対応する各フーリエ変換ビーム光
は、周波数（ｆ_c＋ｆ_RF）を有する放射ビーム光Ｂ−１
乃至Ｂ−Ｎが合成されて形成されるので、周波数（ｆ_c
＋ｆ_RF）を有する。

【００２６】すなわち、光放射器アレー２２とレンズ４
４との間の空間は、放射ビーム光Ｂ−１乃至Ｂ−Ｎの各
位相に基づいて、アレーアンテナ１に到来する各受信波
の到来方向に一義的に対応するフーリエ変換ビーム光を
形成するためのフーリエ変換を行なう空間であり、かつ
当該フーリエ変換ビーム光と基準放射ビーム光Ｂ−ｒと
を合成する空間である。

【００２７】レンズ４４は、入力される各フーリエ変換
ビーム光と基準ビーム光とが合成された合成ビーム光を
光サンプリング装置アレー４２の入射面Ｐ１２に垂直に
入射させる。

【００２８】光サンプリング装置アレー４２は、複数Ｍ
本のサンプリング光ファイバ４２−１乃至４２−Ｍから
なる。サンプリング光ファイバ４２−１乃至４２−Ｍ
は、図３に示すように、サンプリング光ファイバ４２−
１乃至４２−Ｍの各軸が互いに平行になるように、かつ
サンプリング光ファイバ４２−１乃至４２−Ｍの検出面
が光サンプリング装置アレー４２の入力面Ｐ１２に位置
するように所定の間隔ｄｏを隔てて直線上に並置されて
いる。そして、光サンプリング装置アレー４２は、その
中央に位置するサンプリング光ファイバ４２−ｍの軸が
レンズ４４の光軸と一致するようにかつサンプリング光
ファイバ４２−１乃至４２−Ｍの配列方向が光放射器ア
レー２２の光放射部２−１乃至２−Ｎの配列方向と互い
に平行となり一致するように設けられる。

【００２９】このように構成された光サンプリング装置
アレー４２において、サンプリング光ファイバ４２−ｉ
（ｉ＝１，２，…，Ｍ、以下同様とする。）は、受信波
の到来方向に対応して形成されたフーリエ変換ビーム光
のうち、サンプリング光ファイバ４２−ｉの検出面に到
来するフーリエ変換ビーム光と基準ビーム光との合成ビ
ーム光を検出して、検出したサンプリングビーム光を光
電変換器４３−ｉに出力する。すなわち、光サンプリン
グ装置アレー４２は、入射される合成ビーム光を、サン
プリング光ファイバ４２−１乃至４２−Ｍの各検出面を
用いて、入力面Ｐ１２において異なるＭ個の位置で空間
的にサンプリングすることにより、受信波の到来方向に
対応してそれぞれ異なる方向に形成された各フーリエ変
換ビーム光を、入力面Ｐ１２における位置に対応させて
検出し、検出した各サンプリングビーム光を、対応する
各光電変換器４３−ｉに出力する。

【００３０】そして、光電変換器４３−１乃至４３−Ｍ
はそれぞれ非線形の光電変換特性を有し、入力される各
サンプリングビーム光を、各フーリエ変換ビーム光の周
波数（ｆ_c＋ｆ_RF）と基準ビーム光の周波数ｆ_cとの差の
周波数ｆ_RFを有し、かつ当該各フーリエ変換ビーム光の
振幅に比例した振幅を有する各受信無線信号を含む各無
線信号に変換して、それぞれ低域ろ波器９−１乃至９−
Ｍに出力する。ここで、光電変換器４３−ｉによって光
電変換された無線信号は、光電変換器４３−ｉの非線形
特性を利用して変換されているので、図１０に示すよう
に、上述の周波数ｆ_RFを有する受信無線信号の他に周波
数ｎｆ_RF（ｎ＝２，３，…）を有する複数の信号成分を
有する。ここで、各受信無線信号は、各フーリエ変換ビ
ーム光に対応して検出された各サンプリングビーム光が
光電変換されているので、当該フーリエ変換ビーム光に
対応する到来方向を有する受信波に対応する。例えば、
図１における受信波Ａに対応するフーリエ変換ビーム光
Ａ１がサンプリングされたサンプリングビーム光が光電
変換された無線信号に含まれる受信無線信号は、受信波
Ａに対応し、受信波Ｂに対応するフーリエ変換ビーム光
Ｂ１がサンプリングされたサンプリングビーム光が光電
変換された無線信号に含まれる受信無線信号は、受信波
Ｂに対応する。すなわち、第１の実施形態では、ディジ
タル信号処理を用いることなく、各受信信号に対応させ
た放射ビーム光Ｂ−ｋを用いて空間的にフーリエ変換を
おこなって、検出したサンプリングビーム光を光電変換
することにより、受信波の到来方向にビームを形成し
て、当該ビームで受信した受信無線信号を出力してい
る。そして、低域ろ波器９−ｉは、周波数ｆ_RFと周波数
２ｆ_RFとの間に遮断周波数を有し、光電変換器４３−ｉ
から入力される無線信号から周波数ｆ_RFを有する受信無
線信号のみを抽出するように、当該無線信号を低域ろ波
して出力する。

【００３１】信号選択回路５１は、例えばスイッチング
回路等からなり、低域ろ波器９−１乃至９−Ｍから入力
される複数Ｍ個の信号のうち、所定の信号を選択して、
選択後の信号を受信無線信号をダウンコンバータ５３に
出力する。ダウンコンバータ５３は、信号選択回路５１
から入力される受信無線信号を、ダウンコンバータ５３
の内部の局部発振器から入力される局部発振信号と混合
することにより、周波数変換して、周波数変換後の中間
周波数信号を復調器５２に出力する。復調器５２は、当
該中間周波数信号を復調して、復調信号を出力する。

【００３２】以上のように構成された第１の実施形態の
アレーアンテナの光制御型受信信号処理装置において、
到来する受信信号は、各アンテナ素子１１−ｋで受信さ
れて、受信機モジュール１２−ｋを介して、光周波数シ
フタ２１−ｋに入力される。各光周波数シフタ２１−ｋ
は、入力される各受信信号に基づいて、レーザダイオー
ド３１から光分配器３２を介して入力される第２のビー
ム光の周波数と位相を変化させ、周波数（ｆ_c＋ｆ_RF）
を有し、かつ受信信号の位相に対応した位相を有する上
側波帯ビーム光を光導波路７−ｋを介して光放射器アレ
ー２２の光放射部２−ｋに出力する。

【００３３】そして、各上側波帯ビーム光は、各光放射
部２−ｋによって、各放射ビーム光Ｂ−ｋとして互いに
重なり合うように放射されて、空間的にフーリエ変換さ
れて、レンズ４４が設けられた遠方の空間に、アレーア
ンテナ１に到来する各受信波の到来方向に一義的にそれ
ぞれ対応するフーリエ変換ビーム光を形成する。各フー
リエ変換ビーム光は、光放射部２−ｒによって放射され
る基準ビーム光と合成されて、各フーリエ変換ビーム光
を含む合成ビーム光は、レンズ４４によって、光サンプ
リング装置アレー４２の入射面Ｐ１２に集光されて、光
サンプリング装置アレー４２によって、空間的にサンプ
リングされる。このようにしてサンプリングされた各サ
ンプリングビーム光は、光電変換器４３−１乃至４３−
Ｍによって、各受信波に対応する各受信無線信号を含む
各無線信号に変換されて、低域ろ波器９−１乃至９−Ｍ
に入力される。当該無線信号は、低域ろ波器９−１乃至
９−Ｍで周波数ｆ_RFを有する受信無線信号のみ抽出され
て、信号選択回路５１で合成された後、ダウンコンバー
タ５３で周波数変換されて出力され、復調器５２によっ
て復調される。

【００３４】以上のように構成された第１の実施形態の
アレーアンテナの光制御型受信信号処理装置は、複数Ｎ
個の光周波数シフタ２１−１乃至２１−Ｎと、レーザダ
イオード３１と、光分配器３２と、光放射器アレー２２
と、光サンプリング装置アレー４２と、光電変換器４３
−１乃至４３−Ｍとを備え、アンテナ素子１１−ｋで受
信された各受信信号の周波数と位相とに対応した周波数
と位相とを有する上側波帯ビーム光が空間に形成するフ
ーリエ変換ビーム光を用いて、当該フーリエ変換ビーム
光に対応した到来方向を有する受信波の受信無線信号を
出力しているので、以下の効果を有する。 （１）ディジタル演算を必要とするディジタル信号処理
を用いることなく、複数の受信波の各到来方向に対応し
た光ビームを形成しているので、従来例に比較して極め
て高速なビーム選択回路を形成することができる。この
ことは、特に広帯域のマルチビーム受信アンテナにおい
て、ビーム選択回路を形成する場合に有効である。 （２）ＤＳＰ（ディジタルシグナルプロセッサ）等のデ
ィジタル回路を用いていないので、回路構成が簡単であ
る。 （３）空間信号処理、すなわち、フーリエ変換を光領域
で行っているので、当該空間を数ミリから数センチ程度
の幅と長さで構成でき、小型のアレーアンテナの光制御
型受信信号処理装置を提供できる。

【００３５】＜第２の実施形態＞図４は、本発明に係る
第２の実施形態であるアレーアンテナの光制御型受信信
号処理装置の構成を示すブロック図である。図４の第２
の実施形態のアレーアンテナの光制御型受信信号処理装
置は、図１の第１の実施形態のアレーアンテナの光制御
型受信信号処理装置に比較して、以下の点が異なる。 （１）図１の光周波数シフタ２１−１乃至２１−Ｎに代
えて、光変調器３−１乃至３−Ｎを備える。 （２）図１の光分配器３２に代えて、光分配器３２ａを
備える。 （３）図１のアレーアンテナの光制御型受信信号処理装
置においてさらに、レーザダイオード４を備える。 第２の実施形態の上述の（１）乃至（３）以外の所は、
第１の実施形態と同様に構成される。

【００３６】以下、図４を参照して、第２の実施形態の
アレーアンテナの光制御型受信信号処理装置について詳
細に説明する。当該アレーアンテナの光制御型受信信号
処理装置において、光分配器３２ａは、レーザダイオー
ド３１から出力される周波数ｆ_cの第１のビーム光を複
数Ｎ個の第２のビーム光に分配して、各第２のビーム光
を光変調器３−１乃至３−Ｎに入力する。また、レーザ
ダイオード４は、周波数ｆ_refを有する基準ビーム光を
発生して、光放射器アレー２２の光放射部２−ｒに出力
する。光変調器３−ｋは、入力される第２のビーム光
を、それぞれ入力される受信信号に従って、例えば強度
変調や、ＡＭ変調、ＰＭ変調などの所定の変調方式で変
調し、変調後の変調ビーム光をそれぞれ光放射器アレー
２２の各光放射部２−ｋに出力する。

【００３７】ここで、各変調ビーム光は、各アンテナ素
子１１−ｋで受信された受信信号の位相に対応した位相
を有し、かつ、図５（ａ）に示すように、変調前の第２
のビーム光の周波数ｆ_cと周波数差ｎｆ_RF（ｎ＝１，
２，…）だけ周波数が異なる複数の側波帯成分を有す
る。従って、各変調ビーム光の各側波帯成分はそれぞ
れ、各アンテナ素子１１−ｋで受信された受信信号の位
相と周波数差ｎｆ_RF（ｎ＝１，２，…）とによって決定
される位相を有する。ここで、特に周波数（ｆ_c＋
ｆ_RF）を有する側波帯成分を第１上側波帯成分と呼び、
周波数（ｆ_c−ｆ_RF）を有する側波帯成分を第１下側波
帯成分と呼ぶ。また、周波数（ｆ_c＋２ｆ_RF）を有する
側波帯成分を第２上側波帯成分と呼び、周波数（ｆ_c−
２ｆ_RF）を有する側波帯成分を第２下側波帯成分と呼
ぶ。

【００３８】光放射器アレー２２において、光放射部２
−１乃至２−Ｎはそれぞれ、第１の実施形態と同様に、
入力される各変調ビーム光に対応する放射ビーム光を重
ね合わせるようにレンズ４４に放射する。また、光放射
部２−ｒは、入力される基準ビーム光に対応する基準放
射ビーム光Ｂ−ｒを上述の放射ビーム光と重なるように
レンズ４４に放射する。

【００３９】ここで、上記各変調ビーム光の各側波帯成
分はそれぞれ、対応するアンテナ素子で受信された受信
信号の位相と周波数差ｎｆ_RFとに対応する位相を有する
ので、各側波帯成分は、互いに異なる位相傾斜を有する
ように、各光放射部２−ｋから放射される。すなわち、
複数の変調ビーム光にそれぞれ含まれる各第１上側波帯
成分の間の位相傾斜と、複数の変調ビーム光にそれぞれ
含まれる各第１下側波帯成分の間の位相傾斜とは異な
る。従って、第２の実施形態では、各受信波の到来方向
に対応して、各側波帯成分ごとに異なった方向に複数の
ビームを形成する。

【００４０】各受信波の到来方向に対応して、各側波帯
成分ごとに異なった方向に形成された各ビームは、基準
ビーム光とともに、レンズ４４を介して光サンプリング
装置アレー４２に入射され、光サンプリング装置アレー
４２によって空間的にサンプリングされる。光サンプリ
ング装置アレー４２は、サンプリングした各サンプリン
グビーム光を、各光電変換器４３−１乃至４３−Ｍに出
力する。ここで、各サンプリングビーム光は、異なる位
置でサンプリングされているので、サンプリングされる
位置に対応する側波帯成分と基準ビーム光とを含んでい
る。すなわち、光サンプリング装置アレー４２は、各サ
ンプリング光ファイバ４２−１乃至４２−Ｍによって、
入射される合成ビーム光を異なるＭ個の位置で空間的に
サンプリングすることによって、各受信波の各到来方向
及び各側波帯成分に対応して形成されたビーム光をサン
プリングしている。

【００４１】そして、非線形の光電変換特性を有する光
電変換器４３−１乃至４３−Ｍはそれぞれ、入力される
各サンプリングビーム光を、各側波帯成分の各周波数と
基準ビーム光の周波数ｆ_refとの差の周波数を有し、か
つ当該各サンプリングビーム光の振幅に比例した振幅を
有する無線信号に変換して、各低域ろ波器９−１乃至９
−Ｍに出力する。ここで、光電変換器４３−１乃至４３
−Ｍから出力される無線信号は、上述したように各変調
ビーム光が複数の側波帯成分を含んでいるので、当該複
数の側波帯成分にそれぞれ対応した複数の無線信号成分
を含む。従って、第２の実施形態では、後述する低域ろ
波器９−１乃至９−Ｍにおいて、複数の側波帯成分のう
ちの１つの側波帯成分に対応する無線信号成分を抽出す
るように周波数ｆ_cと基準周波数ｆ_refとを設定する。例
えば、周波数（ｆ_c＋ｆ_RF）の周波数を有する第１上側
波帯成分に対応する無線信号成分を抽出するようにする
ためには、周波数ｆ_cと基準周波数ｆ_refとを、次の数１
を満足するように設定する。図５（ｂ）に示す基準周波
数ｆ_refは、数１を満足するように設定されている。こ
こで、周波数ｆ_cと基準周波数ｆ_refとは、光の領域にお
ける周波数であるので、無線信号の周波数ｆ_RFに比べて
十分高い。従って、ｆ_c≫ｆ_RF，ｆ_ref≫ｆ_RFが成立す
る。

【００４２】

【数１】ｆ_c＋ｆ_RF／２＜ｆ_ref＜ｆ_c＋３ｆ_RF／２，か
つｆ_ref≠ｆ_c＋ｆ_RF

【００４３】これによって、光電変換器４３−１乃至４
３−Ｍから出力される複数の無線信号成分のうち、図５
（ｃ）に示すように、第１上側波帯成分に対応する第１
無線信号成分の周波数｛ｆ_RF−│ｆ_c−ｆ_ref│｝が最も
低くなるように変換することができる。ここで、図５に
おいて、第１上側波帯成分に対応する無線信号成分に隣
接する第２無線信号成分は、周波数｛２ｆ_RF−│ｆ_c−
ｆ_ref│｝を有し、サンプリングビーム光における第２
上側波帯成分に対応する。

【００４４】低域ろ波器９−１乃至９−Ｍは、図５
（ｃ）において点線で示すように、周波数｛ｆ_RF−│ｆ
_c−ｆ_ref│｝と周波数｛２ｆ_RF−│ｆ_c−ｆ_ref│｝との
間に遮断周波数を有し、光電変換器４３−１乃至４３−
Ｍから出力される無線信号のうちの、最も低い周波数
｛ｆ_RF−│ｆ_c−ｆ_ref│｝を有する無線信号成分のみを
通過させるように低域ろ波して信号選択回路５１に出力
する。

【００４５】信号選択回路５１は、第１の実施形態と同
様に、各低域ろ波器９−ｉから出力される複数の信号か
ら所定の信号を選択して、選択して信号を、ダウンコン
バータ５３に出力し、ダウンコンバータ５３は、信号選
択回路５１から入力される信号を中間周波数信号に周波
数変換して、当該中間周波数信号を復調器５２に出力す
る。復調器５２は、当該中間周波数信号を復調して、復
調信号を出力する。

【００４６】ここで、実際の通信における無線信号は、
所定の変調方式で変調されているので、第１無線信号成
分と第２無線信号成分はそれぞれ、周波数｛ｆ_RF−│ｆ
_c−ｆ_ref│｝、周波数｛２ｆ_RF−│ｆ_c−ｆ_ref│｝を中
心として、所定の周波数帯域幅Δｆを有する。従って、
図６（ａ）に示すように、光電変換された後の第１無線
信号成分における周波数帯域の下限値が負になるような
条件を避けて、すなわち、数１の条件の他に、次の数２
を満足するように、周波数ｆ_cと基準周波数ｆ_refとを設
定する。またさらに、図６（ｂ）に示すように第２無線
信号成分の周波数帯域の下限値が、第１無線信号成分の
周波数帯域内に位置するような条件を避けて、周波数ｆ
_cと基準周波数ｆ_refとを設定する必要がある。ここで、
図６（ｂ）では、周波数｛２ｆ_RF−│ｆ_c−ｆ_ref│｝を
有する第２無線信号成分が第１無線信号に隣接する場合
について示したが、周波数ｆ_refが周波数（ｆ_c＋ｆ_RF）
に比べて低い場合には、周波数（｜ｆ_RF−ｆ_c｜）を有
する信号成分が第１無線信号成分に隣接するので、この
場合には、当該周波数（｜ｆ_RF−ｆ_c｜）を有する信号
成分の周波数帯域の下限値が第１無線信号成分の周波数
帯域内に位置するような条件を避けて、周波数ｆ_cと基
準周波数ｆ_refとを設定する。

【００４７】

【数２】｜｛ｆ_RF−│ｆ_c−ｆ_ref│｝｜＞Δｆ／２

【００４８】また、第２の実施形態において、第１下側
波帯成分に対応する無線信号成分の周波数が最も低い周
波数になるように周波数ｆ_cと基準周波数ｆ_refとを設定
するようにして、第１下側波帯成分に対応する無線信号
成分を低域ろ波器９−ｋで抽出するように構成するため
には、次の数３を満足するように、基準周波数ｆ_refと
周波数ｆ_cとを設定する。

【００４９】

【数３】ｆ_c−ｆ_RF／２＞ｆ_ref＞ｆ_c−３ｆ_RF／２，か
つｆ_ref≠ｆ_c−ｆ_RF

【００５０】また、次の数４を満足するように、基準周
波数ｆ_refと周波数ｆ_cとを設定することによって、第２
上側波帯成分に対応する無線信号成分の周波数が最も低
い周波数になるようにして、第２上側波帯成分に対応す
る無線信号成分を低域ろ波器９−ｋで抽出するように構
成することができる。さらに、次の数５を満足するよう
に、基準周波数ｆ_refと周波数ｆ_cとを設定することによ
って、第２下側波帯成分に対応する無線信号成分の周波
数が最も低い周波数になるようにして、第２下側波帯成
分に対応する無線信号成分を低域ろ波器９−ｉで抽出す
るように構成することができる。

【００５１】

【数４】ｆ_c＋３ｆ_RF／２＜ｆ_ref＜ｆ_c＋５ｆ_RF／２，
かつｆ_ref≠ｆ_c＋２ｆ_RF

【数５】ｆ_c−３ｆ_RF／２＞ｆ_ref＞ｆ_c−５ｆ_RF／２，
かつｆ_ref≠ｆ_c−２ｆ_ＲＦ

【００５２】すなわち、第２の実施形態においては、基
準周波数ｆ_ｒｅｆと異なりかつ側波帯周波数と基準周波
数ｆ_refとの周波数差が受信信号の周波数ｆ_RFの１／２
未満になるように設定された側波帯周波数を有する側波
帯成分に対応する無線信号成分を抽出する。

【００５３】以上のように、第２の実施形態では、基準
周波数ｆ_refと周波数ｆ_cとを、所定の条件のもとで設定
することによって、任意の側波帯成分に対応する無線信
号成分を低域ろ波器９−ｉで抽出するように構成するこ
とができる。

【００５４】以上のように、構成された第２の実施形態
のアレーアンテナの光制御型受信信号処理装置は、第１
の実施形態のアレーアンテナの光制御型受信信号処理装
置と同様の効果を有するとともに、光変調器３−ｋによ
って変調されたときに発生する複数の側波帯成分のうち
任意の側波帯成分に対応する無線信号成分を抽出するよ
うに構成することができる。

【００５５】＜第１の変形例＞以上の第１及び第２の実
施形態では、基準ビーム光を光放射器アレー２２の光放
射部２−ｒを介して放射するように構成したが、本発明
はこれに限らず、図７に示すように、光放射器２２１と
レンズ４４ａとビーム合成器４５とを備え、基準ビーム
光を光放射器２２１から放射するように構成してもよ
い。この場合、光放射器２２１から放射される基準ビー
ム光は、レンズ４４ａを介してビーム合成器４５に入力
され、ビーム合成器４５において、光放射器アレー２２
ａから放射されて合成されたフーリエ変換ビーム光と合
成されて、光サンプリング装置アレー４２に出力され
る。ここで、光放射器アレー２２ａは、光放射器アレー
２２から光放射部２−ｒを取り除いて構成され、光周波
数シフタ２１−１乃至２１−Ｎ又は光変調器３−１乃至
３−Ｎから入力されるビーム光を放射する。以上のよう
に構成しても、第１及び第２の実施形態と同様の効果を
有する。

【００５６】＜第２の変形例＞以上の第１及び第２の実
施形態では、基準ビーム光を光放射器アレー２２の光放
射部２−ｒを介して放射するように構成したが、本発明
はこれに限らず、図８に示すように、光分配器３２１と
レンズ４４ａと光合成器４７−１乃至４７−Ｍとを備
え、光合成器４７−１乃至４７−Ｍにおいて、基準ビー
ム光をサンプリングビーム光と合成するようにしてもよ
い。すなわち、光分配器３２１は、入力される基準ビー
ム光を複数Ｍ個に分配してそれぞれ、光合成器４７−１
乃至４７−Ｍに出力し、光合成器４７−１乃至４７−Ｍ
はそれぞれ、入力される各サンプリングビーム光と入力
される基準ビーム光と合成してそれぞれ、光電変換器４
３−１乃至４３−Ｍに出力する。以上のように構成して
も第１及び第２の実施形態と同様の効果を有する。

【００５７】＜第３の変形例＞また、第１の実施形態で
は、レーザダイオード３１と光分配器３２とを備えて、
レーザダイオード３１から出力される第１のビーム光
を、光分配器３２によって、（Ｎ＋１）個に分配して、
基準ビーム光とＮ個の第２のビーム光とを出力するよう
に構成した。しかしながら、本発明はこれに限らず、図
９に示すように、基準ビーム光を発生して光放射部２−
ｒに出力するレーザダイオード４をさらに備え、レーザ
ダイオード３１から出力される第１のビーム光を、光分
配器３２によってＮ個に分配して、各光放射部２−ｋに
入力するように構成してもよい。以上のように構成して
も、第１の実施形態と同様の効果を有するとともに、基
準ビーム光と第２のビーム光の周波数を互いに異なる所
定の周波数に設定することができ、光電変換器４３−ｋ
によって光電変換された後の無線信号の周波数を所定の
周波数に設定することができる。これによって、ダウン
コンバータ５３を除いて構成することも可能である。

【００５８】＜他の変形例＞また、以上の第１及び第２
の実施形態では、光放射部２−１乃至２−Ｎが１次元方
向に配列された光放射器アレー２２と、サンプリング光
ファイバ４２−１乃至４２−Ｍが１次元方向に配列され
た光サンプリング装置アレー４２と、アンテナ素子１１
−１乃至１１−Ｎが１次元方向に配列されたアレーアナ
テナ１を用いて構成した。しかしながら、本発明はこれ
に限らず、複数の光放射部２−１乃至２−Ｎがマトリッ
クス形状で２次元方向に配列された光放射器アレーと、
複数のサンプリング光ファイバがマトリックス形状で２
次元方向に配列された光サンプリング装置アレーと、複
数のアンテナ素子がマトリックス形状で２次元方向に配
列されたアレーアンテナとを用いて構成してもよい。以
上の様に構成することにより、各受信信号の到来方向に
対応する光ビームを、３次元的に形成することができ、
第１乃至第３の実施形態と同様の効果を有する。

【００５９】以上の第１及び第２の実施形態において、
光サンプリング装置アレー４２はサンプリング光ファイ
バ４２−１乃至４２−Ｍを用いて構成しているが、本発
明はこれに限らず、基板上に形成された複数の光導波路
を用いて構成してもよい。以上のように構成することに
より、第１及び第２の実施形態と同様に動作して同様の
効果を有するとともに、サンプリング光ファイバ１２−
１乃至１２−Ｍを用いて配列した場合に比較して光導波
路を狭い間隔で形成できるので、合成されたビーム光を
狭い間隔で空間的にサンプリングでき、入力面Ｐ１２に
入力されるビーム光を効率良くサンプリングできる。

【００６０】また、以上の第１及び第２の実施形態にお
いて、アンテナ素子１１−１乃至１１−Ｎとしては、ダ
イポールアンテナ、誘電体基板上に形成された金属パッ
チアンテナ、ホーンアンテナなどを用いることができ、
さらに、ヘリカルアンテナ、スロットアンテナ等、種々
のアンテナを用いることができる。すなわち、本発明は
用いるアンテナの種類によって限定されるものではな
い。

【００６１】以上の第１と第２の実施形態及び変形例で
は、各アンテナ素子１１−ｋで受信された受信信号を、
周波数変換することなくそのまま、光周波数シフタ２１
−ｋ又は光変調器３−ｋに入力するように構成したが、
本発明はこれに限らず、例えば、受信信号を中間周波数
信号に周波数変換してから、光周波数シフタ２１−ｋ又
は光変調器３−ｋに入力するように構成してもよい。こ
の場合、信号選択回路５１と復調器５２の間に設けられ
たダウンコンバータ５３は取り除いて構成することも可
能である。以上のように構成しても、第１と第２の実施
形態及び変形例と同様な効果を有する。

【００６２】また、第１の実施形態における光周波数シ
フタ２１−ｋは、光変調器と光ろ波器とを用いる構成の
他に、３回軸を有する電気光学結晶の光導波路中を伝搬
する円偏光の光に回転電磁界を与える方法や、光ＳＳＢ
変調器などを用いることができる。以上のように構成し
ても第１の実施形態と同様に動作して同様な効果を有す
る。

【００６３】以上の第１と第２の実施形態及び変形例で
は、レンズ４４を用いて構成したが、本発明はこれに限
らず、レンズ４４を取り除いて構成してもよい。以上の
ように構成しても、第１と第２の実施形態及び変形例と
同様に動作して、同様の効果を有するとともに、構成を
簡単にできる。

【００６４】以上の第１と第２の実施形態では、低域ろ
波器９−ｉを用いて構成したが、本発明はこれに限ら
ず、所定の通過帯域を有する帯域通過ろ波器を用いて構
成してもよい。以上のように構成しても第１と第２の実
施形態と同様の効果を有する。

【００６５】

【発明の効果】本発明に係る請求項１記載のアレーアン
テナの光制御型受信信号処理装置は、所定の配置形状で
近接して並置された複数Ｎ個のアンテナ素子からなるア
レーアンテナによって受信された所定の受信周波数を有
する受信信号を処理するための受信信号処理装置であっ
て、上記光発生手段で発生された第１のビーム光を分配
して、Ｎ個の第２のビーム光と基準ビーム光とを出力す
る光分配手段と、上記複数Ｎ個の各アンテナ素子に対応
して設けられ、第２のビーム光の周波数を、対応する各
アンテナ素子で受信された各受信信号の受信周波数だけ
変化させて、かつ上記各第２のビーム光の位相を、対応
する各アンテナ素子で受信された各受信信号の位相だけ
変化させて、第３のビーム光を出力する複数Ｎ個の光周
波数シフト手段と、上記基準ビーム光と、上記複数Ｎ個
の第３のビーム光とを互いに重ね合わせるように放射し
て、上記合成ビーム光を形成する光放射手段と、上記形
成された合成ビーム光を、複数Ｍ個の位置で空間的にサ
ンプリングして、サンプリングした複数Ｍ個の第４のビ
ーム光を出力するサンプリング手段と、非線形の光電変
換特性を有し、上記サンプリング手段から出力される複
数Ｍ個の第４のビーム光をそれぞれ光電変換して、光電
変換した信号をそれぞれ出力する複数Ｍ個の光電変換手
段とを備える。これによって、ディジタル信号処理を用
いることなく、マルチビーム信号処理ができるので、従
来例に比較して高速で広帯域なマルチビーム信号処理回
路を形成することができ、回路構成が簡単で小型のアレ
ーアンテナの光制御型受信信号処理装置を提供すること
ができる。

【００６６】また、請求項２記載のアレーアンテナの光
制御型受信信号処理装置は、請求項１記載のアレーアン
テナの光制御型受信信号処理装置において、上記光放射
手段は、上記基準ビーム光を放射する第１の光放射手段
と、上記複数Ｎ個の第３のビーム光を互いに重ね合わせ
るように放射して、複数Ｎ個の第３のビーム光が合成さ
れた第１の合成ビーム光を形成する第２の光放射手段
と、上記基準ビーム光と上記第１の合成ビームとを合成
して上記合成ビームを出力するビーム合成手段とを備え
ている。これによって、上記第１の合成ビーム光を合成
した後、基準ビーム光と合成できるので、基準ビーム光
との合成を容易にでき、しかも、上記基準ビーム光の光
軸と上記合成ビーム光との光軸を一致させるように合成
できる。従って、上記アンテナ素子数が多くなった場合
に有効である。

【００６７】また、請求項３記載のアレーアンテナの光
制御型受信信号処理装置は、請求項１又は２記載のアレ
ーアンテナの光制御型受信信号処理装置さらに、上記複
数Ｍ個の光電変換手段からそれぞれ出力される各信号か
ら上記受信信号の受信周波数に等しい周波数を有する信
号成分をそれぞれ抽出するようにろ波して出力する複数
Ｍ個のろ波手段を備えている。これによって、上記光電
変換手段から出力される各信号から上記受信信号の受信
周波数に等しい周波数を有する信号成分を抽出して出力
できる。

【００６８】さらに、本発明に係る請求項４記載のアレ
ーアンテナの光制御型受信信号処理装置は、上記複数Ｎ
個のアンテナ素子からなるアレーアンテナによって受信
された所定の受信周波数を有する受信信号を処理するた
めの受信信号処理装置であって、上記第１のビーム光を
発生して出力する光発生手段と、上記第１のビーム光を
同相分配して、上記Ｎ個の第２のビーム光と上記基準ビ
ーム光とを出力する第１の光分配手段と、上記基準ビー
ム光を複数Ｍ個に分配して出力する第２の光分配手段
と、上記各第２のビーム光の周波数を、対応する各アン
テナ素子で受信された各受信信号の受信周波数だけ変化
させて、かつ上記各第２のビーム光の位相を、対応する
各アンテナ素子で受信された各受信信号の位相だけ変化
させて、上記第３のビーム光を出力する複数Ｎ個の光周
波数シフト手段と、上記第３のビーム光を互いに重ね合
わせるように放射して、上記第１の合成ビームを形成す
る光放射手段と、上記第１の合成ビーム光を、互いに異
なる複数Ｍ個の位置で空間的にサンプリングして、サン
プリングした複数Ｍ個の第４のビーム光を出力するサン
プリング手段と、上記各第４のビーム光を上記第２の光
分配手段から出力される上記各基準ビーム光とそれぞれ
合成して、各第２の合成ビーム光を出力する複数Ｍ個の
光合成手段と、上記複数Ｍ個の第２の合成ビーム光をそ
れぞれ光電変換して、光電変換した信号をそれぞれ出力
する複数Ｍ個の光電変換手段とを備えている。これによ
って、サンプリングした後に、上記複数Ｍ個の第４のビ
ーム光と基準ビーム光とを合成することができるので、
基準ビーム光との合成を容易にでき、かつ上記基準ビー
ム光の光軸を所定の方向に設定する必要がなく、しかも
基準ビーム光を空間に放射しないので、上記基準ビーム
光の減衰を少なくできる。

【００６９】また、請求項５記載のアレーアンテナの光
制御型受信信号処理装置は、請求項４記載のアレーアン
テナの光制御型受信信号処理装置においてさらに、上記
複数Ｍ個の光電変換手段からそれぞれ出力される各信号
から上記受信信号の受信周波数に等しい周波数を有する
信号成分をそれぞれ抽出するようにろ波して出力する複
数Ｍ個のろ波手段を備えている。これによって、上記光
電変換手段から出力される各信号から上記受信信号の受
信周波数に等しい周波数を有する信号成分をそれぞれ抽
出して出力できる。

【００７０】本発明に係る請求項６記載のアレーアンテ
ナの光制御型受信信号処理装置は、上記複数Ｎ個のアン
テナ素子からなるアレーアンテナによって受信された、
無線周波数を有する受信信号を処理するための受信信号
処理装置であって、所定の基準周波数を有する基準ビー
ム光を発生して出力する基準光発生手段と、上記基準周
波数と異なる第１の周波数を有する第１のビーム光を発
生して出力する光発生手段と、上記第１のビーム光を同
相分配して、上記複数Ｎ個の第２のビーム光を出力する
光分配手段と、上記各第２のビーム光を、対応する各ア
ンテナ素子で受信された各受信信号に従って所定の変調
方式で変調して、上記基準周波数と異なりかつ側波帯周
波数と上記基準周波数との周波数差が上記無線周波数の
１／２未満になるように設定された側波帯周波数を有す
る１つの側波帯を含む少なくとも１つの側波帯を有する
変調信号である各第３のビーム光をそれぞれ出力する複
数Ｎ個の光変調手段と、上記基準ビーム光と、上記複数
Ｎ個の第３のビーム光とを互いに重ね合わせるように放
射して、上記基準ビーム光と上記複数Ｎ個の第３のビー
ム光とが合成された合成ビームを形成する光放射手段
と、上記合成ビーム光を互いに異なる複数Ｍ個の位置で
サンプリングして、上記複数Ｍ個の第４のビーム光を出
力するサンプリング手段と、上記複数Ｍ個の第４のビー
ム光をそれぞれ光電変換して、上記各側波帯に対応する
複数の信号成分をそれぞれ有する各信号を出力する複数
Ｍ個の光電変換手段とを備える。これによって、従来例
に比較して高速でマルチビームを形成することができ、
回路構成が簡単で小型のアレーアンテナの光制御型受信
信号処理装置を提供することができるとともに、上記側
波帯に対応する周波数を有する信号成分を受信信号とし
て出力することができる。

【００７１】また、請求項７記載のアレーアンテナの光
制御型受信信号処理装置は、請求項６記載のアレーアン
テナの光制御型受信信号処理装置において、上記光放射
手段は、上記基準ビーム光を放射する第１の光放射手段
と、上記複数Ｎ個の光移相手段から出力される複数Ｎ個
の第３のビーム光を互いに重ね合わせるように放射し
て、複数Ｎ個の第３のビーム光が合成された第１の合成
ビーム光を形成する第２の光放射手段と、上記第１の光
放射手段から放射される基準ビーム光と、上記第２の光
放射手段によって形成される第１の合成ビーム光とを合
成して上記合成ビーム光を出力するビーム合成手段を備
える。これによって、上記第１の合成ビーム光を合成し
た後、基準ビーム光と合成できので、基準ビーム光との
合成を容易にでき、しかも、上記基準ビーム光の光軸と
上記合成ビーム光との光軸を一致させるように合成で
き、上記アンテナ素子数が多くなった場合に有効であ
る。

【００７２】また、請求項８記載のアレーアンテナの光
制御型受信信号処理装置は、請求項６又は７記載のアレ
ーアンテナの光制御型受信信号処理装置においてさら
に、上記複数Ｍ個の光電変換手段からそれぞれ出力され
る各信号から上記側波帯に対応する信号成分を抽出する
ように低域ろ波して出力する複数Ｍ個のろ波手段を備え
ている。これによって、光電変換手段からそれぞれ出力
される各信号から上記側波帯に対応する信号成分を抽出
して出力できる。

【００７３】本発明に係る請求項９記載のアレーアンテ
ナの光制御型受信信号処理装置は、所定の配置形状で近
接して並置された複数Ｎ個のアンテナ素子からなるアレ
ーアンテナによって受信された、無線周波数を有する受
信信号を処理するための受信信号処理装置であって、所
定の基準周波数を有する基準ビーム光を発生して出力す
る基準光発生手段と、上記基準光発生手段から出力され
る基準ビーム光を複数Ｍ個に分配して出力する第１の光
分配手段と、上記基準周波数と異なる周波数を有する第
１のビーム光を発生して出力する光発生手段と、上記光
発生手段で発生された第１のビーム光を複数Ｎ個に同相
分配して、同相分配された複数Ｎ個の第２のビーム光を
出力する第２の光分配手段と、上記複数Ｎ個の各アンテ
ナ素子に対応して設けられ、上記第２の光分配手段から
出力される各第２のビーム光を、対応する各アンテナ素
子で受信された各受信信号に従って所定の変調方式で変
調して、上記基準周波数と異なりかつ側波帯周波数と上
記基準周波数との周波数差が上記無線周波数の１／２未
満になるように設定された側波帯周波数を有する１つの
側波帯を含む少なくとも１つの側波帯を有する変調信号
である各第３のビーム光をそれぞれ出力する複数Ｎ個の
光変調手段と、上記複数Ｎ個の光変調手段から出力され
る複数Ｎ個の第３のビーム光を互いに重ね合わせるよう
に放射して、上記複数Ｎ個の第３のビーム光が合成され
た第１の合成ビーム光を形成する光放射手段と、上記光
放射手段によって形成された第１の合成ビーム光を互い
に異なる複数Ｍ個の位置で、空間的にサンプリングし
て、サンプリングした複数Ｍ個の第４のビーム光を出力
するサンプリング手段と、上記サンプリング手段から出
力される各第４のビーム光を上記第１の光分配手段から
出力される上記各基準ビーム光とそれぞれ合成して、各
第２の合成ビーム光を出力する複数Ｍ個の光合成手段
と、非線形の光電変換特性を有し、上記サンプリング手
段から出力される複数Ｍ個の第２の合成ビーム光をそれ
ぞれ光電変換して、上記各側波帯に対応する複数の信号
成分をそれぞれ有する信号をそれぞれ出力する複数Ｍ個
の光電変換手段とを備えている。これによって、サンプ
リングした後に、上記複数Ｍ個の第４のビーム光と基準
ビーム光とを合成することができるので、基準ビーム光
との合成を容易にでき、かつ上記基準ビーム光の光軸を
所定の方向に設定する必要がなく、しかも基準ビーム光
を空間に放射しないので、上記基準ビーム光の減衰を少
なくできる。

【００７４】また、請求項１０記載のアレーアンテナの
光制御型受信信号処理装置は、請求項９記載のアレーア
ンテナの光制御型受信信号処理装置においてさらに、上
記複数Ｍ個の光電変換手段からそれぞれ出力される各信
号から上記側波帯に対応する信号成分を抽出するように
低域ろ波して出力する複数Ｍ個のろ波手段を備えてい
る。これによって、光電変換手段からそれぞれ出力され
る各信号から上記側波帯に対応する信号成分を抽出して
出力できる。

【００７５】本発明に係る請求項１１記載のアレーアン
テナの光制御型受信信号処理装置は、所定の配置形状で
近接して並置された複数Ｎ個のアンテナ素子からなるア
レーアンテナによって受信された所定の受信周波数を有
する受信信号を処理するための受信信号処理装置であっ
て、所定の基準周波数を有する基準ビーム光を発生して
出力する基準光発生手段と、所定の周波数を有する第１
のビーム光を発生して出力する光発生手段と、上記光発
生手段で発生された第１のビーム光を複数Ｎ個に同相分
配して、同相分配された複数Ｎ個のビーム光を第２のビ
ーム光として出力する光分配手段と、上記複数Ｎ個の各
アンテナ素子に対応して設けられ、上記光分配手段から
出力される各第２のビーム光の周波数を、対応する各ア
ンテナ素子で受信された各受信信号の受信周波数だけ変
化させて、かつ上記各第２のビーム光の位相を、対応す
る各アンテナ素子で受信された各受信信号の位相だけ変
化させて、周波数と位相とを変化させた後の第３のビー
ム光を出力する複数Ｎ個の光周波数シフト手段と、上記
基準光発生手段から出力される基準ビーム光と、上記複
数Ｎ個の光周波数シフト手段から出力される複数Ｎ個の
第３のビーム光とを互いに重ね合わせるように放射し
て、上記基準ビーム光と上記複数Ｎ個の第３のビーム光
とが合成された合成ビーム光を形成する光放射手段と、
上記光放射手段によって形成された合成ビーム光を、互
いに異なる複数Ｍ個の位置で空間的にサンプリングし
て、サンプリングした複数Ｍ個の第４のビーム光を出力
するサンプリング手段と、非線形の光電変換特性を有
し、上記サンプリング手段から出力される複数Ｍ個の第
４のビーム光をそれぞれ光電変換して、光電変換した信
号をそれぞれ出力する複数Ｍ個の光電変換手段とを備え
ている。これによって、上記基準ビーム光と、上記第２
のビーム光とを異なる周波数に設定することができ、上
記光電変換後の信号の周波数を、上記受信周波数と異な
る周波数に設定することができる。

【００７６】また、請求項１２記載のアレーアンテナの
光制御型受信信号処理装置は、請求項１１記載のアレー
アンテナの光制御型受信信号処理装置において、上記光
放射手段は、上記基準ビーム光を放射する第１の光放射
手段と、上記複数Ｎ個の光周波数シフト手段から出力さ
れる複数Ｎ個の第３のビーム光を互いに重ね合わせるよ
うに放射して、複数Ｎ個の第３のビーム光が合成された
第１の合成ビーム光を形成する第２の光放射手段と、上
記第１の光放射手段から放射される基準ビーム光と、上
記第２の光放射手段によって形成される第１の合成ビー
ム光とを合成して上記合成ビーム光を出力するビーム合
成手段とを備えている。これによって、上記第１の合成
ビーム光を合成した後、基準ビーム光と合成できるの
で、基準ビーム光との合成を容易にでき、しかも、上記
基準ビーム光の光軸と上記合成ビーム光との光軸を一致
させるように合成できる。従って、上記アンテナ素子数
が多くなった場合に有効である。

【００７７】また、請求項１３記載のアレーアンテナの
光制御型受信信号処理装置は、請求項１１又は１２記載
のアレーアンテナの光制御型受信信号処理装置において
さらに、上記複数Ｍ個の光電変換手段からそれぞれ出力
される各信号から所定の周波数を有する信号成分をそれ
ぞれ抽出するようにろ波して出力する複数Ｍ個のろ波手
段を備えている。これによって、光電変換手段からそれ
ぞれ出力される各信号から上記所定の周波数を有する信
号成分をそれぞれ抽出して出力できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る第１の実施形態のアレーアンテ
ナの光制御型受信信号処理装置の構成を示すブロック図
である。

【図２】 図１の光放射器アレー２２の構成を示す図で
ある。

【図３】 図１の光サンプリング装置アレー４２の入射
面Ｐ１２の正面図である。

【図４】 本発明に係る第２の実施形態のアレーアンテ
ナの光制御型受信信号処理装置の構成を示すブロック図
である。

【図５】 （ａ）は、図４のアレーアンテナの光制御型
受信信号処理装置において、光変調器３−ｋから出力さ
れる光ビーム光に含まれる側波帯の周波数を示すグラフ
であり、（ｂ）は、（ａ）のグラフにおいてさらに、基
準ビーム光の基準周波数ｆ_refを示すグラフであり、
（ｃ）は、光電変換器４３−ｉから出力される無線信号
に含まれる信号成分の周波数を示すグラフである。

【図６】 （ａ）は、光電変換器４３−ｉから出力され
る無線信号に含まれる信号成分のうちの、低域ろ波器９
−ｉから出力される信号を示すグラフであり、（ｂ）
は、光電変換器４３−ｉから出力される無線信号に含ま
れる信号成分のうちの、低域ろ波器９−ｉから出力され
る信号と当該信号に隣接する信号とを示すグラフであ
る。

【図７】 本発明に係る第１の変形例の一部分を示すブ
ロック図である。

【図８】 本発明に係る第２の変形例の一部分を示すブ
ロック図である。

【図９】 本発明に係る第３の変形例の構成を示すブロ
ック図である。

【図１０】 図１の光電変換器４３−ｉから出力される
無線信号に含まれる複数の無線信号成分を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１…アレーアンテナ、 ２−１乃至２−Ｎ，２−ｒ…光放射部、 ３−１乃至３−Ｎ…光変調器、 ４，３１…レーザダイオード、 ７−１乃至７−Ｎ，７−ｒ…光ファイバケーブル、 ９−１乃至９−Ｍ…低域ろ波器、 １１−１乃至１１−Ｎ…アンテナ素子、 １２−１乃至１２−Ｎ…受信機モジュール、 ２１−１乃至２１−Ｎ…光周波数シフタ、 ２２，２２ａ…光放射器アレー、 ３２，３２１…光分配器、 ４２…光サンプリング装置アレー、 ４２−１乃至４２−Ｍ…サンプリング光ファイバ、 ４３−１乃至４３−Ｍ…光電変換器、 ４４…レンズ、 ４５…ビーム合成器、 ４７−１乃至４７−Ｍ…光合成器、 ５１…信号選択回路、 ５２…復調器、 ５３…ダウンコンバータ、 ２２１…光放射器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三浦 龍 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷 ５番地 株式会社エイ・ティ・アール光 電波通信研究所内 (72)発明者 唐沢 好男 京都府相楽郡精華町大字乾谷小字三平谷 ５番地 株式会社エイ・ティ・アール光 電波通信研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01Q 3/24 - 3/42 H01Q 25/00

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の配置形状で近接して並置された複
   数Ｎ個のアンテナ素子からなるアレーアンテナによって
   受信された所定の受信周波数を有する受信信号を処理す
   るための受信信号処理装置であって、 所定の周波数を有する第１のビーム光を発生して出力す
   る光発生手段と、 上記光発生手段で発生された第１のビーム光を複数（Ｎ
   ＋１）個に同相分配して、同相分配された複数（Ｎ＋
   １）個のビーム光のうちのＮ個のビーム光を第２のビー
   ム光として出力し、かつ１個のビーム光を基準ビーム光
   として出力する光分配手段と、 上記複数Ｎ個の各アンテナ素子に対応して設けられ、上
   記光分配手段から出力される各第２のビーム光の周波数
   を、対応する各アンテナ素子で受信された各受信信号の
   受信周波数だけ変化させて、かつ上記各第２のビーム光
   の位相を、対応する各アンテナ素子で受信された各受信
   信号の位相だけ変化させて、周波数と位相とを変化させ
   た後の第３のビーム光を出力する複数Ｎ個の光周波数シ
   フト手段と、 上記光分配手段から出力される基準ビーム光と、上記複
   数Ｎ個の光周波数シフト手段から出力される複数Ｎ個の
   第３のビーム光とを互いに重ね合わせるように放射し
   て、上記基準ビーム光と上記複数Ｎ個の第３のビーム光
   とが合成された合成ビーム光を形成する光放射手段と、 上記光放射手段によって形成された合成ビーム光を、互
   いに異なる複数Ｍ個の位置で空間的にサンプリングし
   て、サンプリングした複数Ｍ個の第４のビーム光を出力
   するサンプリング手段と、 非線形の光電変換特性を有し、上記サンプリング手段か
   ら出力される複数Ｍ個の第４のビーム光をそれぞれ光電
   変換して、光電変換した信号をそれぞれ出力する複数Ｍ
   個の光電変換手段とを備えたことを特徴とするアレーア
   ンテナの光制御型受信信号処理装置。
2. 【請求項２】 上記光放射手段は、 上記基準ビーム光を放射する第１の光放射手段と、 上記複数Ｎ個の光周波数シフト手段から出力される複数
   Ｎ個の第３のビーム光を互いに重ね合わせるように放射
   して、複数Ｎ個の第３のビーム光が合成された第１の合
   成ビーム光を形成する第２の光放射手段と、 上記第１の光放射手段から放射される基準ビーム光と、
   上記第２の光放射手段によって形成される第１の合成ビ
   ーム光とを合成して上記合成ビーム光を出力するビーム
   合成手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載のア
   レーアンテナの光制御型受信信号処理装置。
3. 【請求項３】 上記アレーアンテナの光制御型受信信号
   処理装置はさらに、 上記複数Ｍ個の光電変換手段からそれぞれ出力される各
   信号から上記受信信号の受信周波数に等しい周波数を有
   する信号成分をそれぞれ抽出するようにろ波して出力す
   る複数Ｍ個のろ波手段を備えたことを特徴とする請求項
   １又は２記載のアレーアンテナの光制御型受信信号処理
   装置。
4. 【請求項４】 所定の配置形状で近接して並置された複
   数Ｎ個のアンテナ素子からなるアレーアンテナによって
   受信された所定の受信周波数を有する受信信号を処理す
   るための受信信号処理装置であって、 所定の周波数を有する第１のビーム光を発生して出力す
   る光発生手段と、 上記光発生手段で発生された第１のビーム光を複数（Ｎ
   ＋１）個に同相分配して、同相分配された複数（Ｎ＋
   １）個のビーム光のうちのＮ個のビーム光を第２のビー
   ム光として出力し、かつ１個のビーム光を基準ビーム光
   として出力する第１の光分配手段と、 上記第１の光分配手段から出力される基準ビーム光を複
   数Ｍ個の基準ビーム光に分配して出力する第２の光分配
   手段と、 上記複数Ｎ個の各アンテナ素子に対応して設けられ、上
   記第１の光分配手段から出力される各第２のビーム光の
   周波数を、対応する各アンテナ素子で受信された各受信
   信号の受信周波数だけ変化させて、かつ上記各第２のビ
   ーム光の位相を、対応する各アンテナ素子で受信された
   各受信信号の位相だけ変化させて、周波数と位相とを変
   化させた後の第３のビーム光を出力する複数Ｎ個の光周
   波数シフト手段と、 上記複数Ｎ個の光周波数シフト手段から出力される複数
   Ｎ個の第３のビーム光を互いに重ね合わせるように放射
   して、上記複数Ｎ個の第３のビーム光が合成された第１
   の合成ビーム光を形成する光放射手段と、 上記光放射手段によって形成された第１の合成ビーム光
   を、互いに異なる複数Ｍ個の位置で空間的にサンプリン
   グして、サンプリングした複数Ｍ個の第４のビーム光を
   出力するサンプリング手段と、 上記サンプリング手段から出力される各第４のビーム光
   を上記第２の光分配手段から出力される上記各基準ビー
   ム光とそれぞれ合成して、各第２の合成ビーム光を出力
   する複数Ｍ個の光合成手段と、 非線形の光電変換特性を有し、上記複数Ｍ個の光合成手
   段から出力される複数Ｍ個の第２の合成ビーム光をそれ
   ぞれ光電変換して、光電変換した信号をそれぞれ出力す
   る複数Ｍ個の光電変換手段とを備えたことを特徴とする
   アレーアンテナの光制御型受信信号処理装置。
5. 【請求項５】 上記アレーアンテナの光制御型受信信号
   処理装置はさらに、 上記複数Ｍ個の光電変換手段からそれぞれ出力される各
   信号から上記受信信号の受信周波数に等しい周波数を有
   する信号成分をそれぞれ抽出するようにろ波して出力す
   る複数Ｍ個のろ波手段を備えたことを特徴とする請求項
   ４記載のアレーアンテナの光制御型受信信号処理装置。
6. 【請求項６】 所定の配置形状で近接して並置された複
   数Ｎ個のアンテナ素子からなるアレーアンテナによって
   受信された、無線周波数を有する受信信号を処理するた
   めの受信信号処理装置であって、 所定の基準周波数を有する基準ビーム光を発生して出力
   する基準光発生手段と、 上記基準周波数と異なる周波数を有する第１のビーム光
   を発生して出力する光発生手段と、 上記光発生手段で発生された第１のビーム光を複数Ｎ個
   に同相分配して、同相分配された複数Ｎ個の第２のビー
   ム光を出力する光分配手段と、 上記複数Ｎ個の各アンテナ素子に対応して設けられ、上
   記光分配手段から出力される各第２のビーム光を、対応
   する各アンテナ素子で受信された各受信信号に従って所
   定の変調方式で変調して、上記基準周波数と異なりかつ
   側波帯周波数と上記基準周波数との周波数差が上記無線
   周波数の１／２未満になるように設定された側波帯周波
   数を有する１つの側波帯を含む少なくとも１つの側波帯
   を有する変調信号である各第３のビーム光をそれぞれ出
   力する複数Ｎ個の光変調手段と、 上記基準光発生手段から出力される基準ビーム光と、上
   記複数Ｎ個の光変調手段から出力される複数Ｎ個の第３
   のビーム光とを互いに重ね合わせるように放射して、上
   記基準ビーム光と上記複数Ｎ個の第３のビーム光とが合
   成された合成ビーム光を形成する光放射手段と、 上記光放射手段によって形成された合成ビーム光を互い
   に異なる複数Ｍ個の位置で、空間的にサンプリングし
   て、サンプリングした複数Ｍ個の第４のビーム光を出力
   するサンプリング手段と、 非線形の光電変換特性を有し、上記サンプリング手段か
   ら出力される複数Ｍ個の第４のビーム光をそれぞれ光電
   変換して、上記各側波帯に対応する複数の信号成分をそ
   れぞれ有する信号をそれぞれ出力する複数Ｍ個の光電変
   換手段とを備えたことを特徴とするアレーアンテナの光
   制御型受信信号処理装置。
7. 【請求項７】 上記光放射手段は、 上記基準ビーム光を放射する第１の光放射手段と、 上記複数Ｎ個の光移相手段から出力される複数Ｎ個の第
   ３のビーム光を互いに重ね合わせるように放射して、複
   数Ｎ個の第３のビーム光が合成された第１の合成ビーム
   光を形成する第２の光放射手段と、 上記第１の光放射手段から放射される基準ビーム光と、
   上記第２の光放射手段によって形成される第１の合成ビ
   ーム光とを合成して上記合成ビーム光を出力するビーム
   合成手段を備えたことを特徴とする請求項６記載のアレ
   ーアンテナの光制御型受信信号処理装置。
8. 【請求項８】 上記アレーアンテナの光制御型受信信号
   処理装置さらに、 上記複数Ｍ個の光電変換手段からそれぞれ出力される各
   信号から上記側波帯に対応する信号成分を抽出するよう
   に低域ろ波して出力する複数Ｍ個のろ波手段を備えたこ
   とを特徴とする請求項６又は７記載のアレーアンテナの
   光制御型受信信号処理装置。
9. 【請求項９】 所定の配置形状で近接して並置された複
   数Ｎ個のアンテナ素子からなるアレーアンテナによって
   受信された、無線周波数を有する受信信号を処理するた
   めの受信信号処理装置であって、 所定の基準周波数を有する基準ビーム光を発生して出力
   する基準光発生手段と、 上記基準光発生手段から出力される基準ビーム光を複数
   Ｍ個に分配して出力する第１の光分配手段と、 上記基準周波数と異なる周波数を有する第１のビーム光
   を発生して出力する光発生手段と、 上記光発生手段で発生された第１のビーム光を複数Ｎ個
   に同相分配して、同相分配された複数Ｎ個の第２のビー
   ム光を出力する第２の光分配手段と、 上記複数Ｎ個の各アンテナ素子に対応して設けられ、上
   記第２の光分配手段から出力される各第２のビーム光
   を、対応する各アンテナ素子で受信された各受信信号に
   従って所定の変調方式で変調して、上記基準周波数と異
   なりかつ側波帯周波数と上記基準周波数との周波数差が
   上記無線周波数の１／２未満になるように設定された側
   波帯周波数を有する１つの側波帯を含む少なくとも１つ
   の側波帯を有する変調信号である各第３のビーム光をそ
   れぞれ出力する複数Ｎ個の光変調手段と、 上記複数Ｎ個の光変調手段から出力される複数Ｎ個の第
   ３のビーム光を互いに重ね合わせるように放射して、上
   記複数Ｎ個の第３のビーム光が合成された第１の合成ビ
   ーム光を形成する光放射手段と、 上記光放射手段によって形成された第１の合成ビーム光
   を互いに異なる複数Ｍ個の位置で、空間的にサンプリン
   グして、サンプリングした複数Ｍ個の第４のビーム光を
   出力するサンプリング手段と、 上記サンプリング手段から出力される各第４のビーム光
   を上記第１の光分配手段から出力される上記各基準ビー
   ム光とそれぞれ合成して、各第２の合成ビーム光を出力
   する複数Ｍ個の光合成手段と、 非線形の光電変換特性を有し、上記サンプリング手段か
   ら出力される複数Ｍ個の第２の合成ビーム光をそれぞれ
   光電変換して、上記各側波帯に対応する複数の信号成分
   をそれぞれ有する信号をそれぞれ出力する複数Ｍ個の光
   電変換手段とを備えたことを特徴とするアレーアンテナ
   の光制御型受信信号処理装置。
10. 【請求項１０】 上記アレーアンテナの光制御型受信信
    号処理装置さらに、 上記複数Ｍ個の光電変換手段からそれぞれ出力される各
    信号から上記側波帯に対応する信号成分を抽出するよう
    に低域ろ波して出力する複数Ｍ個のろ波手段を備えたこ
    とを特徴とする請求項９記載のアレーアンテナの光制御
    型受信信号処理装置。
11. 【請求項１１】 所定の配置形状で近接して並置された
    複数Ｎ個のアンテナ素子からなるアレーアンテナによっ
    て受信された所定の受信周波数を有する受信信号を処理
    するための受信信号処理装置であって、 所定の基準周波数を有する基準ビーム光を発生して出力
    する基準光発生手段と、 所定の周波数を有する第１のビーム光を発生して出力す
    る光発生手段と、 上記光発生手段で発生された第１のビーム光を複数Ｎ個
    に同相分配して、同相分配された複数Ｎ個のビーム光を
    第２のビーム光として出力する光分配手段と、 上記複数Ｎ個の各アンテナ素子に対応して設けられ、上
    記光分配手段から出力される各第２のビーム光の周波数
    を、対応する各アンテナ素子で受信された各受信信号の
    受信周波数だけ変化させて、かつ上記各第２のビーム光
    の位相を、対応する各アンテナ素子で受信された各受信
    信号の位相だけ変化させて、周波数と位相とを変化させ
    た後の第３のビーム光を出力する複数Ｎ個の光周波数シ
    フト手段と、 上記基準光発生手段から出力される基準ビーム光と、上
    記複数Ｎ個の光周波数シフト手段から出力される複数Ｎ
    個の第３のビーム光とを互いに重ね合わせるように放射
    して、上記基準ビーム光と上記複数Ｎ個の第３のビーム
    光とが合成された合成ビーム光を形成する光放射手段
    と、 上記光放射手段によって形成された合成ビーム光を、互
    いに異なる複数Ｍ個の位置で空間的にサンプリングし
    て、サンプリングした複数Ｍ個の第４のビーム光を出力
    するサンプリング手段と、 非線形の光電変換特性を有し、上記サンプリング手段か
    ら出力される複数Ｍ個の第４のビーム光をそれぞれ光電
    変換して、光電変換した信号をそれぞれ出力する複数Ｍ
    個の光電変換手段とを備えたことを特徴とするアレーア
    ンテナの光制御型受信信号処理装置。
12. 【請求項１２】 上記光放射手段は、 上記基準ビーム光を放射する第１の光放射手段と、 上記複数Ｎ個の光周波数シフト手段から出力される複数
    Ｎ個の第３のビーム光を互いに重ね合わせるように放射
    して、複数Ｎ個の第３のビーム光が合成された第１の合
    成ビーム光を形成する第２の光放射手段と、 上記第１の光放射手段から放射される基準ビーム光と、
    上記第２の光放射手段によって形成される第１の合成ビ
    ーム光とを合成して上記合成ビーム光を出力するビーム
    合成手段とを備えたことを特徴とする請求項１１記載の
    アレーアンテナの光制御型受信信号処理装置。
13. 【請求項１３】 上記アレーアンテナの光制御型受信信
    号処理装置はさらに、 上記複数Ｍ個の光電変換手段からそれぞれ出力される各
    信号から所定の周波数を有する信号成分をそれぞれ抽出
    するようにろ波して出力する複数Ｍ個のろ波手段を備え
    たことを特徴とする請求項１１又は１２記載のアレーア
    ンテナの光制御型受信信号処理装置。