JP5137776B2 - High frequency oscillator - Google Patents

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Description

この発明は、ミリ波やマイクロ波などの高周波信号を発生する高周波発振器に関するものである。   The present invention relates to a high-frequency oscillator that generates high-frequency signals such as millimeter waves and microwaves.

ミリ波やマイクロ波を取り出す高周波発振器として光電気発振器を用いたものがある。光電気発振器は、レーザ光源から発生されたレーザ光を光変調器で強度変調し、変調されたレーザ光を光電変換器により電気信号である高周波信号に変換し、変換後の高周波信号からバンドパスフィルタにより所定の通過帯域成分を取り出し、当該所定の通過帯域成分の高周波信号を変調信号として光変調器に帰還する構成を持つ(例えば、特許文献1参照)。したがって、発振器の出力として、強度変調されたレーザ光を得たり、光電変換された高周波信号を得たりできる。
このような光電気発振器では、光路に光ファイバ等を用いて長距離化することで、低位相雑音化を実現しているが、一方で周囲の環境温度の変動により、ファイバの熱伸縮が生じ、信号周波数が変動するという問題がある。この問題を解決する方法として、光変調器までの帰還路に位相ロックループ(Phase Lock Loop、以下「PLL」と称する)を設け、電気信号である高周波信号の位相を自動的に制御することで、信号周波数を安定化させる方法が提案できる。また、PLL制御では、基準発振器を設けることにより、信号周波数を基準発振器の周波数、あるいはこの周波数が逓倍された周波数(もしくは分周された周波数)に一致させることができる。
Some high-frequency oscillators that extract millimeter waves and microwaves use an optoelectric oscillator. The optoelectric oscillator modulates the intensity of laser light generated from a laser light source with an optical modulator, converts the modulated laser light into a high-frequency signal, which is an electrical signal, with a photoelectric converter, and bandpasses the converted high-frequency signal. A predetermined passband component is extracted by a filter, and a high-frequency signal having the predetermined passband component is fed back to the optical modulator as a modulation signal (see, for example, Patent Document 1). Therefore, an intensity-modulated laser beam or a photoelectrically converted high-frequency signal can be obtained as the output of the oscillator.
In such an optoelectric oscillator, low-phase noise is realized by extending the distance using an optical fiber or the like in the optical path. However, thermal expansion and contraction of the fiber occurs due to fluctuations in the ambient environmental temperature. There is a problem that the signal frequency fluctuates. As a method for solving this problem, a phase lock loop (hereinafter referred to as “PLL”) is provided in the feedback path to the optical modulator, and the phase of the high-frequency signal that is an electric signal is automatically controlled. A method for stabilizing the signal frequency can be proposed. In the PLL control, by providing a reference oscillator, the signal frequency can be matched with the frequency of the reference oscillator or a frequency (or a frequency obtained by frequency division) obtained by multiplying the frequency.

特開2005−351951号公報(段落番号[0020]、図2)Japanese Patent Laying-Open No. 2005-351951 (paragraph number [0020], FIG. 2)

光電気発振器を用いた高周波発振器において、上述のようにPLL制御を設けることにより、ある程度の周囲の環境温度による光ファイバの熱伸縮に起因する信号周波数の変動にも対処することはできる。しかし、実際には、環境温度の変動が大きくなって光ファイバの熱伸縮が顕著となった場合、あるいは振動等による光ファイバへの応力付与やRF伝送路の伸縮等により、高周波発振器はPLL制御可能な引き込み周波数範囲外で発振してしまい、信号周波数の安定化が実現できなくなるという問題がある(図3により後述する)。また、初期設定時の温度状態において、発振信号の周波数がPLL制御可能な周波数範囲の境目付近に存在していた場合には、わずかな温度変動によって信号周波数がPLL制御可能範囲外に変動してしまい、信号周波数の安定化が実現できなくなるという問題がある(図4、図5により後述する)。   In a high-frequency oscillator using an opto-electric oscillator, by providing PLL control as described above, it is possible to cope with fluctuations in signal frequency caused by thermal expansion and contraction of an optical fiber due to a certain ambient temperature. However, in practice, the high-frequency oscillator is controlled by the PLL when the fluctuation of the environmental temperature becomes large and the thermal expansion and contraction of the optical fiber becomes remarkable, or when stress is applied to the optical fiber due to vibration or the expansion and contraction of the RF transmission path. There is a problem that oscillation is outside the possible pull-in frequency range, and stabilization of the signal frequency cannot be realized (described later with reference to FIG. 3). In addition, when the frequency of the oscillation signal is present near the boundary of the frequency range where PLL control is possible in the temperature state at the time of initial setting, the signal frequency fluctuates outside the PLL controllable range due to slight temperature fluctuations. Therefore, there is a problem that stabilization of the signal frequency cannot be realized (described later with reference to FIGS. 4 and 5).

この発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、周囲の環境温度による光ファイバの熱伸縮、振動等による光ファイバへの応力付与やRF伝送路の伸縮等に対してもPLL制御を正常に行うことができる高周波発振器を得ることを目的とする。
また、この発明は、PLL制御を用いない構成においても、発振周波数の変動を抑えることが可能な高周波発振器を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and performs PLL control for thermal expansion / contraction of the optical fiber due to the ambient temperature, application of stress to the optical fiber due to vibration, etc., and expansion / contraction of the RF transmission path. An object of the present invention is to obtain a high-frequency oscillator that can perform normally.
Another object of the present invention is to provide a high-frequency oscillator that can suppress fluctuations in oscillation frequency even in a configuration that does not use PLL control.

この発明に係る高周波発振器は、レーザ光源から発生されたレーザ光を光変調器により変調し、光ファイバを介して伝送した変調後のレーザ光を光電変換器により高周波信号に変換し、変換後の高周波信号からバンドパスフィルタにより所定の通過帯域成分を取り出し、当該所定の通過帯域成分の高周波信号を変調信号として光変調器に帰還すると共に発振信号として出力する高周波発振器において、高周波信号の周波数が一定になるように制御するPLL制御手段と、当該高周波発振器の発振周波数の変動をPLL制御手段の予め設定した周波数引き込み範囲内に納めるように高周波信号の位相を調整する位相調整手段を備えたものである。   The high-frequency oscillator according to the present invention modulates laser light generated from a laser light source by an optical modulator, converts the modulated laser light transmitted through an optical fiber into a high-frequency signal by a photoelectric converter, In a high-frequency oscillator that extracts a predetermined passband component from a high-frequency signal by a bandpass filter, feeds back the high-frequency signal of the predetermined passband component to the optical modulator as a modulation signal, and outputs it as an oscillation signal, the frequency of the high-frequency signal is constant And a phase adjusting means for adjusting the phase of the high frequency signal so that the fluctuation of the oscillation frequency of the high frequency oscillator falls within a preset frequency pulling range of the PLL controlling means. is there.

この発明によれば、高周波発振器は、周囲の環境温度の変動により光ファイバの熱伸縮が顕著となった場合、振動等による光ファイバへの応力付与やRF伝送路の伸縮等が発生した場合でもPLL制御可能な周波数範囲内で発振できるため、PLL制御による支障のない信号周波数の安定化を実現できる。また、初期設定時の温度状態において、発振信号の周波数がPLL制御可能な周波数範囲の境目付近に存在していた場合にも、温度変動によって信号周波数がPLL制御可能範囲外に変動することはなくなる。   According to the present invention, the high frequency oscillator can be used even when thermal expansion and contraction of the optical fiber becomes noticeable due to fluctuations in ambient environmental temperature, when stress is applied to the optical fiber due to vibration or the expansion and contraction of the RF transmission path occurs. Since oscillation can be performed within a frequency range in which PLL control is possible, signal frequency can be stabilized without any problem by PLL control. Further, even when the frequency of the oscillation signal is present near the boundary of the frequency range where PLL control is possible in the temperature state at the time of initial setting, the signal frequency will not fluctuate outside the PLL controllable range due to temperature fluctuation. .

実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による高周波発振器の機能構成を示すブロック回路図である。
図1において、この高周波発振器は、大きく分けて光信号を伝送する光伝送系1と、電気信号である高周波信号(以下、「RF信号」と称する)を伝送するRF信号伝送系2(電気伝送系)とから構成されている。光伝送系1は、レーザ光源10、光学路(例えば光ファイバ)11、光変調器12、光ファイバ13および光電変換器14により構成されている。RF信号伝送系2は、バンドパスフィルタ15、PLL制御系(PLL制御手段)3、移相器18、アンプ19およびカプラ20により構成されている。また、RF信号伝送系2に含まるPLL制御系3は、移相器16、カプラ17、基準発振器21、分周器22およびPLL回路23により構成されている。
Embodiment 1 FIG.
1 is a block circuit diagram showing a functional configuration of a high-frequency oscillator according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, this high-frequency oscillator is roughly divided into an optical transmission system 1 that transmits an optical signal and an RF signal transmission system 2 (electric transmission) that transmits a high-frequency signal that is an electrical signal (hereinafter referred to as an “RF signal”). System). The optical transmission system 1 includes a laser light source 10, an optical path (for example, an optical fiber) 11, an optical modulator 12, an optical fiber 13, and a photoelectric converter 14. The RF signal transmission system 2 includes a band pass filter 15, a PLL control system (PLL control means) 3, a phase shifter 18, an amplifier 19, and a coupler 20. The PLL control system 3 included in the RF signal transmission system 2 includes a phase shifter 16, a coupler 17, a reference oscillator 21, a frequency divider 22, and a PLL circuit 23.

次に、図1の高周波発振器の全体の動作について説明する。
光伝送系1において、レーザ光源10はレーザ光を発生し、発生したレーザ光を、例えば光ファイバ11によって接続され光変調器12に出力する。光変調器12は、レーザ光源10から与えられたレーザ光を、RF信号伝送系2のカプラ20から与えられるRF信号に応じて強度変調し、変調後のレーザ光を光ファイバ13に出力する。光ファイバ13は、光変調器12から出力された変調後のレーザ光を光電変換器14に伝送する。光電変換器14では、光ファイバ13により伝送された変調後のレーザ光を直接検波(自乗検波)によってRF信号に変換し、変換後のRF信号を、例えば同軸ケーブル等の電線ケーブルを介してRF信号伝送系2のバンドパスフィルタ15に伝送する。
Next, the overall operation of the high frequency oscillator of FIG. 1 will be described.
In the optical transmission system 1, a laser light source 10 generates laser light, and the generated laser light is connected to, for example, an optical fiber 11 and output to an optical modulator 12. The optical modulator 12 modulates the intensity of the laser light supplied from the laser light source 10 according to the RF signal supplied from the coupler 20 of the RF signal transmission system 2, and outputs the modulated laser light to the optical fiber 13. The optical fiber 13 transmits the modulated laser light output from the optical modulator 12 to the photoelectric converter 14. In the photoelectric converter 14, the modulated laser light transmitted through the optical fiber 13 is converted into an RF signal by direct detection (square detection), and the converted RF signal is converted into an RF signal via an electric cable such as a coaxial cable. The signal is transmitted to the band pass filter 15 of the signal transmission system 2.

RF信号伝送系2において、バンドパスフィルタ15は、光電変換器14により変換されたRF信号に対して、予め設定されたバンドパスフィルタの中心周波数を含む所定の通過帯域以外の周波数帯域の信号成分やスプリアスを遮断して、所定の通過帯域に含まれている信号成分のみを通過させて移相器16に与える。移相器16は、バンドパスフィルタ15を通過したRF信号の位相を、後述するPLL回路23から出力される制御信号の電圧値に応じて調整する。カプラ17は、移相器16により位相調整されたRF信号を2つに分岐し、一方のRF信号を移相器18に出力し、他方のRF信号を分周器22に出力する。   In the RF signal transmission system 2, the band pass filter 15 is a signal component in a frequency band other than a predetermined pass band including the center frequency of a preset band pass filter with respect to the RF signal converted by the photoelectric converter 14. Or the spurious signal is cut off, and only the signal component included in the predetermined pass band is allowed to pass through and supplied to the phase shifter 16. The phase shifter 16 adjusts the phase of the RF signal that has passed through the bandpass filter 15 according to the voltage value of the control signal output from the PLL circuit 23 described later. The coupler 17 branches the RF signal whose phase is adjusted by the phase shifter 16 into two, outputs one RF signal to the phase shifter 18, and outputs the other RF signal to the frequency divider 22.

移相器18は、カプラ17で分岐された一方のRF信号を、予め設定された所定の位相に調整してアンプ19に出力する。なお、この移相器18の詳細な機能については後述する。電気アンプであるアンプ19は、移相器18から出力されたRF信号を増幅してカプラ20に出力する。カプラ20では、アンプ19で増幅されたRF信号を2つに分岐し、一方のRF信号を、例えば同軸ケーブル等の電線ケーブルを介して光変調器12に出力すると共に、他方のRF信号を、当該発振器の発振信号として外部に出力する。
光変調器12では、カプラ20で分岐された他方のRF信号を変調信号としてレーザ光を強度変調する。この高周波発振器は、光変調器12にRF信号を入力させることにより帰還回路を構成しているが、この帰還回路において、回路全体の損失よりも大きくなるように帰還ゲインを設定することにより、バンドパスフィルタ15で設定された所定の周波数で発振することになる。
The phase shifter 18 adjusts one of the RF signals branched by the coupler 17 to a predetermined phase set in advance and outputs the signal to the amplifier 19. The detailed function of the phase shifter 18 will be described later. An amplifier 19 that is an electric amplifier amplifies the RF signal output from the phase shifter 18 and outputs the amplified RF signal to the coupler 20. In the coupler 20, the RF signal amplified by the amplifier 19 is branched into two, and one RF signal is output to the optical modulator 12 via a cable such as a coaxial cable, for example, and the other RF signal is Output to the outside as an oscillation signal of the oscillator.
The optical modulator 12 intensity-modulates the laser beam using the other RF signal branched by the coupler 20 as a modulation signal. This high-frequency oscillator forms a feedback circuit by inputting an RF signal to the optical modulator 12, and in this feedback circuit, by setting a feedback gain so as to be larger than the loss of the entire circuit, Oscillation occurs at a predetermined frequency set by the pass filter 15.

分周器22では、カプラ17で分岐された他方のRF信号の周波数を予め設定された値に分周してPLL回路23に出力する。PLL制御系3内に設けられた基準発振器21は、予め設定された所定の周波数の基準信号(RF信号)を発振しており、この基準信号をPLL回路23に出力している。PLL回路23では、分周器22で分周されたRF信号と基準発振器21からの基準信号の周波数とを比較し、その周波数差に応じた電圧値の制御信号を生成して移相器16に出力する。この場合、PLL回路23は、分周器22からのRF信号の周波数が基準発振器21からの基準信号の周波数より進んでいる旨を示していれば、RF信号の周波数の位相が遅くなるような電圧値の制御信号を生成する。したがって、移相器16では、この制御信号の電圧値に応じてバンドパスフィルタ15から入力されるRF信号の位相を遅らせる。一方、分周器22からのRF信号の周波数が基準信号の周波数より遅れている旨を示していれば、PLL回路23はRF信号の周波数の位相が進むような電圧値の制御信号を生成し、移相器16では、この制御信号に応じてRF信号の位相を進ませる。   The frequency divider 22 divides the frequency of the other RF signal branched by the coupler 17 into a preset value and outputs the result to the PLL circuit 23. A reference oscillator 21 provided in the PLL control system 3 oscillates a reference signal (RF signal) having a predetermined frequency set in advance, and outputs this reference signal to the PLL circuit 23. The PLL circuit 23 compares the frequency of the RF signal divided by the frequency divider 22 with the frequency of the reference signal from the reference oscillator 21, generates a control signal having a voltage value corresponding to the frequency difference, and generates the phase shifter 16. Output to. In this case, if the PLL circuit 23 indicates that the frequency of the RF signal from the frequency divider 22 is higher than the frequency of the reference signal from the reference oscillator 21, the phase of the frequency of the RF signal is delayed. A voltage value control signal is generated. Therefore, the phase shifter 16 delays the phase of the RF signal input from the band pass filter 15 according to the voltage value of the control signal. On the other hand, if it indicates that the frequency of the RF signal from the frequency divider 22 is delayed from the frequency of the reference signal, the PLL circuit 23 generates a control signal having a voltage value that advances the phase of the frequency of the RF signal. The phase shifter 16 advances the phase of the RF signal in accordance with this control signal.

次に、図1の高周波発振器における主要な機能や効果について説明する。
まず、発振モードについて説明する。
一般に光電気発振器では、レーザ光の伝送路として電気ケーブルよりも損失の小さい光ファイバを用いることにより、伝送路の延長化を図っている。これにより、発振のQ値が増加され、通常の高周波発振器よりも位相雑音が低減される。しかし、一方で周囲の環境温度の変動により発振周波数が変動するという課題がある。図2は、この実施の形態1における高周波発振器の発振モードと、内部のバンドパスフィルタの透過スペクトルを表す模式図である。発振モードとは、発振器内全ループ長の逆数に比例する発振しうるモードのことであり、図2のように、バンドパスフィルタ(BPF)の透過スペクトルにおいて透過率が最も高いモードで発振信号が得られる。このとき、周囲の環境温度が変動すると、それに伴うループ長の変化により発振モード周波数が変動し、発振信号の周波数が変動する。そのため、PLLを用いた位相制御を行っている。
Next, main functions and effects of the high frequency oscillator of FIG. 1 will be described.
First, the oscillation mode will be described.
In general, in an opto-electric oscillator, an optical fiber having a smaller loss than an electric cable is used as a laser light transmission line, thereby extending the transmission line. Thereby, the Q value of the oscillation is increased, and the phase noise is reduced as compared with a normal high frequency oscillator. However, on the other hand, there is a problem that the oscillation frequency fluctuates due to fluctuations in the ambient environmental temperature. FIG. 2 is a schematic diagram showing the oscillation mode of the high-frequency oscillator and the transmission spectrum of the internal bandpass filter in the first embodiment. The oscillation mode is a mode that can oscillate in proportion to the reciprocal of the total loop length in the oscillator. As shown in FIG. 2, the oscillation signal is the mode with the highest transmittance in the transmission spectrum of the bandpass filter (BPF). can get. At this time, when the ambient environmental temperature varies, the oscillation mode frequency varies due to the change in the loop length, and the frequency of the oscillation signal varies. Therefore, phase control using a PLL is performed.

次に、ここで使用しているPLL制御について説明する。
図3は、PLL制御の周波数引き込み範囲を表す模式図である。図3のように、PLL制御では、発振周波数設定値(基準発振器21の基準信号の周波数×分周器22の分周数)を決定し、発振周波数がこの設定値と一致するためのフィードバック回路を構成している。このとき、発振周波数を上記設定値に引き込むための周波数範囲は、PLL制御に用いている移相器16の位相シフト量の性能に比例する。つまりこの位相シフト量の性能のみで決定される。また、発振周波数が上記PLL制御の周波数引き込み範囲外に存在する場合、PLL制御は不可能となる。
Next, the PLL control used here will be described.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a frequency pull-in range of PLL control. As shown in FIG. 3, in the PLL control, an oscillation frequency setting value (frequency of the reference signal of the reference oscillator 21 × frequency division number of the frequency divider 22) is determined, and a feedback circuit for matching the oscillation frequency with this setting value. Is configured. At this time, the frequency range for drawing the oscillation frequency to the set value is proportional to the performance of the phase shift amount of the phase shifter 16 used for the PLL control. That is, it is determined only by the performance of this phase shift amount. Further, when the oscillation frequency is outside the frequency pull-in range of the PLL control, the PLL control becomes impossible.

ここで、図1における高周波発振器の効果を分かりやすく説明するため、周囲の環境温度10℃〜40℃の間でPLL制御を実施する場合について述べる。そのため、ここでは、下記の前提条件1〜3が成立しているものと仮定する。
前提条件1: ファイバ長の伸縮量は、周囲の環境温度の変動範囲に比例するとし、周囲の環境温度が決まれば、そのときの発振モードも決定されるとする。
前提条件2: PLLによる周波数引き込み範囲量は、10℃〜40℃の間の発振モードの変動量と同一であるとする。
前提条件3: 周囲の環境温度が増加するとファイバ長は伸長するとし、40℃時発振モードの方が、10℃時に比べて周波数の値が小さいとする。
なお、前提条件1および前提条件3は、汎用性の高いUV樹脂やナイロン素材でコーティングされたファイバにおいては、成り立つ条件である。
Here, in order to explain the effect of the high-frequency oscillator in FIG. 1 in an easy-to-understand manner, a case where PLL control is performed between ambient environmental temperatures of 10 ° C. to 40 ° C. will be described. Therefore, it is assumed here that the following preconditions 1 to 3 are satisfied.
Precondition 1: It is assumed that the expansion / contraction amount of the fiber length is proportional to the fluctuation range of the ambient environmental temperature, and if the ambient environmental temperature is determined, the oscillation mode at that time is also determined.
Precondition 2: It is assumed that the amount of frequency pull-in range by the PLL is the same as the fluctuation amount of the oscillation mode between 10 ° C. and 40 ° C.
Precondition 3: It is assumed that the fiber length increases as the ambient temperature increases, and the frequency value in the oscillation mode at 40 ° C. is smaller than that at 10 ° C.
Precondition 1 and precondition 3 are conditions that hold for fibers coated with highly versatile UV resin or nylon material.

上記前提条件の下で発振モードと発振周波数設定値との関係が図4に示すような場合、発振周波数設定値と10℃時発振モード間の周波数範囲が、PLLによる周波数引き込み範囲外となる。一方、発振モードと発振周波数設定値との関係が図5に示すような場合、40℃時発振モード側の一部の周波数範囲が、PLLによる周波数引き込み範囲外となる。このような場合、図1のようにPLL用の移相器16とは別にもう一つの移相器18を設けて、発振モードと発振周波数設定値が図6のような関係になるように位相を調整する。このことで、10℃〜40℃での発振周波数の変動とPLLによる周波数引き込み範囲が一致し、PLL制御用の移相器16の位相シフト量の性能をフル活用できる。つまり周波数制御可能な温度範囲が増加するという効果が得られる。   When the relationship between the oscillation mode and the oscillation frequency setting value is as shown in FIG. 4 under the above preconditions, the frequency range between the oscillation frequency setting value and the oscillation mode at 10 ° C. is outside the frequency pull-in range by the PLL. On the other hand, when the relationship between the oscillation mode and the oscillation frequency setting value is as shown in FIG. 5, a part of the frequency range on the oscillation mode side at 40 ° C. is outside the frequency pull-in range by the PLL. In such a case, another phase shifter 18 is provided separately from the PLL phase shifter 16 as shown in FIG. 1 so that the oscillation mode and the oscillation frequency set value have the relationship shown in FIG. Adjust. As a result, the fluctuation of the oscillation frequency at 10 ° C. to 40 ° C. matches the frequency pull-in range by the PLL, and the phase shift amount performance of the phase shifter 16 for PLL control can be fully utilized. That is, the effect that the temperature range in which frequency control is possible increases can be obtained.

なお、前述の前提条件2を遵守せず、PLLによる周波数引き込み範囲量を、上記10℃〜40℃の間の発振モードの変動量に対して十分大きくすることで、従前のPLL制御を用いた構成でも、周波数安定化を実現することは可能であると考えられる。ただし、この発明で示した構成を用いることで、上記10℃〜40℃だけでなく、それ以上の温度範囲でも周波数制御が可能となるという効果が得られる。
また、前述の説明では、分かりやすくするため、周囲の環境温度を10℃〜40℃と仮定し、また前提条件1〜3が成立するものとしていたが、これらの仮定や前提条件は、成立していなくても前述した内容と同様の効果を得ることはできるため、必ずしも成立している必要はない。このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまることである。
In addition, the above-mentioned precondition 2 was not observed, and the conventional PLL control was used by sufficiently increasing the amount of frequency pull-in range by the PLL with respect to the fluctuation amount of the oscillation mode between 10 ° C. and 40 ° C. Even with the configuration, it is considered possible to achieve frequency stabilization. However, by using the configuration shown in the present invention, it is possible to obtain an effect that frequency control is possible not only in the above-described 10 ° C. to 40 ° C. but also in a temperature range higher than that.
Further, in the above description, for the sake of simplicity, it is assumed that the ambient environmental temperature is 10 ° C. to 40 ° C. and the preconditions 1 to 3 are satisfied, but these assumptions and preconditions are satisfied. Even if not, the same effect as described above can be obtained. This also applies to other embodiments described below.

また、図6では、PLL制御による周波数引き込み範囲と10℃〜40℃での発振モードの変動範囲とが一致するとしていたが、別に一致していなくても前述した内容と同様の効果を得ることはできるため、両範囲は必ずしも一致している必要はない。
また、移相器18を用いなくても、例えば同軸ケーブルの長さを調節することでも前述した内容と同様の効果を得ることができる。
Further, in FIG. 6, the frequency pull-in range by the PLL control and the fluctuation range of the oscillation mode at 10 ° C. to 40 ° C. are matched, but the same effect as described above can be obtained even if they do not match separately. The two ranges do not necessarily match.
Even if the phase shifter 18 is not used, the same effect as described above can be obtained by adjusting the length of the coaxial cable, for example.

また、図1の構成例によれば、光伝送系1におけるレーザ光源10と光変調器12の間、および光変調器12と光電変換器14の間が光ファイバによって接続されているので、光伝送系1の小型化が可能になる。また、高い信頼性が得られるとともに、取り扱いが容易となり、自由性の高い配置が得られるなど効果がある。ただし、この実施の形態1では、レーザ光の伝送路の全てを光ファイバだけを用いることに限定するものではなく、例えば空間など、他のものを用いても構わない。このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまることである。   Further, according to the configuration example of FIG. 1, the laser light source 10 and the optical modulator 12 in the optical transmission system 1 and the optical modulator 12 and the photoelectric converter 14 are connected by optical fibers. The transmission system 1 can be downsized. In addition, high reliability is obtained, handling is easy, and an arrangement with high flexibility is obtained. However, in the first embodiment, the entire laser light transmission path is not limited to using only an optical fiber, and other things such as a space may be used. This also applies to other embodiments described below.

また、図1の構成例では、RF信号伝送系2がバンドパスフィルタ15、移相器16、カプラ17、移相器18、アンプ19およびカプラ20から構成されているが、これらは、必ずしも図1に示すとおりに配置される必要はなく、光電変換器14から光変調器12までの間であれば、どの位置に設置されてもよい。このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまることである。
また、カプラ17,20の分岐比については特に言及していないが、カプラ17については、高周波発振器が発振するための条件およびPLL制御を実施するための条件、一方、カプラ20については高周波発振器が発振するための条件を満たしていれば、どのような分岐比でも構わない。このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまることである。
In the configuration example of FIG. 1, the RF signal transmission system 2 includes a band pass filter 15, a phase shifter 16, a coupler 17, a phase shifter 18, an amplifier 19, and a coupler 20. 1 as long as it is between the photoelectric converter 14 and the optical modulator 12, it may be installed at any position. This also applies to other embodiments described below.
Further, although the branching ratio of the couplers 17 and 20 is not particularly mentioned, the coupler 17 has a condition for the high-frequency oscillator to oscillate and a condition for performing the PLL control, while the coupler 20 has a high-frequency oscillator. Any branching ratio may be used as long as the conditions for oscillation are satisfied. This also applies to other embodiments described below.

また、図1の構成例では、RF信号伝送系2がアンプ19を実装し、アンプ19がRF信号を増幅することにより、所望の信号を得ることができるようにしているが、アンプ19の代わりに、例えば、レーザ光源10から光電変換器14までの間に光信号を増幅する光アンプを実装するようにしてもよい。あるいは、アンプ19と光アンプの双方を実装するようにしてもよい。このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまることである。   In the configuration example of FIG. 1, the RF signal transmission system 2 mounts the amplifier 19 and the amplifier 19 amplifies the RF signal so that a desired signal can be obtained. In addition, for example, an optical amplifier that amplifies the optical signal may be mounted between the laser light source 10 and the photoelectric converter 14. Alternatively, both the amplifier 19 and the optical amplifier may be mounted. This also applies to other embodiments described below.

また、図1の構成例では、RF信号伝送系2に移相器16を実装し、PLL回路23が移相器16を制御して、RF信号の位相を所望の値に調整するものについて示したが、移相器16の代わりに、図7に示すように光路の長さを所望の値に変化させる光遅延器31を光伝送系1に実装し、PLL回路23の制御信号の電圧値により光遅延器31を制御して、光路の長さを調整することにより、RF信号の位相を所望の値に調整するよう制御するようにしてもよい。なお、その場合、光遅延器31の設置位置については、光変調器12から光電変換器14までの間であれば、どの位置としても構わない。   In the configuration example of FIG. 1, the phase shifter 16 is mounted on the RF signal transmission system 2, and the PLL circuit 23 controls the phase shifter 16 to adjust the phase of the RF signal to a desired value. However, instead of the phase shifter 16, as shown in FIG. 7, an optical delay unit 31 for changing the length of the optical path to a desired value is mounted in the optical transmission system 1, and the voltage value of the control signal of the PLL circuit 23 By controlling the optical delay device 31 and adjusting the length of the optical path, the phase of the RF signal may be controlled to be adjusted to a desired value. In this case, the installation position of the optical delay device 31 may be any position as long as it is between the optical modulator 12 and the photoelectric converter 14.

また、図1の構成例では、RF信号伝送系2に移相器18を実装しているが、この移相器18の代わりに、図8に示すように光路の長さを所望の値に変化させる光遅延器32を光伝送系1に実装し、光路の長さを調整することにより、RF信号の位相を所望の値に調整するようにしてもよい。なお、その場合、光遅延器32の設置位置については、光変調器12から光電変換器14までの間であれば、どの位置としても構わない。   In the configuration example of FIG. 1, the phase shifter 18 is mounted on the RF signal transmission system 2. Instead of the phase shifter 18, the length of the optical path is set to a desired value as shown in FIG. 8. The optical delay device 32 to be changed may be mounted on the optical transmission system 1 and the phase of the RF signal may be adjusted to a desired value by adjusting the length of the optical path. In this case, the installation position of the optical delay device 32 may be any position as long as it is between the optical modulator 12 and the photoelectric converter 14.

また、光遅延器31を設けた図7の構成において、移相器18の代わりとして、図9に示すように、光遅延器32を光伝送系1に実装し、光路の長さを調整することにより、RF信号の位相を所望の値に調整するようにしてもよい。なお、光遅延器31および光遅延器32の設置位置については、光変調器12から光電変換器14までの間であれば、どの位置としても構わない。なお、以上で示した移相器の代わりとして光遅延器を用いることは、以降の他の実施の形態においても当てはまることである。   Further, in the configuration of FIG. 7 provided with the optical delay device 31, as shown in FIG. 9, instead of the phase shifter 18, the optical delay device 32 is mounted in the optical transmission system 1, and the length of the optical path is adjusted. Thus, the phase of the RF signal may be adjusted to a desired value. The installation positions of the optical delay device 31 and the optical delay device 32 may be any positions as long as they are between the optical modulator 12 and the photoelectric converter 14. It should be noted that the use of an optical delay device instead of the phase shifter described above also applies to other embodiments described below.

以上のように、この実施の形態1によれば、当該高周波発振器の発振周波数の変動をPLL制御の予め設定した周波数引き込み範囲内に納めるように高周波信号の位相を調整する位相調整手段(移相器18、光遅延器32、同軸ケーブル等)を設けたので、高周波発振器は、周囲の環境温度の変動により光ファイバの熱伸縮が顕著となった場合、振動等による光ファイバへの応力付与やRF伝送路の伸縮等が発生し場合でもPLL制御可能な周波数範囲内で発振でき、PLL制御による支障のない信号周波数の安定化を実現できる。また、初期設定時の温度状態において、発振信号の周波数がPLL制御可能な周波数範囲の境目付近に存在していた場合にも、温度変動によって信号周波数がPLL制御可能範囲外に変動することはなくなる。   As described above, according to the first embodiment, the phase adjustment means (phase shift means for adjusting the phase of the high-frequency signal so that the fluctuation of the oscillation frequency of the high-frequency oscillator falls within the preset frequency pull-in range of the PLL control. 18), the optical delay device 32, the coaxial cable, etc.), when the thermal expansion and contraction of the optical fiber becomes noticeable due to fluctuations in the ambient environmental temperature, the high-frequency oscillator can apply stress to the optical fiber due to vibration or the like. Even when expansion or contraction of the RF transmission path occurs, it is possible to oscillate within a frequency range in which PLL control is possible, and it is possible to realize stabilization of the signal frequency without any trouble by PLL control. Further, even when the frequency of the oscillation signal is present near the boundary of the frequency range where PLL control is possible in the temperature state at the time of initial setting, the signal frequency will not fluctuate outside the PLL controllable range due to temperature fluctuation. .

実施の形態2.
図10は、この発明の実施の形態2による高周波発振器の機能構成を示すブロック回路図である。図において、図1に相当する部分には同一符号を付し、その説明は原則として省略するものとする。図10の構成は、図1の構成に対して、温度検出器41、位相シフト量判別手段42および電圧発生手段43を設けたものである。
ここでは、この高周波発振器の動作および効果を分かりやすく説明するため、前述した実施の形態1と同様、周囲の環境温度10℃〜40℃の間でPLL制御を実施する場合について述べる。また、以下の説明において、前述した前提条件1〜3が成立しているものと仮定する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 10 is a block circuit diagram showing a functional configuration of the high-frequency oscillator according to the second embodiment of the present invention. In the figure, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted in principle. The configuration of FIG. 10 is different from the configuration of FIG. 1 in that a temperature detector 41, a phase shift amount determination unit 42, and a voltage generation unit 43 are provided.
Here, in order to explain the operation and effect of the high-frequency oscillator in an easy-to-understand manner, a case where PLL control is performed between ambient environmental temperatures of 10 ° C. to 40 ° C. will be described as in the first embodiment. In the following description, it is assumed that the above-described preconditions 1 to 3 are satisfied.

次に、動作について説明する。
図10において、温度検出器41は、この高周波発振器の周囲の環境温度を検出し、この検出温度を表す温度情報信号を位相シフト量判別手段42へ出力する。次に、位相シフト量判別手段42は、温度検出器41からの温度情報信号を受信すると、この温度情報信号が示す温度検出器41による検出温度に応じて、移相器18で調整するための所望の位相シフト量を判別する。ここでは、例えば、温度検出器41で検出した環境温度が25℃の場合、PLL制御を行わないときの発振信号が、図6における周囲環境温度10℃時の発振モードから周囲環境温度40℃時の発振モードまでの間のちょうど中心に発生するために必要な位相シフト量を判別する。そして、判別した位相シフト量を表す位相シフト量情報信号を電圧発生手段43へ出力する。電圧発生手段43では、位相シフト量情報信号を受信すると、この信号が指示する位相シフト量に応じた制御電圧値を生成して移相器18へ出力する。移相器18では、電圧発生手段43からの制御電圧値に応じて、カプラ17からのRF信号の位相をシフトさせる。
Next, the operation will be described.
In FIG. 10, the temperature detector 41 detects the ambient temperature around the high-frequency oscillator, and outputs a temperature information signal representing the detected temperature to the phase shift amount determination means 42. Next, when receiving the temperature information signal from the temperature detector 41, the phase shift amount determination means 42 adjusts the phase shifter 18 according to the temperature detected by the temperature detector 41 indicated by the temperature information signal. A desired phase shift amount is determined. Here, for example, when the environmental temperature detected by the temperature detector 41 is 25 ° C., the oscillation signal when the PLL control is not performed is from the oscillation mode when the ambient environmental temperature is 10 ° C. in FIG. The amount of phase shift necessary to occur at the center until the oscillation mode is determined. Then, a phase shift amount information signal representing the determined phase shift amount is output to the voltage generating means 43. When the voltage generating means 43 receives the phase shift amount information signal, it generates a control voltage value corresponding to the phase shift amount indicated by this signal and outputs it to the phase shifter 18. The phase shifter 18 shifts the phase of the RF signal from the coupler 17 in accordance with the control voltage value from the voltage generating means 43.

次に、図10における高周波発振器の効果について説明する。
前述した実施の形態1の高周波発振器においては、例えば周囲環境温度10℃時の発振モードと、周囲環境温度40℃時の発振モードの周波数が既知であるとするなど、環境温度と発振モードとの対応があらかじめ既知であるとしていた。しかし、図10の高周波発振器では、環境温度と発振モードとの対応が既知でない場合でも、PLL制御を行わないときの発振信号の周波数とそのときの温度検出器41で検出した環境温度から、環境温度と発振モードとの対応が明確になり、実施の形態1と同様な効果を得ることができる。
また、例えば初期の設定時に対し、環境温度に対する発振モードにずれが生じて、環境温度と発振モードとの対応が不明となる場合でも、図10の高周波発振器では、環境温度と発振モードとの対応が明確になり、実施の形態1と同様な効果を得ることができる。
Next, the effect of the high frequency oscillator in FIG. 10 will be described.
In the high-frequency oscillator according to the first embodiment described above, for example, the frequency of the oscillation mode when the ambient temperature is 10 ° C. and the frequency of the oscillation mode when the ambient temperature is 40 ° C. are known. The correspondence was assumed to be known in advance. However, in the high-frequency oscillator of FIG. 10, even when the correspondence between the environmental temperature and the oscillation mode is not known, from the frequency of the oscillation signal when the PLL control is not performed and the environmental temperature detected by the temperature detector 41 at that time, The correspondence between the temperature and the oscillation mode is clarified, and the same effect as in the first embodiment can be obtained.
Further, for example, even when the oscillation mode with respect to the environmental temperature is deviated from the initial setting time and the correspondence between the environmental temperature and the oscillation mode becomes unclear, the high-frequency oscillator of FIG. 10 has a correspondence between the environmental temperature and the oscillation mode. Becomes clear, and the same effect as in the first embodiment can be obtained.

また、環境温度と発振モードとの対応があらかじめ既知である場合には、図11に示すように、位相シフト量判別手段42が、出力端側に設けたカプラ51により分岐した発振信号の周波数に応じて所望の位相シフト量を判別して、この位相シフト量に応じた制御電圧値を移相器18に与えてRF信号の位相をシフトさせるようにしてもよい。これは、図11の構成でPLL制御を行わないときの発振信号周波数(発振モードに相当する)を検出することで、発振モードと環境温度との対応から、検出したときの環境温度が分かることによるものである。   Further, when the correspondence between the environmental temperature and the oscillation mode is known in advance, as shown in FIG. 11, the phase shift amount determination means 42 has the frequency of the oscillation signal branched by the coupler 51 provided on the output end side. Accordingly, a desired phase shift amount may be determined, and a control voltage value corresponding to the phase shift amount may be applied to the phase shifter 18 to shift the phase of the RF signal. This is because by detecting the oscillation signal frequency (corresponding to the oscillation mode) when the PLL control is not performed in the configuration of FIG. 11, the environmental temperature at the time of detection can be known from the correspondence between the oscillation mode and the environmental temperature. Is due to.

また、環境温度と発振モードとの対応があらかじめ既知であることに加えて、移相器16における印加電圧値とそのときの位相シフト量が既知である場合、この位相シフト量とPLL制御実施時の周波数から、PLL制御を行わないときの発振信号の周波数が分かるため、上記電圧値の制御信号が移相器16に印加されているときの環境温度が分かる。したがって、図12に示すように、カプラ62を用いてPLL回路23からの電圧値の制御信号の分岐し、分岐した一方の制御信号を電圧値検出器61に与え、電圧値検出器61により移相器16に印加されている電圧値を検出する。そして、位相シフト量判別手段42によりこの検出電圧値から位相器18で調整するための所望の位相シフト量を判別するようにしてもよい。   In addition to the fact that the correspondence between the environmental temperature and the oscillation mode is known in advance, when the applied voltage value in the phase shifter 16 and the phase shift amount at that time are known, the phase shift amount and the PLL control are performed. From this frequency, the frequency of the oscillation signal when the PLL control is not performed is known, so the environmental temperature when the control signal having the voltage value is applied to the phase shifter 16 can be known. Therefore, as shown in FIG. 12, the control signal of the voltage value from the PLL circuit 23 is branched using the coupler 62, one of the branched control signals is given to the voltage value detector 61, and the voltage value detector 61 moves the control signal. The voltage value applied to the phase shifter 16 is detected. Then, the phase shift amount determination means 42 may determine a desired phase shift amount for adjustment by the phase shifter 18 from the detected voltage value.

以上のように、この実施の形態2によれば、位相調整手段は、周囲の環境温度、あるいは当該環境温度、振動等による光ファイバへの応力付与やRF伝送路の伸縮等に対応する変化を表わす高周波発振器の発振信号の周波数もしくはPLL制御系3における制御信号の電圧値に基づいて高周波信号を調整するための位相シフト量を判別し、判別した位相シフト量に応じた制御電圧値を生成し、その生成した制御電圧値に基づいて、移相器18において高周波信号の位相を調整するようにしている。したがって、上記実施の形態1と同様、高周波発振器は、周囲の環境温度の変動により光ファイバの熱伸縮が顕著となった場合、振動等による光ファイバへの応力付与やRF伝送路の伸縮等が発生した場合でもPLL制御可能な周波数範囲内で発振でき、PLL制御による支障のない信号周波数の安定化を実現できる。また、初期設定時の温度状態において、発振信号の周波数がPLL制御可能な周波数範囲の境目付近に存在していた場合にも、温度変動によって信号周波数がPLL制御可能範囲外に変動することはなくなる。   As described above, according to the second embodiment, the phase adjusting unit changes the ambient temperature, or changes corresponding to the application of stress to the optical fiber due to the ambient temperature, vibration, or the like, expansion and contraction of the RF transmission path, and the like. The phase shift amount for adjusting the high frequency signal is determined based on the frequency of the oscillation signal of the high frequency oscillator to be expressed or the voltage value of the control signal in the PLL control system 3, and a control voltage value corresponding to the determined phase shift amount is generated. The phase shifter 18 adjusts the phase of the high-frequency signal based on the generated control voltage value. Therefore, as in the first embodiment, when the thermal expansion and contraction of the optical fiber becomes noticeable due to fluctuations in the ambient temperature, the high-frequency oscillator does not give stress to the optical fiber due to vibration or the like, or expand and contract the RF transmission path. Even if it occurs, it can oscillate within the frequency range in which PLL control is possible, and it is possible to realize stabilization of the signal frequency without any trouble by PLL control. Further, even when the frequency of the oscillation signal is present near the boundary of the frequency range where PLL control is possible in the temperature state at the time of initial setting, the signal frequency will not fluctuate outside the PLL controllable range due to temperature fluctuation. .

実施の形態3.
図13は、この発明の実施の形態3による高周波発振器の機能構成を示すブロック回路図である。図において、図1に相当する部分には同一符号を付し、その説明は原則として省略するものとする。図13は、図1の構成の移相器18と光ファイバ13に代えて、温度検出器41、制御信号出力部71、分岐器72、光路切り替え器73,74、光路長が異なる複数の光ファイバ75,76を設けた構成としている。
次に、動作について説明する。
ここで、この高周波発振器の動作および効果を分かりやすく説明するために、高周波発振信号の周波数を10GHzとし、移相器16で調整可能な位相シフト量を360度とする。また、周波数f[Hz]の信号の位相がΔφ[度]シフトしたときの、発振器ループ長の変動量ΔL[cm]は、ファイバの屈折率nを考慮すると、(1)式で表される。

Figure 0005137776

Figure 0005137776
(1)式に、f=10GHz、Δφ=360度を代入すると、ΔL=2.1cmが得られる。そこで、光ファイバ75の長さをLmin (Lmin >4.2cm)、光ファイバ76の長さをLmin −2.1cmとする。 Embodiment 3 FIG.
FIG. 13 is a block circuit diagram showing a functional configuration of the high-frequency oscillator according to the third embodiment of the present invention. In the figure, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted in principle. FIG. 13 shows a temperature detector 41, a control signal output unit 71, a branching device 72, optical path switchers 73 and 74, and a plurality of light beams having different optical path lengths, instead of the phase shifter 18 and the optical fiber 13 configured as shown in FIG. The fibers 75 and 76 are provided.
Next, the operation will be described.
Here, in order to explain the operation and effect of the high-frequency oscillator in an easy-to-understand manner, the frequency of the high-frequency oscillation signal is 10 GHz, and the phase shift amount that can be adjusted by the phase shifter 16 is 360 degrees. Further, the fluctuation amount ΔL [cm] of the oscillator loop length when the phase of the signal of the frequency f [Hz] is shifted by Δφ [degrees] is expressed by the equation (1) in consideration of the refractive index n of the fiber. .
Figure 0005137776

Figure 0005137776
Substituting f = 10 GHz and Δφ = 360 degrees into equation (1) yields ΔL = 2.1 cm. Therefore, the length of the optical fiber 75 is L min (L min > 4.2 cm), and the length of the optical fiber 76 is L min −2.1 cm.

また、前述した実施の形態1および実施の形態2と同様、周囲の環境温度10℃〜40℃の間でPLL制御を実施する場合について述べる。さらに、以下の説明において、前述した前提条件1〜3が成立しているものと仮定する。このとき、一般的に周囲温度が増加すると、ファイバ長は伸びるので、周囲環境温度40℃時は、環境温度10℃時に対してファイバ長が2.1cm伸張していることになる。   Further, as in the first and second embodiments described above, a case where PLL control is performed between ambient environmental temperatures of 10 ° C. to 40 ° C. will be described. Furthermore, in the following description, it is assumed that the above-described preconditions 1 to 3 are satisfied. At this time, generally, as the ambient temperature increases, the fiber length increases. Therefore, when the ambient temperature is 40 ° C., the fiber length is 2.1 cm longer than that when the ambient temperature is 10 ° C.

温度検出器41は、この高周波発振器の周囲の環境温度を検出し、この検出した環境温度を表わす温度情報信号を制御信号出力部71へ出力する。次に、制御信号出力部71は、温度検出器41からの温度情報信号を受信すると、この温度情報信号が示す環境温度に応じて、光ファイバを切り替えるための切り替え制御信号を分岐器72へ出力する。この場合、制御信号出力部71は検出した環境温度に対する閾値を設け、例えば前述した条件の下では、温度検出器41で検出した環境温度が40℃の直前になった場合、切り替え制御信号を出力する。分岐器72では、切り替え制御信号を2つに分岐して光路切り替え器73,74へそれぞれ出力する。光路切り替え器73,74では、切り替え制御信号を受信すると、光ファイバ75,76のうちから所望の光路長の光ファイバに切り替えて光変調器12と光電変換器14の間に接続する。例えば前述した条件のもとでは、両光路切り替え器73,74は、切り替え制御信号を受信する前には長い方の光路の光ファイバ75を接続しているが、切り替え制御信号を受信した後は、短い方の光路の光ファイバ76の接続に切り替える。   The temperature detector 41 detects the ambient temperature around the high frequency oscillator and outputs a temperature information signal representing the detected ambient temperature to the control signal output unit 71. Next, when receiving the temperature information signal from the temperature detector 41, the control signal output unit 71 outputs a switching control signal for switching the optical fiber to the branching device 72 according to the environmental temperature indicated by the temperature information signal. To do. In this case, the control signal output unit 71 provides a threshold for the detected environmental temperature, and outputs a switching control signal when the environmental temperature detected by the temperature detector 41 is immediately before 40 ° C., for example, under the conditions described above. To do. The branching device 72 branches the switching control signal into two and outputs them to the optical path switching devices 73 and 74, respectively. Upon receiving the switching control signal, the optical path switchers 73 and 74 switch the optical fibers 75 and 76 to optical fibers having a desired optical path length and connect them between the optical modulator 12 and the photoelectric converter 14. For example, under the conditions described above, the optical path switchers 73 and 74 are connected to the optical fiber 75 of the longer optical path before receiving the switching control signal, but after receiving the switching control signal. The connection is switched to the connection of the optical fiber 76 in the shorter optical path.

次に、図13の高周波発振器の効果について説明する。
この高周波発振器の周波数制御を説明するためのスペクトルを図14に示すが、周囲環境温度が10℃〜40℃の間にあるときは、PLL制御による周波数引き込みが可能だが、40℃以上の場合には引き込みは不可能である。このとき、前述した条件のもとでは、ファイバ長は環境温度10℃時に対して2.1cm以上伸張していることになる。そこで、図14のように、周囲環境温度が40℃になる直前に、ファイバ長が2.1cm短い方の光路へ切り替えることで、発振モードは再び発振周波数設定値と一致し、引き続きPLL制御が実施可能となる。したがって、図13のような構成とすることで、従来に対し、周波数制御可能な温度範囲を増加させることができるという効果が得られる。
Next, the effect of the high frequency oscillator of FIG. 13 will be described.
The spectrum for explaining the frequency control of this high-frequency oscillator is shown in FIG. 14. When the ambient temperature is between 10 ° C. and 40 ° C., the frequency can be pulled by PLL control. Is not retractable. At this time, the fiber length is extended by 2.1 cm or more with respect to the environmental temperature of 10 ° C. under the conditions described above. Therefore, as shown in FIG. 14, just before the ambient temperature reaches 40 ° C., by switching to the optical path with the shorter fiber length of 2.1 cm, the oscillation mode again matches the oscillation frequency setting value, and the PLL control continues. Can be implemented. Therefore, the configuration as shown in FIG. 13 provides an effect that the temperature range in which the frequency can be controlled can be increased as compared with the conventional case.

なお、前述した条件のもとで、図14のようにファイバ長が2.1cm短い光路へ切り替える場合、切り替える瞬間に実際のファイバ長がまだ2.1cm短縮していないときには、切り替え後のファイバ長が初期時に対し増加してしまい、PLL制御ができなくなる可能性がある。そこで、このような場合、実際のファイバ長の差を2.1cmよりも若干短めに設定しておけば、PLL制御ができなくなる可能性は低くなる。このように、ファイバ長を設定する場合、切り替え後も常にPLL制御ができるようにしておくことが好ましい。   Note that when switching to an optical path having a fiber length of 2.1 cm short as shown in FIG. 14 under the conditions described above, if the actual fiber length is not yet shortened by 2.1 cm at the moment of switching, the fiber length after switching May increase from the initial time, and PLL control may not be possible. Therefore, in such a case, if the actual fiber length difference is set slightly shorter than 2.1 cm, the possibility that PLL control cannot be performed is reduced. Thus, when setting the fiber length, it is preferable that PLL control can always be performed after switching.

また、図15に示すように、図13の場合よりも光ファイバ77を1本追加して、光路を増やす構成としてもよい。このことで、さらに上記温度範囲を増加させることができる。この場合、光ファイバ77の長さをLmin −4.2cm、またはLmin +2.1cm程度に設定すれば、前述した条件のもとでは、周波数制御可能な温度範囲が約30℃増加することになる。同様にして、さらに光路を増やせば、周波数制御可能な温度範囲をより増加させることができる。このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまることである。 Further, as shown in FIG. 15, it is possible to add one optical fiber 77 to increase the optical path as compared with the case of FIG. This further increases the temperature range. In this case, by setting the length of the optical fiber 77 L min -4.2cm or about L min + 2.1 cm,, Under conditions described above, that the frequency controllable temperature range is increased to about 30 ° C. become. Similarly, if the optical path is further increased, the temperature range in which the frequency can be controlled can be further increased. This also applies to other embodiments described below.

なお、前述の説明では、分かりやすくするため、高周波発振信号の周波数を10GHzとし、移相器16で調整可能な位相シフト量を360度としたが、これらの仮定は、成立していなくても前述した内容と同様の効果を得ることはできるため、必ずしも成立している必要はない。このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまることである。
また、光ファイバ75,76,77の長さについては、前述した長さに設定しなくても、光路切り替え器73,74により光路を切り替えることで、周波数制御可能な温度範囲を増加させることができ、かつ前述したように切り替え後も常にPLL制御が可能であれば、どのような長さでも構わない。このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまることである。
In the above description, for the sake of clarity, the frequency of the high-frequency oscillation signal is set to 10 GHz and the phase shift amount adjustable by the phase shifter 16 is set to 360 degrees. Since the same effect as described above can be obtained, it does not necessarily have to be established. This also applies to other embodiments described below.
Further, the lengths of the optical fibers 75, 76, and 77 can be increased by switching the optical path by the optical path switchers 73 and 74 without setting the length described above. Any length can be used as long as it is possible and PLL control is always possible after switching as described above. This also applies to other embodiments described below.

また、環境温度と発振モードとの対応があらかじめ既知である場合には、図16に示すように、制御信号出力部71が、出力端側に設けたカプラ51により分岐した高周波発振信号の周波数に基づいて切り替え制御信号が発生するように構成して、その切り替え制御信号を光路切り替え器73,74に与えることによって光路切り替えを行うようにしてもよい。これは、図16の構成でPLL制御を行わないときの発振信号周波数(発振モードに相当する)を検出することで、発振モードと環境温度との対応から、検出したときの環境温度が分かることによるものである。このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまることである。   Further, when the correspondence between the environmental temperature and the oscillation mode is known in advance, as shown in FIG. 16, the control signal output unit 71 has the frequency of the high-frequency oscillation signal branched by the coupler 51 provided on the output end side. On the basis of this, a switching control signal may be generated, and the switching control signal may be supplied to the optical path switching units 73 and 74 to perform the optical path switching. By detecting the oscillation signal frequency (corresponding to the oscillation mode) when the PLL control is not performed in the configuration of FIG. 16, the environmental temperature at the time of detection can be known from the correspondence between the oscillation mode and the environmental temperature. Is due to. This also applies to other embodiments described below.

また、環境温度と発振モードとの対応があらかじめ既知であることに加えて、移相器16における印加電圧値とそのときの位相シフト量が既知である場合、この位相シフト量とPLL制御実施時の周波数から、PLL制御を行わないときの発振信号の周波数が分かるため、上記電圧値の制御信号が移相器16に印加されているときの環境温度が分かる。したがって、図17に示すように、カプラ62を用いてPLL回路23からの電圧値の制御信号を分岐し、分岐した一方の制御信号を電圧値検出器61に与え、電圧値検出器61により移相器16に印加されている電圧値を検出する。そして、制御信号出力部71により、この検出電圧値に基づいて切り替え制御信号を発生するようにし、光路切り替えを行うようにしてもよい。このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまることである。   In addition to the fact that the correspondence between the environmental temperature and the oscillation mode is known in advance, when the applied voltage value in the phase shifter 16 and the phase shift amount at that time are known, the phase shift amount and the PLL control are performed. From this frequency, the frequency of the oscillation signal when the PLL control is not performed is known, so the environmental temperature when the control signal having the voltage value is applied to the phase shifter 16 can be known. Therefore, as shown in FIG. 17, the control signal of the voltage value from the PLL circuit 23 is branched using the coupler 62, one of the branched control signals is given to the voltage value detector 61, and the voltage value detector 61 moves the control signal. The voltage value applied to the phase shifter 16 is detected. Then, the control signal output unit 71 may generate a switching control signal based on the detected voltage value to switch the optical path. This also applies to other embodiments described below.

以上のように、この実施の形態3によれば、位相調整手段は、それぞれ光路長が異なる複数の光ファイバと、これら複数の光ファイバを選択的に切り替える光路切り替え器73,74を設け、周囲の環境温度、あるいは当該環境温度に対応する変化を表わす出力発振信号の周波数もしくはPLL制御系3における制御信号の電圧値に基づいて切り替え制御信号を発生させ、光路切り替え器73,74がこの切り替え制御信号に応じて複数の光ファイバのうちから所望の光路長の光ファイバを選択して光変調器12と光電変換器14の間の光伝送路の一部として接続することにより、高周波信号の位相を調整するようにしている。したがって、上記各実施の形態と同様、高周波発振器は、周囲の環境温度の変動により光ファイバの熱伸縮が顕著となった場合、振動等による光ファイバへの応力付与やRF伝送路の伸縮等が発生した場合でもPLL制御可能な周波数範囲内で発振でき、PLL制御による支障のない信号周波数の安定化を実現できる。また、初期設定時の温度状態において、発振信号の周波数がPLL制御可能な周波数範囲の境目付近に存在していた場合にも、温度変動によって信号周波数がPLL制御可能範囲外に変動することはなくなる。   As described above, according to the third embodiment, the phase adjusting unit includes the plurality of optical fibers having different optical path lengths and the optical path switching units 73 and 74 that selectively switch the plurality of optical fibers. The switching control signal is generated based on the environmental temperature or the frequency of the output oscillation signal representing the change corresponding to the environmental temperature or the voltage value of the control signal in the PLL control system 3, and the optical path switching units 73 and 74 perform this switching control. By selecting an optical fiber having a desired optical path length from a plurality of optical fibers according to the signal and connecting it as a part of the optical transmission path between the optical modulator 12 and the photoelectric converter 14, the phase of the high frequency signal To adjust. Therefore, as in the above embodiments, the high-frequency oscillator is capable of applying stress to the optical fiber due to vibration or the like, expanding / contracting the RF transmission line, etc. Even if it occurs, it can oscillate within the frequency range in which PLL control is possible, and it is possible to realize stabilization of the signal frequency without any trouble by PLL control. Further, even when the frequency of the oscillation signal is present near the boundary of the frequency range where PLL control is possible in the temperature state at the time of initial setting, the signal frequency will not fluctuate outside the PLL controllable range due to temperature fluctuation. .

実施の形態4.
図18は、この発明の実施の形態4による高周波発振器の機能構成を示すブロック回路図である。図において、図15に相当する部分には同一符号を付し、その説明は原則として省略するものとする。図18は、図15の構成の光ファイバ75〜77の代わりに、光ファイバ82,83,84を設けると共に光変調器12と光路切り替え器73の間の光路として光ファイバ81を設けた構成としている。ここでは、光ファイバ82,83,84は長さが異なる光ファイバとする。また、高周波発振器において使用する光ファイバの長さの大部分を光ファイバ81に割当て、これに対して光ファイバ82,83,84には光ファイバ81に対して十分短い長さのファイバを割当てるように構成する。
この図18の高周波発振器の動作においては、光変調器12における変調後のレーザ光は光ファイバ81を通して光路切り替え器73に伝送される。また、光路切り替え器73,74は、分岐器72から切り替え制御信号を受信した場合に、切り替え制御信号に応じて光ファイバ82,83,84のうちから所望の光路の光ファイバを選択して光ファイバ81と光電変換器14の間に接続する。その他の動作については、前述の実施の形態3と同様である。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 18 is a block circuit diagram showing a functional configuration of the high-frequency oscillator according to the fourth embodiment of the present invention. In the figure, parts corresponding to those in FIG. 15 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted in principle. FIG. 18 shows a configuration in which optical fibers 82, 83, and 84 are provided instead of the optical fibers 75 to 77 in the configuration of FIG. 15 and an optical fiber 81 is provided as an optical path between the optical modulator 12 and the optical path switch 73. Yes. Here, the optical fibers 82, 83, and 84 are optical fibers having different lengths. In addition, most of the length of the optical fiber used in the high-frequency oscillator is assigned to the optical fiber 81, and on the other hand, a sufficiently short fiber is assigned to the optical fiber 82, 83, 84 relative to the optical fiber 81. Configure.
In the operation of the high-frequency oscillator of FIG. 18, the laser light modulated by the optical modulator 12 is transmitted to the optical path switch 73 through the optical fiber 81. Further, when the optical path switching units 73 and 74 receive the switching control signal from the branching unit 72, the optical path switching units 73 and 74 select an optical fiber of a desired optical path from the optical fibers 82, 83, and 84 in accordance with the switching control signal and perform light. A connection is made between the fiber 81 and the photoelectric converter 14. Other operations are the same as those in the third embodiment.

次に、この図18の高周波発振器の効果について説明する。
この高周波発振器において長い光ファイバを使用する場合、その長さの大部分を光ファイバ81に割当て、残りの短い部分を光路切り替え器73,74により切り替えられる光ファイバ82,83,84に割当てる。光ファイバ82,83,84は、具体的には移相器16の位相シフト量に対応した長さ程度(前述した条件のもとでは2.1cm程度)に設定する。このことにより、図15(図16、図17も同様)の場合と同じファイバ長を使用した場合に対し、光路切り替え器73,74で切り替えるファイバ長を短尺化できるため、例えば小型化やコスト低減等のメリットが得られる。
なお、図18の例では、光ファイバの大部分の長さを、光変調器12と光路切り替え器73の間に割り当てたが、代わりに光路切り替え器74と光電変換器14の間の光ファイバに割当てても同様ある。
以上のように、この実施の形態4によれば、上記実施の形態3の構成に加え、光変調器12と光電変換器14の間で使用する光ファイバの長さの大部分を複数光路切り替え器間以外の光路に割当て、複数の光路切り替え器間の複数の光ファイバには十分短い光ファイバを割当てるようにしたので、実施の形態3の効果に加え、小型化やコスト低減等の効果が得られる。
Next, the effect of the high frequency oscillator of FIG. 18 will be described.
When a long optical fiber is used in this high-frequency oscillator, most of the length is assigned to the optical fiber 81, and the remaining short part is assigned to the optical fibers 82, 83, and 84 that can be switched by the optical path switchers 73 and 74. Specifically, the optical fibers 82, 83, and 84 are set to have a length corresponding to the phase shift amount of the phase shifter 16 (about 2.1 cm under the above-described conditions). As a result, the fiber length to be switched by the optical path switchers 73 and 74 can be shortened compared to the case of using the same fiber length as in FIG. 15 (the same applies to FIGS. 16 and 17). Etc. are obtained.
In the example of FIG. 18, most of the length of the optical fiber is allocated between the optical modulator 12 and the optical path switch 73, but instead the optical fiber between the optical path switch 74 and the photoelectric converter 14. The same applies to the assignment.
As described above, according to the fourth embodiment, in addition to the configuration of the third embodiment, most of the length of the optical fiber used between the optical modulator 12 and the photoelectric converter 14 is switched to a plurality of optical paths. Since a sufficiently short optical fiber is assigned to a plurality of optical fibers between a plurality of optical path switchers, in addition to the effects of the third embodiment, there are effects such as downsizing and cost reduction. can get.

実施の形態5.
図19は、この発明の実施の形態5による高周波発振器の機能構成を示すブロック回路図である。図において、図1に相当する部分には同一符号を付し、その説明は原則として省略するものとする。図19は、図1の構成の位相器18に代えて、温度検出器41、制御信号出力部71、分岐器72、伝送路切り替え器91,92、RF信号伝送路93,94,95を設けた構成としている。なお、RF信号伝送路93,94,95はそれぞれ長さの異なる伝送路とする。また、制御信号出力部71からの切り替え制御信号が、分岐器72により2つに分岐されて伝送路切り替え器91,92に与えられるように前述の実施の形態3の図15と類似する構成をしている。
図19の高周波発振器の動作において、光変調器12からの変調後のレーザ光は、上記実施の形態1の図1の場合と同様、光ファイバ13を通して光電変換器14に伝送される。また、温度検出器41、制御信号出力部71および分岐器72の動作は、図15の場合と同様である。伝送路切り替え器91,92は、分岐器72から制御信号出力部71が出力した切り替え制御信号を受信した場合、この制御信号に応じてRF信号伝送路93,94,95のうちから所望の長さの伝送路を選択してカプラ17とアンプ間に接続する。
Embodiment 5 FIG.
FIG. 19 is a block circuit diagram showing a functional configuration of the high-frequency oscillator according to the fifth embodiment of the present invention. In the figure, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted in principle. 19 is provided with a temperature detector 41, a control signal output unit 71, a branching device 72, transmission line switching units 91 and 92, and RF signal transmission lines 93, 94, and 95 instead of the phase shifter 18 having the configuration shown in FIG. It has a configuration. The RF signal transmission lines 93, 94, and 95 are transmission lines having different lengths. Further, the switching control signal from the control signal output unit 71 is branched into two by the branching device 72 and supplied to the transmission line switching devices 91 and 92, and the configuration similar to that of FIG. doing.
In the operation of the high-frequency oscillator of FIG. 19, the modulated laser light from the optical modulator 12 is transmitted to the photoelectric converter 14 through the optical fiber 13 as in the case of FIG. The operations of the temperature detector 41, the control signal output unit 71, and the branching device 72 are the same as in the case of FIG. When the transmission path switching units 91 and 92 receive the switching control signal output from the control signal output unit 71 from the branching unit 72, the transmission path switching units 91 and 92 have a desired length from the RF signal transmission paths 93, 94, and 95 according to the control signal. Is selected and connected between the coupler 17 and the amplifier.

次に、図19の高周波発振器の効果について説明する。
一般的に光路切り替え器として用いられる光スイッチは、市販品でミリ秒オーダー程度の切り替え時間が生じるが、一方、例えばRF信号の伝送路切り替え器として用いることのできる半導体スイッチは、市販品でナノ秒オーダー程度の切り替え時間のものが入手可能である。したがって、経路の切り替えにRF信号用の伝送路切り替え器を用いることで、切り替え時間の短縮化が可能になるという効果が得られる。
Next, the effect of the high frequency oscillator of FIG. 19 will be described.
In general, an optical switch used as an optical path switch is a commercial product, and a switching time on the order of milliseconds occurs. On the other hand, for example, a semiconductor switch that can be used as an RF signal transmission path switch is a commercially available nano switch. Those with switching times on the order of seconds are available. Therefore, the use of an RF signal transmission path switching unit for path switching can provide an effect that switching time can be shortened.

なお、図19の高周波発振器では、温度検出器41で検出した周囲の環境温度に基づいて制御信号出力部71で発生する切り替え制御信号を用いて伝送路切り替え器91,92を切り替えているが、前述の実施の形態3の図16または図17と同様に、周囲の環境温度、振動等による光ファイバへの応力付与やRF伝送路の伸縮等に対応する変化を表わす出力発振信号の周波数またはPLL制御系3における制御信号の電圧値に基づいて発生する切り替え制御信号を用いるように構成してもよい。   In the high-frequency oscillator of FIG. 19, the transmission path switching units 91 and 92 are switched using a switching control signal generated by the control signal output unit 71 based on the ambient environmental temperature detected by the temperature detector 41. Similar to FIG. 16 or FIG. 17 of the third embodiment described above, the frequency or PLL of the output oscillation signal representing the change corresponding to the application of stress to the optical fiber due to the ambient temperature, vibration, etc., the expansion and contraction of the RF transmission path, etc. You may comprise so that the switching control signal generated based on the voltage value of the control signal in the control system 3 may be used.

以上のように、この実施の形態5によれば、位相調整手段は、それぞれ長さが異なる複数の電気信号伝送路93,94,95と、これら複数の電気信号伝送路を選択的に切り替える伝送路切り替え器91,92を設け、周囲の環境温度、あるいは当該環境温度、振動等による光ファイバへの応力付与やRF伝送路の伸縮等に対応する変化を表わす出力発振信号の周波数もしくはPLL制御系3における制御信号の電圧値に基づいて切り替え制御信号を発生させ、伝送路切り替え器91,92がこの切り替え制御信号に応じて複数の電気信号伝送路のうちから所望の長さ電気信号伝送路を選択して光電変換器14と光変調器12の間のRF伝送路の一部として接続することにより、高周波信号の位相を調整するようにしている。したがって、上記各実施の形態と同様、高周波発振器は、周囲の環境温度の変動により光ファイバの熱伸縮が顕著となった場合、振動等による光ファイバへの応力付与やRF伝送路の伸縮等が発生してもPLL制御可能な周波数範囲内で発振でき、PLL制御による支障のない信号周波数の安定化を実現できる。また、初期設定時の温度状態において、発振信号の周波数がPLL制御可能な周波数範囲の境目付近に存在していた場合にも、温度変動によって信号周波数がPLL制御可能範囲外に変動することはなくなる。   As described above, according to the fifth embodiment, the phase adjusting means transmits a plurality of electrical signal transmission paths 93, 94, and 95 having different lengths, and transmission that selectively switches between the plurality of electrical signal transmission paths. The path switching units 91 and 92 are provided, and the frequency of the output oscillation signal or the PLL control system that represents changes in response to the ambient temperature, the stress applied to the optical fiber due to the environmental temperature, vibration, etc., and the expansion and contraction of the RF transmission path 3 generates a switching control signal based on the voltage value of the control signal in 3, and the transmission path switching units 91 and 92 select an electrical signal transmission path having a desired length from among the plurality of electrical signal transmission paths in accordance with the switching control signal. By selecting and connecting as part of the RF transmission path between the photoelectric converter 14 and the optical modulator 12, the phase of the high-frequency signal is adjusted. Therefore, as in the above embodiments, the high-frequency oscillator is capable of applying stress to the optical fiber due to vibration or the like, expanding / contracting the RF transmission line, etc. Even if it occurs, it can oscillate within a frequency range in which PLL control is possible, and stabilization of the signal frequency without any trouble by PLL control can be realized. Further, even when the frequency of the oscillation signal is present near the boundary of the frequency range where PLL control is possible in the temperature state at the time of initial setting, the signal frequency will not fluctuate outside the PLL controllable range due to temperature fluctuation. .

実施の形態6.
図20は、この発明の実施の形態6による高周波発振器の機能構成を示すブロック回路図である。図において、図1に相当する部分には同一符号を付し、その説明は原則として省略するものとする。図20では、図1の構成にある移相器18を設けず、またレーザ光源10の代わりに波長可変レーザ光源101を設け、さらに、温度検出器41と出力波長判別手段111を設けた構成としている。したがって、図20の場合の光伝送系1は、波長可変レーザ光源101、光変調器12、光ファイバ11,13等、光電変換器14により構成されることになる。
Embodiment 6 FIG.
FIG. 20 is a block circuit diagram showing a functional configuration of the high-frequency oscillator according to the sixth embodiment of the present invention. In the figure, parts corresponding to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted in principle. 20, the phase shifter 18 in the configuration of FIG. 1 is not provided, the wavelength variable laser light source 101 is provided in place of the laser light source 10, and the temperature detector 41 and the output wavelength discriminating means 111 are further provided. Yes. Therefore, the optical transmission system 1 in the case of FIG. 20 is configured by the wavelength tunable laser light source 101, the optical modulator 12, the optical fibers 11 and 13, and the photoelectric converter 14.

この図20の高周波発振器の動作について説明する。
波長可変レーザ光源101で発生したレーザ光が光変調器12に出力される。温度検出器41は、この高周波発振器の周囲の環境温度を検出し、この検出温度を表わす温度情報信号を出力波長判別手段111へ出力する。出力波長判別手段111は、温度検出器41からの温度情報信号を受信すると、この温度情報信号が示す温度検出器41による検出温度に応じて波長可変レーザ光源101から発生させるべきレーザ光の所望の出力波長を判別し、この判別した波長を表す波長情報信号を波長可変レーザ光源101へ出力する。ここで判別されるレーザ光の所望の出力波長とは、当該高周波発振器の発振周波数の変動をPLL制御の予め設定した周波数引き込み範囲内に納めるために必要な波長である。波長可変レーザ光源101は、出力波長判別手段111からの波長情報信号を受けると、波長情報信号で指示している所望の出力波長のレーザ光を発生する。なお、その他の動作については、前述の実施の形態1と同様である。
The operation of the high frequency oscillator of FIG. 20 will be described.
Laser light generated by the wavelength tunable laser light source 101 is output to the optical modulator 12. The temperature detector 41 detects the ambient temperature around the high frequency oscillator and outputs a temperature information signal representing the detected temperature to the output wavelength discriminating means 111. Upon receiving the temperature information signal from the temperature detector 41, the output wavelength discriminating means 111 receives a desired laser beam to be generated from the wavelength tunable laser light source 101 in accordance with the temperature detected by the temperature detector 41 indicated by the temperature information signal. The output wavelength is determined, and a wavelength information signal representing the determined wavelength is output to the wavelength tunable laser light source 101. The desired output wavelength of the laser light discriminated here is a wavelength necessary for keeping the fluctuation of the oscillation frequency of the high-frequency oscillator within the preset frequency pull-in range of the PLL control. When the wavelength tunable laser light source 101 receives the wavelength information signal from the output wavelength discriminating means 111, it generates a laser beam having a desired output wavelength indicated by the wavelength information signal. Other operations are the same as those in the first embodiment.

次に、この図20における高周波発振器の効果について説明する。
ここで、この高周波発振器の効果を分かりやすく説明するため、周囲の環境温度10℃〜40℃の間でPLL制御を実施する場合について、以下で述べる。なお、以下の説明において、前述した前提条件1および前提条件3が成立しているものと仮定する。
一般的に、前述した環境温度程度の変動が生じた場合、この高周波発振器において、周波数変動が生じるための最も大きな要因は、光ファイバの熱伸縮による長さの変動である。また、光ファイバ自身の主な材料である石英ガラスの線膨張率が1ppm/℃以下であるのに対し、光ファイバの保護被覆として多く用いられるUV樹脂やナイロン等の素材は、線膨張率が10ppm/℃以上であるものが多いため、この光ファイバの熱伸縮による長さ変動は、一般的には保護被覆の伸縮による変動が支配的となる場合が多い。ここで、高周波発振器の効果を分かりやすく説明するため、この高周波発振器内で用いるファイバ長を1000mとし、光ファイバの熱伸縮による長さ変動を10ppm/℃と仮定する。
Next, the effect of the high frequency oscillator in FIG. 20 will be described.
Here, in order to explain the effect of the high-frequency oscillator in an easy-to-understand manner, a case where PLL control is performed between ambient environmental temperatures of 10 ° C. to 40 ° C. will be described below. In the following description, it is assumed that the above-described precondition 1 and precondition 3 are satisfied.
In general, when the above-described fluctuation of the ambient temperature occurs, the largest factor for the frequency fluctuation in this high-frequency oscillator is a fluctuation in length due to thermal expansion and contraction of the optical fiber. In addition, quartz glass, which is the main material of the optical fiber itself, has a linear expansion coefficient of 1 ppm / ° C. or less, whereas materials such as UV resin and nylon, which are often used as protective coatings for optical fibers, have a linear expansion coefficient. Since there are many that are 10 ppm / ° C. or more, the length variation due to thermal expansion and contraction of the optical fiber is generally often dominant due to the expansion and contraction of the protective coating. Here, in order to explain the effect of the high-frequency oscillator in an easy-to-understand manner, it is assumed that the fiber length used in the high-frequency oscillator is 1000 m, and the length variation due to thermal expansion and contraction of the optical fiber is 10 ppm / ° C.

また、光ファイバ等の物質中を光が伝播する場合、光の速さが光の波長(周波数)により異なる現象が生じ、これを分散と呼んでいる。一般的なシングルモードファイバ(以下、SMFと称する)の分散値は、波長1.3μm付近でほぼ0であり、波長1.55μm付近で約17ps/km/nmである。この「ps/km/nm」という単位は、波長が1nm離れた2つの光がファイバ長1kmを伝播したときに生じる伝播時間の差を表している。以下の説明では、波長可変レーザ光源101で用いるレーザ波長帯を1.55μm付近とし、用いる光ファイバを一般的なSMFとして、この分散値を17ps/km/nmとする。   In addition, when light propagates through a material such as an optical fiber, a phenomenon occurs in which the speed of light varies depending on the wavelength (frequency) of light, which is called dispersion. The dispersion value of a general single mode fiber (hereinafter referred to as SMF) is approximately 0 near a wavelength of 1.3 μm and is approximately 17 ps / km / nm near a wavelength of 1.55 μm. The unit of “ps / km / nm” represents a difference in propagation time that occurs when two light beams having a wavelength of 1 nm are propagated through a fiber length of 1 km. In the following description, it is assumed that the laser wavelength band used in the wavelength tunable laser light source 101 is around 1.55 μm, the optical fiber to be used is a general SMF, and the dispersion value is 17 ps / km / nm.

このとき、1000mの光ファイバが、環境温度10℃から40℃まで変動する場合に生じるファイバ長変動量をΔL(10℃−40℃)とすると、ΔL(10℃〜40℃)は、ファイバの熱伸縮による長さ変動を10ppm/℃として(2)式のように計算できる。
ΔL(10℃−40℃)=1000×10・10(-6) ・(40−10)=0.3[m]
(2)
次に、このΔL(10℃−40℃)のファイバ長変動量分の伝播時間差を生じさせるために必要な光の波長差をΔλとすると、Δλは、ΔL(10℃−40℃)を用いて(3)式のように表すことができる。

Figure 0005137776
ここで、cは光速、nはファイバの屈折率、dSMFは用いたSMFの分散値である。
(3)式に、c=3.0×108m/s、n=1.45、dSMF=17ps/km/nmおよびΔL(10℃−40℃)=0.3mを代入すると、Δλ=85nmが得られる。 At this time, if the fiber length fluctuation amount generated when the optical fiber of 1000 m fluctuates from 10 ° C. to 40 ° C. is ΔL (10 ° C.-40 ° C.), ΔL (10 ° C.-40 ° C.) is The length variation due to thermal expansion and contraction is 10 ppm / ° C. and can be calculated as in equation (2).
ΔL (10 ° C.-40 ° C.) = 1000 × 10 · 10 (−6) · (40−10) = 0.3 [m]
(2)
Next, assuming that the wavelength difference of light necessary to generate the propagation time difference corresponding to the fiber length fluctuation amount of ΔL (10 ° C.-40 ° C.) is Δλ, ΔL (10 ° C.-40 ° C.) is used. (3) can be expressed as follows.
Figure 0005137776
Here, c is the speed of light, n is the refractive index of the fiber, and d SMF is the dispersion value of the SMF used.
Substituting c = 3.0 × 10 8 m / s, n = 1.45, d SMF = 17 ps / km / nm and ΔL (10 ° C.−40 ° C.) = 0.3 m into the equation (3), Δλ = 85 nm is obtained.

したがって、周囲の環境温度10℃から40℃まで変動した場合でも、波長可変レーザ光源101から出力されるレーザ光の波長を85nm変化させることで、環境温度変動で生じるファイバ長変動量を、光の波長を考慮した光路長という観点で補正することが可能となる。なお、光ファイバにおいては、光の波長が小さいほど屈折率が大きくなり、光路長は長くなるため、上記の例では、環境温度10℃時は、40℃時に対してレーザ光の波長を85nm小さくすることで、前述の補正が可能となる。   Therefore, even when the ambient environmental temperature varies from 10 ° C. to 40 ° C., by changing the wavelength of the laser light output from the wavelength tunable laser light source 101 by 85 nm, the fiber length variation caused by the environmental temperature variation can be reduced. Correction can be performed from the viewpoint of the optical path length in consideration of the wavelength. In an optical fiber, since the refractive index increases and the optical path length increases as the wavelength of light decreases, in the above example, the wavelength of the laser beam is 85 nm smaller than that at 40 ° C. when the ambient temperature is 10 ° C. By doing so, the above-described correction becomes possible.

また、前述した前提条件1および前提条件3に加えて、以下の前提条件4が成立しているものと仮定する。
前提条件4: 分散による2つの波長の光の伝播時間差、つまりこの差から得られるファイバ長変動への換算量と、周囲の環境温度の変動で生じるファイバ長変動量とが1対1の対応関係であり、周囲の環境温度が変動した場合、その変動で生じるファイバ長変動量を補正するために必要なレーザ光の波長変化量を出力波長判別手段111で判別できるとする。
このとき、(2)式および(3)式と前提条件4から、周囲の環境温度が10℃〜40℃だけではなく、任意の範囲で変動した場合でも、その変動で生じるファイバ長変動量を補正するために必要なレーザ光の波長変化量を出力波長判別手段111で判別できる。したがって、この図20における高周波発振器により、周囲の環境温度が変動した場合でも、周波数を安定化させることができるという効果が得られる。
Further, in addition to the above-described precondition 1 and precondition 3, it is assumed that the following precondition 4 is satisfied.
Precondition 4: One-to-one correspondence between the propagation time difference of light of two wavelengths due to dispersion, that is, the converted amount to the fiber length fluctuation obtained from this difference and the fiber length fluctuation amount caused by the ambient temperature fluctuation In the case where the ambient environmental temperature fluctuates, it is assumed that the output wavelength discriminating means 111 can discriminate the amount of change in the wavelength of the laser beam necessary for correcting the fiber length fluctuation amount caused by the fluctuation.
At this time, from the formulas (2) and (3) and the precondition 4, even if the ambient environmental temperature fluctuates not only in a range of 10 ° C. to 40 ° C. but also in an arbitrary range, the fiber length variation amount caused by the variation is calculated. The wavelength change amount of the laser beam necessary for correction can be discriminated by the output wavelength discriminating means 111. Therefore, the high-frequency oscillator in FIG. 20 has an effect that the frequency can be stabilized even when the ambient environmental temperature fluctuates.

また、例えば実施の形態3、4および5における高周波発振器では、光路切り替え器または伝送路切り替え器や、複数の光ファイバまたはRF信号伝送路が必要となるが、この図20における高周波発振器の場合は、一つの光ファイバで実施でき、ファイバ長を短尺化できるという効果が得られる。したがって、前述した実施の形態3、4および5における高周波発振器と比べて、小型化やコスト低減等のメリットがある。   Further, for example, in the high-frequency oscillators in the third, fourth, and fifth embodiments, an optical path switch or a transmission path switch, a plurality of optical fibers or RF signal transmission paths are required. In the case of the high-frequency oscillator in FIG. This can be implemented with a single optical fiber, and the effect of shortening the fiber length can be obtained. Therefore, there are advantages such as downsizing and cost reduction as compared with the high-frequency oscillators in the third, fourth, and fifth embodiments described above.

なお、前述したファイバ長や、光ファイバの熱伸縮による長さ変動については、前述した効果が得られるのであれば、別に仮定した値でなくても構わない。
また、使用する光ファイバはSMFと仮定したが、別にSMFでなくても構わない。
また、光ファイバの分散値は17ps/nm/kmで一定値と仮定したが、光ファイバによっては波長により分散値が異なる場合がある。ただし、各波長における分散値が既知であれば、(2)式および(3)式を用いることで、波長可変レーザ光源101における所望のレーザ光の波長変化量を導出することができるため、前述したように一定値でなくても構わない。
Note that the fiber length described above and the length variation due to thermal expansion and contraction of the optical fiber may not be assumed separately as long as the above-described effect can be obtained.
Further, although the optical fiber used is assumed to be SMF, it may not be SMF.
Moreover, although the dispersion value of the optical fiber is assumed to be a constant value of 17 ps / nm / km, the dispersion value may vary depending on the wavelength depending on the optical fiber. However, if the dispersion value at each wavelength is known, the wavelength change amount of the desired laser beam in the wavelength tunable laser light source 101 can be derived by using the equations (2) and (3). As described above, it does not have to be a constant value.

また、前述した前提条件4では、分散による2つの波長の光の伝播時間差、つまりこの差から得られるファイバ長変動への換算量と、周囲の環境温度の変動で生じるファイバ長変動量とが1対1の対応関係であると仮定したが、周囲の環境温度が変動した場合に、その変動で生じるファイバ長変動量を補正するために必要なレーザ光の波長変化量を出力波長判別手段111で判別できるのであれば、別に前述の1対1の対応関係でなくても構わない。
また、出力波長判別手段111は、温度検出器41で検出した環境温度からレーザ光の所望の出力波長を判別しているが、これに限らず、高周波発振器の出力端側で分岐した発振信号の周波数またはPLL制御手段で位相シフトに用いる制御信号の電圧値に基づいて所望の出力波長を判別するようにしてもよい。
In the above-mentioned precondition 4, the difference in propagation time of light of two wavelengths due to dispersion, that is, the conversion amount to the fiber length fluctuation obtained from this difference and the fiber length fluctuation amount caused by the fluctuation of the ambient temperature are 1 Although it is assumed that there is a one-to-one correspondence, when the ambient temperature changes, the output wavelength discrimination means 111 determines the wavelength change amount of the laser light necessary to correct the fiber length fluctuation amount caused by the fluctuation. As long as it can be determined, the above-described one-to-one correspondence may not be necessary.
The output wavelength discriminating means 111 discriminates the desired output wavelength of the laser beam from the environmental temperature detected by the temperature detector 41. However, the present invention is not limited to this. You may make it discriminate | determine a desired output wavelength based on the voltage value of the control signal used for a phase shift with a frequency or PLL control means.

以上のように、この実施の形態6によれば、レーザ光源として波長可変レーザ光源101を使用し、周囲の環境温度、あるいは当該環境温度、振動等による光ファイバへの応力付与やRF伝送路の伸縮等に対応する変化を表わす出力発振信号の周波数もしくはPLL制御系3における制御信号の電圧値に基づいて当該高周波発振器の発振周波数の変動をPLL制御の予め設定した周波数引き込み範囲内に納めるために必要なレーザ光の所望の出力波長を判別し、波長可変レーザ光源101からこの判別した所望の出力波長のレーザ光を発生するようにしたので、上記各実施の形態と同様な効果を奏する。また、上記実施の形態3、4および5における高周波発振器と比べて、小型化やコスト低減化を図ることができる。   As described above, according to the sixth embodiment, the wavelength tunable laser light source 101 is used as a laser light source, and stress is applied to the optical fiber due to the ambient environment temperature or the environment temperature, vibration, etc. In order to keep the fluctuation of the oscillation frequency of the high-frequency oscillator within the preset frequency pull-in range of the PLL control based on the frequency of the output oscillation signal representing the change corresponding to expansion or contraction or the voltage value of the control signal in the PLL control system 3 The desired output wavelength of the necessary laser light is discriminated, and the laser light having the discriminated desired output wavelength is generated from the wavelength tunable laser light source 101. Therefore, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained. In addition, as compared with the high-frequency oscillators in the third, fourth, and fifth embodiments, the size and cost can be reduced.

なお、上記図20における高周波発振器と同様に、波長可変レーザ光源101から出力されるレーザ光の波長を変化させることで、周囲の環境温度の変動で生じるファイバ長変動量を十分補正でき、この補正によりPLL制御を行わなくても発振信号の周波数を安定化させることができる場合には、図21に示すように、図20の構成からPLL制御系を除いた構成の高周波発振器としてもよい。このことにより、高周波発振器をより簡素化することが可能になる   Similar to the high-frequency oscillator shown in FIG. 20, by changing the wavelength of the laser light output from the wavelength tunable laser light source 101, the fiber length variation caused by the ambient temperature variation can be sufficiently corrected. When the frequency of the oscillation signal can be stabilized without performing PLL control, a high frequency oscillator having a configuration excluding the PLL control system from the configuration of FIG. 20 may be used as shown in FIG. This makes it possible to further simplify the high-frequency oscillator.

この発明の実施の形態1による高周波発振器の機能構成を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram which shows the function structure of the high frequency oscillator by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る高周波発振器の発振モードと内部のバンドパスフィルタの透過スペクトルを表す模式図である。It is a schematic diagram showing the oscillation mode of the high frequency oscillator concerning Embodiment 1 of this invention, and the transmission spectrum of an internal band pass filter. PLL制御の周波数引き込み範囲を表す模式図である。It is a schematic diagram showing the frequency pull-in range of PLL control. 周囲環境温度の発振モードと発振周波数設定値の関係が周波数引き込み範囲外となる例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example from which the relationship between the oscillation mode of ambient temperature and an oscillation frequency setting value becomes out of a frequency drawing range. 周囲環境温度の発振モードと発振周波数設定値の関係が周波数引き込み範囲外となる他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example from which the relationship between the oscillation mode of ambient environment temperature and an oscillation frequency setting value is out of a frequency drawing range. この発明の実施の形態1により周囲環境温度の発振モードと発振周波数設定値の関係と周波数引き込み範囲が一致した状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the state with which the relationship between the oscillation mode of ambient environment temperature and the oscillation frequency setting value, and the frequency pull-in range corresponded by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による高周波発振器の他の構成例を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram which shows the other structural example of the high frequency oscillator by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による高周波発振器のさらに他の構成例を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram which shows the further another structural example of the high frequency oscillator by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による高周波発振器のさらに他の構成例を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram which shows the further another structural example of the high frequency oscillator by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2による高周波発振器の機能構成を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram which shows the function structure of the high frequency oscillator by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2による高周波発振器の他の構成例を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram which shows the other structural example of the high frequency oscillator by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2による高周波発振器のさらに他の構成例を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram which shows the further another structural example of the high frequency oscillator by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3による高周波発振器の機能構成を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram which shows the function structure of the high frequency oscillator by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3に係る周波数制御を説明するためのスペクトルを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the spectrum for demonstrating the frequency control which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3による高周波発振器の他の構成例を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram which shows the other structural example of the high frequency oscillator by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3による高周波発振器のさらに他の構成例を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram which shows the further another structural example of the high frequency oscillator by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3による高周波発振器のさらに他の構成例を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram which shows the further another structural example of the high frequency oscillator by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4による高周波発振器の機能構成を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram which shows the function structure of the high frequency oscillator by Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態5による高周波発振器の機能構成を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram which shows the function structure of the high frequency oscillator by Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態6による高周波発振器の機能構成を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram which shows the function structure of the high frequency oscillator by Embodiment 6 of this invention. この発明の実施の形態6による高周波発振器の他の構成例を示すブロック回路図である。It is a block circuit diagram which shows the other structural example of the high frequency oscillator by Embodiment 6 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 光伝送系、2 RF信号伝送系、3 PLL制御系、10 レーザ光源、11 光学路(光ファイバ)、12 光変調器、13,75〜77,81〜84 光ファイバ、14 光電変換器、15 バンドパスフィルタ、16,18 移相器、17,20,51,62 カプラ、19 アンプ、22 分周器、23 PLL回路、31,32 光遅延器、41 温度検出器、42 位相シフト量判別手段、43 電圧発生手段、61 電圧値検出器、71 制御信号出力部、72 分岐器、73,74 光路切り替え器、91,92 伝送路切り替え器、93〜95 RF信号伝送路、101 波長可変レーザ光源、111 出力波長判別手段。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical transmission system, 2 RF signal transmission system, 3 PLL control system, 10 Laser light source, 11 Optical path (optical fiber), 12 Optical modulator, 13, 75-77, 81-84 Optical fiber, 14 Photoelectric converter, 15 band pass filter, 16, 18 phase shifter, 17, 20, 51, 62 coupler, 19 amplifier, 22 frequency divider, 23 PLL circuit, 31, 32 optical delay device, 41 temperature detector, 42 phase shift amount discrimination Means, 43 Voltage generating means, 61 Voltage value detector, 71 Control signal output unit, 72 Branching device, 73, 74 Optical path switch, 91, 92 Transmission path switch, 93-95 RF signal transmission path, 101 Wavelength variable laser Light source, 111 output wavelength discrimination means.

Claims (16)

レーザ光源から発生されたレーザ光を光変調器により変調し、光ファイバを介して伝送した変調後のレーザ光を光電変換器により高周波信号に変換し、変換後の高周波信号からバンドパスフィルタにより所定の通過帯域成分を取り出し、当該所定の通過帯域成分の高周波信号を変調信号として前記光変調器に帰還すると共に発振信号として出力する高周波発振器において、
前記高周波信号の周波数が一定になるように制御するPLL制御手段と、
当該高周波発振器の発振周波数の変動を前記PLL制御手段の予め設定した周波数引き込み範囲内に納めるように前記高周波信号の位相を調整する位相調整手段を備えたことを特徴とする高周波発振器。
The laser light generated from the laser light source is modulated by an optical modulator, the modulated laser light transmitted through an optical fiber is converted into a high-frequency signal by a photoelectric converter, and the converted high-frequency signal is predetermined by a bandpass filter. In the high-frequency oscillator that takes out the passband component of the output and feeds back the high-frequency signal of the predetermined passband component to the optical modulator as a modulation signal and outputs it as an oscillation signal,
PLL control means for controlling the frequency of the high-frequency signal to be constant;
A high-frequency oscillator comprising phase adjusting means for adjusting the phase of the high-frequency signal so that the fluctuation of the oscillation frequency of the high-frequency oscillator falls within a preset frequency pull-in range of the PLL control means.
位相調整手段は、光電変換器と光変調器の間に設けられ、高周波信号の位相を直接変化させる移相器を有したことを特徴とする請求項1記載の高周波発振器。   2. The high frequency oscillator according to claim 1, wherein the phase adjusting means includes a phase shifter that is provided between the photoelectric converter and the optical modulator and directly changes the phase of the high frequency signal. 位相調整手段は、光変調器と光電変換器の間に設けられ、高周波信号の位相を調整する光路の長さを設定する光遅延器を有したことを特徴とする請求項1記載の高周波発振器。   2. The high-frequency oscillator according to claim 1, wherein the phase adjusting means includes an optical delay unit that is provided between the optical modulator and the photoelectric converter and sets a length of an optical path for adjusting a phase of the high-frequency signal. . 位相調整手段は、
当該高周波発振器の周囲の環境温度を検出する温度検出器と、
前記検出された環境温度に基づいて当該位相調整手段で調整する所望の位相シフト量を判別する位相シフト量判別手段と、
前記判別された所望の位相シフト量に応じた制御電圧値を生成する電圧発生手段を有し、
前記生成された制御電圧値に応じて高周波信号の位相を調整することを特徴とする請求項2記載の高周波発振器。
The phase adjustment means is
A temperature detector for detecting the ambient temperature around the high-frequency oscillator;
A phase shift amount determining means for determining a desired phase shift amount to be adjusted by the phase adjusting means based on the detected environmental temperature;
Voltage generating means for generating a control voltage value according to the determined desired phase shift amount;
3. The high frequency oscillator according to claim 2, wherein the phase of the high frequency signal is adjusted in accordance with the generated control voltage value.
位相調整手段は、
当該高周波発振器の発振信号の周波数に基づいて当該位相調整手段で調整する所望の位相シフト量を判別する位相シフト量判別手段と、
前記判別された所望の位相シフト量に応じた制御電圧値を生成する電圧発生手段を有し、
前記生成された制御電圧値に応じて高周波信号の位相を調整することを特徴とする請求項2記載の高周波発振器。
The phase adjustment means is
A phase shift amount determining means for determining a desired phase shift amount to be adjusted by the phase adjusting means based on the frequency of the oscillation signal of the high frequency oscillator;
Voltage generating means for generating a control voltage value according to the determined desired phase shift amount;
3. The high frequency oscillator according to claim 2, wherein the phase of the high frequency signal is adjusted in accordance with the generated control voltage value.
位相調整手段は、
PLL制御手段で位相シフトに用いる制御信号の電圧値を検出する電圧検出器と、
前記検出された制御信号の電圧値に基づいて当該位相調整手段で調整する所望の位相シフト量を判別する位相シフト量判別手段と、
前記判別された所望の位相シフト量に応じた制御電圧値を生成する電圧発生手段を有し、
前記生成された制御電圧値に応じて高周波信号の位相を調整することを特徴とする請求項2記載の高周波発振器。
The phase adjustment means is
A voltage detector for detecting a voltage value of a control signal used for phase shift by the PLL control means;
A phase shift amount determining means for determining a desired phase shift amount to be adjusted by the phase adjusting means based on the voltage value of the detected control signal;
Voltage generating means for generating a control voltage value according to the determined desired phase shift amount;
3. The high frequency oscillator according to claim 2, wherein the phase of the high frequency signal is adjusted in accordance with the generated control voltage value.
位相調整手段は、
当該高周波発振器の周囲の環境温度を検出する温度検出器と、
前記検出された環境温度に基づいて切り替え制御信号を出力する制御信号出力部と、
それぞれ光路長が異なる複数の光ファイバと、
前記切り替え制御信号に応じて前記複数の光ファイバのうちから所望の光路長の光ファイバを選択して光変調器と光電変換器の間の光伝送路の一部として接続する光路切り替え器を有したことを特徴とする請求項1記載の高周波発振器。
The phase adjustment means is
A temperature detector for detecting the ambient temperature around the high-frequency oscillator;
A control signal output unit that outputs a switching control signal based on the detected ambient temperature;
A plurality of optical fibers each having a different optical path length;
An optical path switch that selects an optical fiber having a desired optical path length from the plurality of optical fibers according to the switching control signal and connects the optical fiber as a part of an optical transmission path between the optical modulator and the photoelectric converter; The high frequency oscillator according to claim 1, wherein
位相調整手段は、
当該高周波発振器の発振信号の周波数に基づいて切り替え制御信号を出力する制御信号出力部と、
それぞれ光路長が互いに異なる複数の光ファイバと、
前記切り替え制御信号に応じて前記複数の光ファイバのうちから所望の光路長の光ファイバ選択して光変調器と光電変換器の間の光伝送路の一部として接続する光路切り替え器を有したことを特徴とする請求項1記載の高周波発振器。
The phase adjustment means is
A control signal output unit that outputs a switching control signal based on the frequency of the oscillation signal of the high-frequency oscillator;
A plurality of optical fibers each having a different optical path length;
An optical path switch that selects an optical fiber having a desired optical path length from the plurality of optical fibers according to the switching control signal and connects the optical fiber as a part of an optical transmission path between the optical modulator and the photoelectric converter; The high-frequency oscillator according to claim 1.
位相調整手段は、
PLL制御手段で位相シフトに用いる制御信号の電圧値を検出する電圧検出器と、
前記電圧検出器で検出された電圧値に基づいて切り替え制御信号を出力する制御信号出力部と、
それぞれ光路長が異なる複数の光ファイバと、
前記切り替え制御信号に応じて前記複数の光ファイバのうちから所望の光路長の光ファイバを選択して光変調器と光電変換器の間の光伝送路の一部として接続する光路切り替え器を有したことを特徴とする請求項1記載の高周波発振器。
The phase adjustment means is
A voltage detector for detecting a voltage value of a control signal used for phase shift by the PLL control means;
A control signal output unit that outputs a switching control signal based on a voltage value detected by the voltage detector;
A plurality of optical fibers each having a different optical path length;
An optical path switch that selects an optical fiber having a desired optical path length from the plurality of optical fibers according to the switching control signal and connects the optical fiber as a part of an optical transmission path between the optical modulator and the photoelectric converter; The high frequency oscillator according to claim 1, wherein
光変調器と光電変換器の間で使用する光ファイバの長さの大部分を複数光路切り替え器間以外の光路に割当て、残りの短い部分を前記複数光路切り替え器で切り替える複数の光ファイバに割当てたことを特徴とする請求項7から請求項9のうちのいずれか1項記載の高周波発振器。   Almost all of the length of the optical fiber used between the optical modulator and the photoelectric converter is allocated to an optical path other than between the optical path switches, and the remaining short part is allocated to the optical fibers switched by the optical path switch. The high-frequency oscillator according to claim 7, wherein the high-frequency oscillator is provided. 位相調整手段は、
当該高周波発振器の周囲の環境温度を検出する温度検出器と、
前記検出された環境温度に基づいて切り替え制御信号を出力する制御信号出力部と、
それぞれ長さが異なる複数の電気信号伝送路と、
前記切り替え制御信号に応じて前記複数の電気信号伝送路のうちから所望の長さの電気信号伝送路を選択して光電変換器と光変調器の間のRF伝送路の一部として接続する伝送路切り替え器を有したことを特徴とする請求項1記載の高周波発振器。
The phase adjustment means is
A temperature detector for detecting the ambient temperature around the high-frequency oscillator;
A control signal output unit that outputs a switching control signal based on the detected ambient temperature;
A plurality of electrical signal transmission lines each having a different length;
Transmission in which an electrical signal transmission path having a desired length is selected from the plurality of electrical signal transmission paths in accordance with the switching control signal and connected as a part of an RF transmission path between the photoelectric converter and the optical modulator. The high-frequency oscillator according to claim 1, further comprising a path switch.
位相調整手段は、
当該高周波発振器の発振信号の周波数に基づいて切り替え制御信号を出力する制御信号出力部と、
それぞれ長さが異なる複数の電気信号伝送路と、
前記切り替え制御信号に応じて前記複数の電気信号伝送路のうちから所望の長さの電気信号伝送路を選択して光電変換器と光変調器の間のRF伝送路の一部として接続する伝送路切り替え器を有したことを特徴とする請求項1記載の高周波発振器。
The phase adjustment means is
A control signal output unit that outputs a switching control signal based on the frequency of the oscillation signal of the high-frequency oscillator;
A plurality of electrical signal transmission lines each having a different length;
Transmission in which an electrical signal transmission path having a desired length is selected from the plurality of electrical signal transmission paths in accordance with the switching control signal and connected as a part of an RF transmission path between the photoelectric converter and the optical modulator. The high-frequency oscillator according to claim 1, further comprising a path switch.
位相調整手段は、
PLL制御手段で位相シフトに用いる制御信号の電圧値を検出する電圧検出器と、
前記電圧検出器で検出された電圧値に基づいて切り替え制御信号を出力する制御信号出力部と、
それぞれ長さが異なる複数の電気信号伝送路と、
前記切り替え制御信号に応じて前記複数の電気信号伝送路のうちから所望の長さの電気信号伝送路を選択して光電変換器と記光変調器の間のRF伝送路に接続する伝送路切り替え器を有したことを特徴とする請求項1記載の高周波発振器。
The phase adjustment means is
A voltage detector for detecting a voltage value of a control signal used for phase shift by the PLL control means;
A control signal output unit that outputs a switching control signal based on a voltage value detected by the voltage detector;
A plurality of electrical signal transmission lines each having a different length;
Transmission path switching for selecting an electrical signal transmission path having a desired length from the plurality of electrical signal transmission paths in accordance with the switching control signal and connecting to an RF transmission path between the photoelectric converter and the light modulator. The high frequency oscillator according to claim 1, further comprising:
レーザ光源から発生されたレーザ光を光変調器により変調し、光ファイバを介して伝送した変調後のレーザ光を光電変換器により高周波信号に変換し、変換後の高周波信号からバンドパスフィルタにより所定の通過帯域成分を取り出し、当該所定の通過帯域成分の高周波信号の周波数を変調信号として前記光変調器に帰還すると共に発振信号として出力する高周波発振器において、
前記所定の通過帯域成分の高周波信号の周波数が一定になるように制御するPLL制御手段と、
当該高周波発振器の周囲の環境温度を検出する温度検出器と、
前記検出された環境温度に基づいて、当該高周波発振器の発振周波数の変動を前記PLL制御手段の予め設定した周波数引き込み範囲内に納めるために必要なレーザ光の所望の出力波長を判別する出力波長判別手段を備え、
前記レーザ光源として、前記判別された所望の出力波長のレーザ光を発生する波長可変レーザ光源を使用したことを特徴とする請求項1記載の高周波発振器。
The laser light generated from the laser light source is modulated by an optical modulator, the modulated laser light transmitted through an optical fiber is converted into a high-frequency signal by a photoelectric converter, and the converted high-frequency signal is predetermined by a bandpass filter. In the high-frequency oscillator that takes out the passband component of the predetermined frequency and returns the frequency of the high-frequency signal of the predetermined passband component to the optical modulator as a modulation signal and outputs it as an oscillation signal,
PLL control means for controlling the frequency of the high-frequency signal of the predetermined passband component to be constant;
A temperature detector for detecting the ambient temperature around the high-frequency oscillator;
Output wavelength discrimination for discriminating a desired output wavelength of the laser beam necessary for keeping the fluctuation of the oscillation frequency of the high frequency oscillator within the preset frequency pull-in range of the PLL control means based on the detected ambient temperature With means,
2. The high frequency oscillator according to claim 1 , wherein a tunable laser light source that generates laser light having the determined desired output wavelength is used as the laser light source.
出力波長判別手段は、温度検出器で検出された環境温度の代わりに、当該高周波発振器の発振信号の周波数に基づいてレーザ光の所望の出力波長を判別するようにしたことを特徴とする請求項14記載の高周波発振器。   The output wavelength discriminating unit discriminates a desired output wavelength of the laser beam based on the frequency of the oscillation signal of the high frequency oscillator instead of the environmental temperature detected by the temperature detector. 14. The high frequency oscillator according to 14. 出力波長判別手段は、温度検出器で検出された環境温度の代りに、PLL制御手段で位相シフトに用いる制御信号の電圧値に基づいてレーザの所望の出力波長を判別するようにしたことを特徴とする請求項14記載の高周波発振器。   The output wavelength discrimination means discriminates the desired output wavelength of the laser based on the voltage value of the control signal used for the phase shift by the PLL control means instead of the environmental temperature detected by the temperature detector. The high frequency oscillator according to claim 14.
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