JP4804477B2

JP4804477B2 - 光学リンク

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Publication number: JP4804477B2
Application number: JP2007546636A
Authority: JP
Inventors: レオニ，ロバート・イー
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2005-09-20
Publication date: 2011-11-02
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Description

本発明は、概括的には光学リンクに関し、特に高スプリアスフリーダイナミックレンジを有するアナログ光学リンクに関する。

当該技術分野において既知であるように、無線周波数信号を、光ファイバケーブル等の光学伝送媒体を介して遠隔受信機に伝送するために対応する光周波数信号に変換し、その後、受信機においてこうした光周波数信号を無線周波数信号に戻すように再変換するために、光学リンクが使用されてきた。

スプリアスフリー（スプリアスがない）高ダイナミックレンジを提供するように提案された１つのタイプの光学リンクは、構成に２つのマッハ・ツェンダー（Mach-Zehnder）干渉型変調器を使用することを含み、それにより、３次元非線形歪み成分が最小化するか又は２次元歪み成分及び３次元歪み成分が同時に最小化する結果となる。しかしながら、高スプリアスフリーダイナミックレンジの成果は、１ＧＨｚ未満の帯域幅に制限される。電界吸収型変調器を利用することにより、３次元歪み又は２次元歪みを低減するようにデバイスにバイアスをかけることが可能であるが、帯域幅と歪みとの両方に対処するために妥協が必要である。

こうしたリンクは用途によっては有用であり得るが、現最先端技術において使用される光学リンクは、一般にレーダシステムの用途には不適当であり、それは、そうした用途には非常に高いスプリアスフリーダイナミックレンジが必要であるためである。

本発明によれば、主伝送リンクを具備する光学システムが提供され、入力無線周波数信号を第１の光周波数信号によって変調することにより、第１の光周波数によって周波数が変換された入力無線周波数信号の成分を光周波数スプリアス信号成分とともに含む主信号を生成する。このシステムは、フィードフォワード光学リンクを具備し、入力無線周波数信号の一部を第２の光周波数信号によって変調することにより、第２の光周波数によって周波数が変換された入力無線周波数信号の成分を含むフィードフォワード信号を生成する。受信機には、主信号とフィードフォワード信号とが供給され、主信号から光周波数スプリアス信号成分を減算する。

こうしたシステムにより、フィードフォワード光学リンクは、システムが広い帯域幅にわたって正確に線形化した方法を提供する。
一実施の形態において、入力無線周波数信号の周波数を、光学伝送媒体を介して受信機に送信するために光周波数出力信号に変換するシステムが提供される。こうした受信機は、光周波数信号の周波数を対応する無線周波数信号に再変換する。システムは、入力無線周波数信号を第１の光周波数信号によって変調することにより、第１の光周波数によって周波数が変換された入力信号の成分を光周波数スプリアス信号成分とともに含む主信号を生成する、主伝送リンクを具備する。入力無線周波数信号の一部を第２の光周波数信号によって変調することにより、第２の光周波数によって周波数が変換された入力無線周波数信号の成分を含むフィードフォワード信号を生成する、フィードフォワード光学リンクが提供される。受信機は、（ａ）主伝送リンクによって生成される光周波数スプリアス信号成分を抽出し、こうした抽出された光周波数スプリアス信号成分の周波数を無線周波数信号スプリアス信号成分に再変換し、（ｂ）主信号の主光周波数の成分及び光周波数スプリアス信号成分の周波数を無線周波数成分に再変換し、（ｃ）主信号の再変換された周波数成分から、抽出され且つ再周波数変換された光周波数スプリアス信号成分を減算する。

一実施の形態において、無線周波数成分を有する入力無線周波数信号の周波数を、光学伝送媒体を介して伝送するために対応する光周波数出力信号に変換し、その後、こうした光周波数信号の周波数を入力無線周波数信号に戻すように再変換するシステムが提供される。システムは、入力無線周波数信号及び第１の光周波数信号が供給される第１の変調器であって、入力無線周波数信号によって第１の変調器の非線形領域に駆動され、入力無線周波数信号を第１の光周波数信号によって変調することにより、第１の光周波数によって周波数が変換された入力無線周波数信号の成分を光周波数スプリアス信号成分とともに含む主信号を生成する、第１の変調器を具備する。第２の変調器であって、その線形領域で動作し且つ入力無線周波数信号のサンプル及び第２の光周波数信号が供給され、入力無線周波数信号のサンプルを第２の光周波数信号によって変調することにより、第２の光周波数によって周波数が変更された入力無線周波数信号の成分を含むフィードフォワード信号を生成する、第２の変調器が提供される。主信号及びフィードフォワード信号が供給され、（ａ）第１の変調器によって生成される光周波数スプリアス信号成分を抽出し、こうした光周波数スプリアス信号成分の周波数を無線周波数信号スプリアス信号成分に再変換し、（ｂ）主信号の周波数を対応する無線周波数信号に再変換し、（ｃ）上記対応する無線周波数信号から、抽出された光周波数スプリアス信号成分を減算する回路を備える受信機が具備される。

一実施の形態において、第１の変調器であって、その非線形領域で動作し、入力無線周波数信号と波長λ_１を有する第１の光周波数信号とが供給される、第１の変調器を具備するシステムが提供される。システムは、第２の変調器であって、その線形領域で動作し、且つ、入力無線周波数信号に対して、ｎが奇数の整数である場合ｎπラジアンだけ移相された入力無線周波数信号のサンプルと、第２の異なる光周波数信号波長λ_２とが供給される、第２の変調器を具備する。第１のフォトダイオードに第１の変調器の出力が供給される。第２のフォトダイオードに第２の変調器の出力と第１の変調器の出力のサンプルとが供給される。減算器に第２のフォトダイオードからの出力と第１のフォトダイオードからの出力とが供給される。

一実施の形態において、無線周波数成分を有する入力信号を第１の光周波数信号によって変調して、第１の光周波数によって周波数が変換された入力信号の成分を光周波数スプリアス信号成分とともに含む主信号を生成することを含む方法が提供される。本方法は、入力信号のサンプルを第２の光周波数信号によって変調して、第２の光周波数によって周波数が変換された入力信号の成分を含むフィードフォワード信号を生成することを含む。本方法は、第１の変調によって生成される光周波数スプリアス信号成分を抽出し、抽出された光周波数スプリアス信号成分の周波数を無線周波数信号スプリアス信号成分に変換する。この方法は、主信号の周波数成分を対応する無線周波数成分に変換すること、及び当該対応する無線周波数成分から抽出された光周波数スプリアス信号成分を減算することを含む。

一実施の形態では、主伝送リンクであって、それを通して入力無線周波数信号の周波数が、第１の光変調器において強度変調により第１の光キャリア周波数に変換されることにより、主光周波数信号が生成される、主伝送リンクを有するシステムが提供される。主光周波数信号は、光周波数信号の周囲の側波帯周波数を含む入力無線周波数信号の成分を、同様に光キャリア周波数の周囲の側波帯周波数として現われるスプリアス無線周波数信号とともに含む。本システムは、第２の光変調器を使用して入力無線周波数信号のわずかな部分（主光周波数信号の位相から１８０度移相されている）を有するフィードフォワード光学リンクを含む。第２の光変調器は、入力無線周波数信号のわずかな部分を第２の光キャリア周波数の側波帯周波数に変換する。フィードフォワード光学リンクは、主光周波数信号より強度がはるかに低いＲＦ振幅を有するフィードフォワード信号を伝送し、したがって主リンクで生成されるものよりはるかに少ない歪みをもたらす。光学受信機は、主信号のサンプルとフィードフォワード信号とを供給され、主信号からスプリアス信号成分を取り除くために使用される差信号を生成する。２つの光周波数は、２つの光周波数間の差のために受信機において不用意に信号が生成されないように選択される。これは、受信機の帯域幅より大幅に大きい２つの光周波数の差（すなわち、受信機の帯域幅の外側の２つの光周波数間の周波数差）を選択することによって達成される。

一実施の形態では、非線形要素への入力（すなわち、第２の変調器からのサンプル）から、非線形要素の出力のサンプル（すなわち、第１の変調器の出力のサンプル）が減算される。各リンク（すなわち、主伝送リンク及びフィードフォワード信号伝送リンク）の利得が正しく考慮される場合、結果として得られる差信号は、非線形要素（すなわち第１の変調器）によって生成されるスプリアス成分の実質的に純粋な表現である。この差信号を増幅し主信号の残りの部分からそれを減算することにより、システムの出力において、入力無線周波数信号の完全な（雑音のない）複製が再生される。

一実施の形態では、受信機は、（１）主信号伝送リンクによって生成される光周波数スプリアス信号成分を抽出する。信号は、フィードフォワードリンクとサンプル（sampled）主リンクとの無線周波数信号の重ね合せによって生成され、それらは、フォトダイオードの二乗検波動作を通して光キャリア周波数の側波帯から再変換される。受信機は、（２）主信号の成分と主信号の光周波数スプリアス信号成分とを無線周波数成分に再変換し、（３）主信号の再変換された成分（「真の」成分及び歪み成分の両方）から、抽出された無線周波数スプリアス信号成分を減算する。

本発明の別の特徴によれば、無線周波数成分を有する入力信号を、光学伝送媒体を介して伝送するために、光周波数によって変換された入力信号の無線周波数成分を有する光周波数出力信号に変換し、その後、受信機においてこうした光周波数信号を無線周波数成分に戻すように再変換するシステムが提供される。本システムは、（１）著しい歪みをもたらす可能性のあるレベルの入力信号と第１の光キャリア周波数とが供給され、この第１のキャリア周波数に入力無線周波数信号が強度変調を通して印加することにより、第１の光周波数によって変換された入力周波数信号の成分をスプリアス信号成分とともに含む主信号を生成する、第１の変調器と、（２）入力信号のサンプルと第２の光周波数信号とが供給され、この第２の光周波数信号に入力無線周波数信号の一部を印加することにより、第２の光周波数（振幅変調（ＡＭ）側波帯周波数）によって変換される入力周波数信号の成分を含むフィードフォワード信号を生成する、第２の変調器とを有する。受信機は、主信号とフィードフォワード信号とが供給され、（１）第１の変調器によって生成されるスプリアス信号成分を抽出し、こうした光周波数スプリアス信号成分を無線周波数信号スプリアス信号成分に再変換し、（２）主信号の第１の光周波数の成分と光周波数スプリアス信号成分とを無線周波数成分に再変換し、（３）主信号の再変換された成分から、抽出された光周波数スプリアス信号成分を減算する、回路を備える。

一実施の形態では、第１の変調器を有し、その第１の変調器は、その非線形領域で動作し、且つ入力無線周波数信号と、波長λ_１を有する第１の光周波数信号とを供給される、システムが提供される。本システムは、第２の変調器を有し、その第２の変調器は、その線形領域で動作し、且つ入力無線周波数信号に対して、ｎが奇数の整数である場合ｎπラジアンだけ移相された入力無線周波数信号のサンプルと、波長λ_２を有する第２の異なる光周波数信号とが供給される。第１のフォトダイオードには、第１の変調器の出力が供給される。第２のフォトダイオードには、第２の変調器の出力と、第１の変調器の出力のサンプルとが供給される。増幅器には、第２のフォトダイオードによって信号が供給される。減算器には、増幅器及び第１のフォトダイオードによって信号が供給される。

本発明のさらに別の特徴によれば、無線周波数成分を有する入力信号を第１の光周波数信号によって変調して、第１の光周波数によって変換された入力周波数信号の成分を光周波数スプリアス信号成分とともに含む主信号を生成し、入力信号のサンプルを第２の光周波数信号によって変調して、第２の光周波数によって変換された入力周波数信号の成分を含む主信号を生成し、第１の変調によって生成される光周波数スプリアス信号成分を抽出して、こうした光周波数スプリアス信号成分を無線周波数信号スプリアス信号成分に変換し、主信号の第１の光周波数の成分と光周波数スプリアス信号成分とを無線周波数成分に変換し、及び主信号の再変換された成分から、抽出された光周波数スプリアス信号成分を減算することを含む方法が提供される。

本発明の１つ又は複数の実施形態の詳細を、添付図面及び以下の説明に示す。本発明の他の特徴、目的及び利点は、それら説明及び図面並びに特許請求の範囲から明らかになるであろう。

ここで唯一の図面を参照すると、光学リンク１０が示されており、それは、入力無線周波数（ＲＦ）信号ＩＮと、ｃが光ファイバにおける光の速度である場合、波長λ_１の第１の光周波数ｆ_１＝２πｃ／λ_１を有する第１の光周波数信号とが供給される、非線形動作領域に駆動される第１の光変調器１２、ここではたとえば電界吸収型変調器を含む。同様にここではたとえば電界吸収型変調器である第２の光変調器１４は、その線形領域で動作し、（ａ）サンプル、すなわち入力無線周波数信号ＩＮの小部分（一部分）であって、移相器１３において入力無線周波数信号ＩＮに対して、ｎが奇数の整数である場合にｎπラジアンだけ移相されるサンプルと、（ｂ）ｃが光ファイバにおける光の速度である場合、波長λ_２の第１の光周波数ｆ_２＝２πｃ／λ_２を有する第２の異なる光周波数信号とが供給される。

より詳細には、光学リンク１０は、入力無線周波数信号ＩＮが供給される方向性結合器１６を含む。入力無線周波数信号ＩＮのサンプル（すなわち一部分）は、１８０度移相された後、第２の光周波数信号波長λ_２とともに第２の変調器１４に供給される。

変調器１２及び１４は、整合した変調器であり、そのため等価な伝達特性を保証する。第１の変調器１２及び第２の変調器１４の出力は、点線によって示す光周波数信号であり、実線はＲＦ信号を表す。より詳細には、入力無線周波数信号ＩＮは、第１の変調器１２によって、その第１の光変調器１２における強度変調を通して第１の光キャリア周波数信号λ_１に周波数変換される。このため、第１の変調器１２からの出力は、光信号の周囲の側波帯として現われる入力無線周波数信号ＩＮの成分を、同様に光キャリア周波数の周囲の側波帯として現われるスプリアス無線周波数信号の成分とともに含む「主」光信号である。第１の光変調器１２の出力は、主伝送リンク又は主光学リンク１８と呼ぶ場合がある。

フィードフォワード光学リンク２０には、第２の光変調器１４への入力信号に対して１８０度移相された後の入力無線周波数信号ＩＮのサンプル（すなわち一部分）を伝送する第２の光変調器１４の出力が提供される。第２の変調器１４は、入力無線周波数信号ＩＮの周波数を第２の光キャリア信号λ_２の側波帯周波数に変換する。第２の変調器１４に提供されるＲＦ信号の分数的（部分的）性質のために、非常に低い歪みは主リンクの歪みより低い。

主リンク１８及びフィードフォワードリンク２０におけるこれら光周波数信号は、符号が付されていない光ファイバケーブルを介して光学受信機２２に供給される。主伝送リンク１８によって搬送される光周波数信号を、本明細書では主信号と呼ぶ場合がある。フィードフォワードリンクによって搬送される光周波数信号を、本明細書ではフィードフォワード信号と呼ぶ場合があり、それは受信機２２にフィードフォワード信号を提供する。２つのファイバにおいて遅延が異なることからもたらされるいかなるばらつきの影響も、ファイバの２つの長さを調整することによって克服される。

光学受信機２２には、主信号とフィードフォワード信号とが供給される。後により詳細に説明するように、受信機２２は差信号を生成し、それは主信号からスプリアス信号成分を除去するために使用される。２つの光周波数λ_１及びλ_２は、２つの光周波数リンクの差のために受信機２２において発生を生じないように選択される。これは、受信機２２の帯域幅より大幅に大きい周波数λ_１及びλ_２の差を選択することによって達成される。

より詳細には、受信機２２は、第１のフォトダイオード２４、第２のフォトダイオード２６、増幅器２８及び減算器３０を含む。より詳細には、第２のフォトダイオード２６には、第２の変調器１４の出力と第１の変調器１２の出力のサンプル（すなわち分数部分）とが供給される。より詳細には、第１の変調器１２の出力の一部分すなわちサンプルは、方向性結合器３０を介して第２のフォトダイオード２６に供給される。このため、フィードフォワードリンク２０及びサンプル主リンク１８の無線周波数信号の重ね合せによって生成される信号が、光キャリア周波数の側波帯から第２のフォトダイオード２６の二乗検波動作を通して再変換される。第１のフォトダイオード２４には第１の変調器１２によって、より詳細には方向性結合器３０の出力の主部分によって信号が供給される。増幅器２８には、第２のフォトダイオード２６によって信号が供給される。減算器３０には、増幅器２８及び第２のフォトダイオード２６によって信号が供給される。結果として得られるＯＵＴ信号に歪みがないことを保証するために、ＲＦ方向性結合器１６におけるサンプル信号の分数部分、光学方向性結合器１８におけるサンプル信号の分数部分、増幅器２８の利得及びレーザ出力が調整される。

入力無線周波数信号ＩＮの周波数スペクトルを、例示及び説明の目的のために符号４０によって表す。方向性結合器１６によって生成される信号の周波数スペクトルは変更されないが、スペクトルの位相は、上述したように、第２の変調器１４に供給される前に１８０度移相される、ということに留意されたい。

変調器１２の効果は、方向性結合器１６の出力の周波数スペクトルを、波長を有する第１の光周波数信号の光周波数によってλ_１に変換することである。しかしながら、第１の変調器１２は、入力無線周波数信号により、最大出力パワーを提供するように非線形領域で動作するよう駆動されるため、こうした非線形動作は、符号４２によって示す望ましくないスプリアス（SPUR）周波数成分も生成する、ということに留意されたい。

主リンク１８で搬送される第１の変調器１２の出力の主部分は、上述したように第１のフォトダイオード２４に供給される。このため、主伝送リンク１８は、（１）非線形領域で動作している変調器１２によって生成されるスプリアス（SPUR）光周波数成分と、（２）周波数がｆ_１によって変換される入力信号ＩＮの成分の周波数成分とを搬送する。

第１のフォトダイオード２４は、その出力において、非線形領域で動作している変調器１２によって生成されるスプリアス光周波数成分と、ｆ_１によって周波数が変換された入力信号ＩＮの成分の周波数成分とをともに提供する。第１のフォトダイオード２４によって生成される信号の周波数スペクトルを、符号４２によって示す。

方向性結合器３０によって提供される第１の変調器１２によって生成される信号の小さいサンプルが、上述したように、第２の変調器１４の出力とともに第２のフォトダイオード２６に供給される。このため、フィードフォワード伝送リンク２０は、（１）ｆ_１によって周波数が変換された入力信号ＩＮの周波数成分と、（２）非線形領域で動作している変調器１２によって生成されるスプリアス（SPUR）光周波数成分と、（３）ｆ_２によって周波数が変換される入力信号ＩＮの成分の周波数成分とを搬送する。

第２のフォトダイオード２６は、その出力において、無線周波数に変換されたスプリアス信号のみを提供する。このため、第２のフォトダイオード２６によって生成される信号は、実質的に、第１の変調器１２の非線形動作によって生成されるスプリアス周波数成分を表す誤差信号である。第２のフォトダイオード２６によって生成される信号の周波数スペクトルを符号４４によって示す。

このように、第２のフォトダイオード２６は、主伝送リンク１８によって生成される光周波数スプリアス信号成分を抽出し、こうして抽出された光周波数スプリアス信号成分の周波数を無線周波数信号スプリアス信号成分に再変換する。第１のフォトダイオード２４は、主信号の主光周波数の成分及び光周波数スプリアス信号成分の周波数を無線周波数成分に再変換する。減算器３０は、第１のフォトダイオード２４によって生成される主信号の再変換された周波数成分から、第２のフォトダイオード２６によって生成される抽出された結果として得られるスプリアス信号成分を減算する。

光学検出器は、電界の存在下で吸収光子から電子・ホール対を生成することによって作用する。各吸収光子が電子・ホール対を生成する（すなわち、より多くの光パワー＝より多くの光子＝より多くの電流）。電界の存在下で電子・ホール対を生成することにより、電流が生成される。光学検出器の電流（パワーではなく）が入力光パワーに比例するため、これは二乗検波器である。単一入力信号（１つの入力光波長）では、結果として得られる電流は入力光信号のＡＭ変調に比例することになる。主信号の場合、これは、電子・光変調プロセスによって生成されるスプリアス光信号を含む。光側波帯は、光学受信機においてＲＦに変換される（主及びスプリアス）。同様に、ほとんど歪みのないフィードフォワード信号における光側波帯は、ＲＦ様式に変換される。言い換えれば、検出器は、供給される光信号の各々からＲＦ電流を生成する。この時これら電流はダイオードにおいて重ね合され且つ同じ周波数であるため、互いに建設的干渉（強め合う干渉）又は相殺的干渉（弱め合う干渉）をする。整相が正しく設定される場合、弱め合う干渉になる。光波長の差周波数が、いかなるヘテロダインも発生し得ないように検出器の通過帯域を十分に上回るように選択される。大きい差周波数を保証することにより、これによって生成されるいかなる電流も、検出器の寄生容量及び走行時間のために短絡する。そのため、差周波数は維持されない。光の２つの波長が互いに近いように（受信機の通過帯域内で）選択された場合、２つの信号間の差によって混合成分が生成される。これは、別の歪み成分生成されるため、望ましくない選択である。

弱め合う干渉は、２つのＲＦ信号が互いに１８０度位相がずれていることを保証することによってもたらされる。このため、２つのＲＦ信号は、入力における移相によって１８０度位相がずれている。これは、受信機の入力において達成することも可能であるが、移相を実行するために出力に第３の光学検出器が必要である。この移相を増幅器に組み込むことができる、ということに留意されたい。第３のフォトダイオードを使用することにより設計の柔軟性が追加されることに留意されたい。より詳細には、第３の波長は、管理をより困難にする可能性があるが、装置の柔軟性を加える可能性がある。

このように、こうした構成によって、入力無線周波数信号ＩＮを、ここでは波長λ_１の第１の光周波数信号によって変調することによって、ｃが光ファイバにおける光の速度である場合に第１の光周波数ｆ_１＝２πｃ／λ_１によって変換される入力周波数信号ＩＮの成分を光周波数スプリアス信号成分とともに含む主信号を生成する、主伝送リンクを有する、光学システムが提供される。入力無線周波数信号ＩＮの一部を第２の光周波数信号ｆ_２＝２πｃ／λ_２によって変調することによって、第２の光周波数によって変換される入力周波数信号の成分を含む主信号を生成する、フィードフォワード光学リンクが提供される。受信機には、主信号とフィードフォワード信号とが供給され、第１のフォトダイオード２４、第２のフォトダイオード２６、増幅器２８、及び減算器３０を有し、主信号から、抽出された光周波数スプリアス信号成分を減算する。

このように、受信機２２は、主信号及び主信号が供給され、第１の変調器によって生成される光周波数スプリアス信号成分を抽出し、こうした光周波数スプリアス信号成分を無線周波数信号スプリアス信号成分に再変換し、主信号の第１の光周波数の成分及び光周波数スプリアス信号成分を無線周波数成分に再変換し、主信号の再変換された成分から、抽出された光周波数スプリアス信号成分を減算する、回路を含む。

波長λ_１及びλ_２は、光学受信機においてヘテロダインしないように選択しなければならない。すなわち、２つの光周波数の差は、光学受信機の帯域幅より大幅に大きくなければならない。フィードフォワードアームにルーティングされる信号のＲＦパワーは、主アームに供給される信号のＲＦパワーより大幅に小さい。したがって、それは、電子・光変調器において主アームよりはるかに低い歪みを生成する。（電気領域において反転されている）フィードフォワード信号及び主アームにおける信号の分数部分は、誤差信号を生成するために単一光学受信機に供給される。主アーム信号の結合された分数部分は、最初にフィードフォワードアームに渡された信号の量とλ_１での光パワーとによって決まる。結果として得られる誤差信号は、誤差増幅器に供給され、誤差増幅器は、歪み信号を、主アームで搬送された歪み信号まで増大させる。結果として得られる誤差信号は、比較的歪みのない出力信号を生成するために主アーム信号から減算される。

フィードフォワード光学リンク構成を、コモンモードノイズ（同相雑音即ち、相対強度雑音）を除去するために追加の差分光信号を用いて実装してもよい。主アームとフィードフォワードアームとの間の遅延の補償に、ファイバを長くすることによって対応してもよい。光学受信機２２は、構成部品の整合及び異なる増幅器との適当な一体化等を保証するために、モノリシックに一体化された光学受信機で実装される。同様に、変調器は、整合した構成部品であるべきである。これに対し、電界吸収型変調器が必要であり得る。

本発明の複数の実施形態について説明した。しかしながら、本発明の精神及び範囲から逸脱することなくさまざまな変更を行ってもよい、ということが理解されよう。したがって、他の実施形態も特許請求の範囲に含まれる。

本願発明による光学リンクの例示的実施態様を示す概略構成図である。

Claims

入力無線周波数信号の周波数を、光学伝送媒体を介して受信機に送信するために光周波数出力信号に変換するシステムであって、前記受信機は、前記光周波数信号の周波数を対応する無線周波数信号に再変換する、システムであり、
前記入力無線周波数信号を第１の光周波数を有する第１の光周波数信号によって変調して、前記第１の光周波数によって周波数が変換された前記入力信号の成分を光周波数スプリアス信号成分とともに含む主信号を生成する、主伝送リンクと、
前記入力無線周波数信号の一部を第２の異なる光周波数を有する第２の光周波数信号によって変調して、前記第２の光周波数によって周波数が変換された前記入力無線周波数信号の成分を含むフィードフォワード信号を生成する、フィードフォワード光学リンクと、
を備え、
前記受信機は、前記主信号と前記フィードフォワード信号とが供給され、（ａ）前記主伝送リンクによって生成される前記光周波数スプリアス信号成分を抽出して、該抽出された光周波数スプリアス信号成分の周波数を無線周波数信号スプリアス信号成分に再変換し、（ｂ）前記主信号の前記主光周波数の成分及び前記光周波数スプリアス信号成分の周波数を無線周波数成分に再変換し、（ｃ）前記主信号の再変換された周波数成分から、前記抽出され且つ再周波数変換された光周波数スプリアス信号成分を減算する、システム。
請求項１記載のシステムにおいて、
前記主伝送リンクは、前記入力無線周波数信号及び前記第１の光周波数が供給される第１の変調器を含み、該第１の変調器は、入力無線周波数信号によって前記第１の変調器の非線形領域に駆動され、入力無線周波数信号を前記第１の光周波数信号によって変調して、第１の光周波数によって周波数が変換された前記入力無線周波数信号の成分を光周波数スプリアス信号成分とともに含む主信号を生成し、
前記フィードフォワード光学リンクは、その線形領域で動作するとともに、前記入力無線周波数信号のサンプル及び第２の光周波数が供給される第２の変調器を含み、該第２の変調器は、入力無線周波数信号のサンプルを前記第２の光周波数信号によって変調して、第２の光周波数によって周波数が変換された前記入力無線周波数信号の成分を含むフィードフォワード信号を生成する、
システム。
請求項２記載のシステムにおいて、
前記第１の光周波数は波長λ_１を有し、前記第２の光周波数は波長λ_２を有し、前記第２の変調器に供給される前記入力無線周波数信号のサンプルは、前記第１の変調器に供給される入力無線周波数信号に対してｎπラジアンだけ移相され、ｎが奇数の整数である、システム。
請求項２記載のシステムにおいて、
前記第２の変調器への入力は、前記入力無線周波数信号のサンプル及び前記第２の光周波数のみである、システム。
無線周波数成分を有する入力無線周波数信号の周波数を、光学伝送媒体を介して伝送するために対応する光周波数出力信号に変換し、その後、光周波数信号の周波数を前記入力無線周波数信号に戻すように再変換するシステムであって、
前記入力無線周波数信号及び第１の光周波数を有する第１の光周波数信号が供給される第１の変調器であって、入力無線周波数信号によって前記第１の変調器の非線形領域に駆動され、入力無線周波数信号を前記第１の光周波数信号によって変調して、第１の光周波数によって周波数が変換された前記入力無線周波数信号の成分を光周波数スプリアス信号成分とともに含む主信号を生成する、第１の変調器と、
第２の変調器であって、その線形領域で動作するとともに、前記入力無線周波数信号のサンプル及び第２の異なる光周波数を有する第２の光周波数信号が供給され、入力無線周波数信号のサンプルを第２の光周波数信号によって変調して、第２の光周波数によって周波数が変換された前記入力無線周波数信号の成分を含むフィードフォワード信号を生成する、第２の変調器と、
前記主信号及び前記フィードフォワード信号が供給され、
（ａ）前記第１の変調器によって生成される前記光周波数スプリアス信号成分を抽出し、光周波数スプリアス信号成分の周波数を無線周波数信号スプリアス信号成分に再変換し、
（ｂ）前記主信号の周波数を対応する無線周波数信号に再変換し、
（ｃ）前記対応する無線周波数信号から、前記抽出された光周波数スプリアス信号成分を減算する、
回路を具備する受信機と、
を備えたシステム。
第１の変調器であって、その非線形領域で動作し、入力無線周波数信号と波長λ_１を有する第１の光周波数信号とが供給される、第１の変調器と、
第２の変調器であって、その線形領域で動作し、前記入力無線周波数信号に対して、ｎが奇数の整数である場合ｎπラジアンだけ移相された入力無線周波数信号のサンプルと、第２の異なる光周波数信号波長λ_２とが供給される、第２の変調器と、
前記第１の変調器の出力が供給される第１のフォトダイオードと、
前記第２の変調器の出力と前記第１の変調器の出力のサンプルとが供給される第２のフォトダイオードと、
前記第２のフォトダイオードからの出力と前記第１のフォトダイオードからの出力とが供給される減算器と、
を備えたシステム。
無線周波数成分を有する入力信号を第１の光周波数を有する第１の光周波数信号によって変調して、第１の光周波数によって周波数が変換された前記入力信号の成分を光周波数スプリアス信号成分とともに含む主信号を生成し、
前記入力信号のサンプルを第２の異なる光周波数を有する第２の光周波数信号によって変調して、第２の光周波数によって周波数が変換された前記入力信号の成分を含むフィードフォワード信号を生成し、
前記第１の変調によって生成された前記光周波数スプリアス信号成分を抽出し、該抽出された光周波数スプリアス信号成分の周波数を無線周波数信号スプリアス信号成分に変換し、
前記主信号の周波数成分を対応する無線周波数成分に変換し、
前記対応する無線周波数成分から前記抽出された光周波数スプリアス信号成分を減算する、
ことを含む方法。
入力無線周波数信号を第１の光周波数を有する第１の光周波数信号によって変調して、前記第１の光周波数によって周波数が変換された前記入力無線信号の成分を光周波数スプリアス信号成分とともに含む主信号を生成する、主伝送リンクと、
前記入力無線周波数信号の一部を第２の異なる光周波数を有する第２の光周波数信号によって変調して、前記第２の光周波数によって周波数が変換された前記入力無線周波数信号の成分を含むフィードフォワード信号を生成する、フィードフォワード光学リンクと、
前記主信号及び前記フィードフォワード信号が供給され、前記主信号から前記光周波数スプリアス信号成分を減算する受信機と、を備え、
前記主光信号は、前記第１の光周波数によって周波数が変換された前記入力信号の成分を光周波数スプリアス信号成分とともに含み、
前記受信機は、
（ａ）前記主光信号の一部を前記フィードフォワード光信号と結合して、第3の光信号を生成し、
（ｂ）前記第3の光信号を用いて、第1のダウンコンバージョン処理によって、前記主伝送リンクにより生成された前記光周波数スプリアス信号成分を抽出し、該抽出された光周波数スプリアス信号成分の周波数を無線周波数信号スプリアス信号成分に変換し、
（ｃ）前記主光周波数成分及び前記主信号の光周波数スプリアス信号成分の周波数を、第２のダウンコンバージョン処理によって、無線周波数成分に再変換し、
（ｄ）前記主光信号の前記再変換された周波数成分から、前記抽出され、再変換された光周波数スプリアス信号成分を減算する、
ように構成される、
光学システム。
入力無線周波数信号を第１の光周波数を有する第１の光周波数信号によって変調して、前記第１の光周波数によって周波数が変換された前記入力無線信号の成分を光周波数スプリアス信号成分とともに含む主信号を生成する、主伝送リンクと、
前記入力無線周波数信号の一部を第２の異なる光周波数を有する第２の光周波数信号によって変調して、前記第２の光周波数によって周波数が変換された前記入力無線周波数信号の成分を含むフィードフォワード信号を生成する、フィードフォワード光学リンクと、
前記主信号及び前記フィードフォワード信号が供給され、前記主信号から前記光周波数スプリアス信号成分を減算する受信機と、を備え、
前記主伝送リンクは、前記入力無線周波数信号及び前記第１の光周波数が供給される第１の変調器を含み、該第１の変調器は、入力無線周波数信号によって前記第１の変調器の非線形領域に駆動され、入力無線周波数信号を前記第１の光周波数信号によって変調して、第１の光周波数によって周波数が変換された前記入力無線周波数信号の成分を光周波数スプリアス信号成分とともに含む主信号を生成し、
前記フィードフォワード光学リンクは、その線形領域で動作するとともに、前記入力無線周波数信号のサンプル及び第２の光周波数が供給される第２の変調器を含み、該第２の変調器は、入力無線周波数信号のサンプルを前記第２の光周波数信号によって変調して、第２の光周波数によって周波数が変換された前記入力無線周波数信号の成分を含むフィードフォワード信号を生成する、
光学システム。
請求項９記載のシステムにおいて、
前記第１の光周波数は波長λ_１を有し、前記第２の光周波数は波長λ_２を有し、前記第２の変調器に供給される前記入力無線周波数信号のサンプルは、前記第１の変調器に供給される入力無線周波数信号に対してｎπラジアンだけ移相され、ｎが奇数の整数である、光学システム。
請求項９記載のシステムにおいて、前記受信機は、
前記第１の変調器の出力が供給される第１のフォトダイオードと、
前記第２の変調器の出力と前記第１の変調器の出力のサンプルとが供給される第２のフォトダイオードと、
前記第２のフォトダイオードからの出力と前記第１のフォトダイオードからの出力とが供給される減算器と、
を備えた光学システム。
請求項９記載のシステムにおいて、
前記第２の変調器への入力は、前記入力無線周波数信号のサンプル及び前記第２の光周波数のみである、光学システム。