JPH05160492A - 通信回線用の回転可能なジョイントの改良 - Google Patents

通信回線用の回転可能なジョイントの改良

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JPH05160492A
JPH05160492A JP3320832A JP32083291A JPH05160492A JP H05160492 A JPH05160492 A JP H05160492A JP 3320832 A JP3320832 A JP 3320832A JP 32083291 A JP32083291 A JP 32083291A JP H05160492 A JPH05160492 A JP H05160492A
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JP
Japan
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splitting means
beam splitting
channel signals
wave plate
polarization
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JP3320832A
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English (en)
Inventor
George M S Joynes
マルコルム スウィフト ジョイネス ジョージ
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Roke Manor Research Ltd
Original Assignee
Roke Manor Research Ltd
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/283Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/36Mechanical coupling means
    • G02B6/3604Rotary joints allowing relative rotational movement between opposing fibre or fibre bundle ends

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オプチカル・ファイバーなどを使った通信回
線の回転可能なジョイントの両側が、互いに回転する時
にチャンネル間の相互干渉や通信の断絶が起こらないよ
うに、二つのチャンネル信号が逆向きに円偏光するよう
に配置する。 【構成】 ジョイントの二つの部分1,2間で、電磁エ
ネルギーを用いた二つ以上のチャンネルの相対的な回転
と伝送ができる。各部分は四分の一波長板5,6と関連
した偏光ビーム分割器3,4を含む。各部分の偏光ビー
ム分割器3,4は、逆向きの二つの円偏光チャンネル信
号を作る。この信号は四分の一波長板5,6の間を伝送
され、二つの部分間のインターフェイス13を通り、偏
光ビーム分割器3,4で二つの直交する偏光出力チャン
ネル信号を作る。こうして、二つの相対的に回転し得る
部分間のインターフェイス13を通る時に、チャンネル
間の相互干渉や通信の断絶がなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は通信回線の回転可能なジョイント
に関するもので、更に特定して言えば、例えば光のよう
な電磁エネルギーを用いた複数の通信チャンネルを結ぶ
のに必要な回線のジョイントに関する。ここで回線とい
うのは、中実か中空の、導波管または類似のオプチカル
・ファイバーや光パイプを含むものであって、これらは
全て偏光電磁エネルギーの伝送に適したものである。
【0002】本発明の通信回線ジョイントの配列は電磁
エネルギーを用いた少なくとも二つのチャンネルの相対
的回転と伝送が容易な二つの部分を含み、各部分は四分
の一波長板手段に関連して作動するビーム分割手段を含
み、二つの部分のビーム分割手段は、二つの互いに垂直
な偏光入力チャンネル信号を関連した四分の一波長板に
送るように配置して、逆向きの二つの対応する円偏光チ
ャンネル信号を生成し、これを二つの各部分のインター
フェイスを通って四分の一波長板手段の間に伝送して、
ビーム分割手段から対応する二つの直交する偏光出力チ
ャンネル信号を生成する。
【0003】二つのチャンネル信号が二つの相対的に回
転可能な部分間のインターフェイスを通る時に、逆向き
に円偏光するように配置することによって、両部分間が
回転する時のチャンネル間の相互干渉および/または通
信の断絶はなくなる。
【0004】本発明では二つのビーム分割手段には、各
ビーム分割手段に一つづつ二つのチャンネル信号が入
り、各部分のビーム分割手段は対応する互いに直交する
偏光チャンネル信号を生成するように配置され、この信
号は関連した四分の一波長板手段に入って逆向きの二つ
の対応する円偏光チャンネル信号を作り、この信号は四
分の一波長板手段の間をビーム分割手段に向かって逆向
きに伝搬し、各ビーム分割手段に一つづつ二つの出力チ
ャンネル信号を生成する。
【0005】本発明の別の場合には、二つの入力チャン
ネル信号は二つのビーム分割手段の一方に入力され、二
つの部分の一方のビーム分割手段は、二つの入力チャン
ネル信号を入力した時に二つの対応する互いに直交する
偏光チャンネル信号を作るように配列し、この信号は関
連した四分の一波長板手段に入って、逆向きの二つの対
応する円偏光チャンネル信号を作るようにし、この信号
は同じ方向に伝搬し、円偏光チャンネル信号が二つの部
分の他方の四分の一波長板手段に入って、対応する直交
する偏光チャンネル信号を作るようにし、この信号は二
つの部分の他方のビーム分割手段に入り、こうして入力
チャンネル信号に対応する二つの出力信号を生成する。
【0006】光信号を含む二つのチャンネルの伝送が容
易になるように、各ビーム分割手段は光ビーム信号分割
器であってよく、各四分の一波長板手段は光の四分の一
波長板でよい。
【0007】この配列は各チャンネルに一つづつの二つ
の光源と、各チャンネルに一つづつの二つの光検出器に
機能的に関連する。光源はレーザーを含んでよい。レー
ザーは偏光を生じるように選んでよい。ビーム分割手段
は偏光分割手段であってよい。
【0008】あるいはまた、マイクロウエーブ・エネル
ギーを含む二つのチャンネルの伝送が容易になるよう
に、各ビーム分割手段は格子偏光子であってよく、各四
分の一波長板手段は円偏光子であってよい。
【0009】この別の実施例において、配列は各チャン
ネルに一つづつの二つのマイクロウエーブ信号発生器お
よび各チャンネルに一つづつの二つのマイクロウエーブ
信号検知器に機能的に関連するように配置される。
【0010】偏光分割手段およびそれに関連する四分の
一波長板手段の選択は、応用の観点から運転の頻度を考
慮に入れて行われ、場合に応じてマイクロウエーブまた
は光信号伝送の技術者が認める、必要な偏光機能を持つ
ものであれば、ファイバー光カプラーを含む市販の部品
の範囲で選択してよい。
【0011】二つの主伝送チャンネルについて述べた
が、時間または周波数分割の多重伝送技術を使えば他の
チャンネルを追加することもできる。
【0012】偏光信号エネルギーが、一方の部分の偏光
分割手段から直通路によって二つの四分の一波長板を通
って他方の部分の偏光分割手段の方へ進むように、二つ
の部分を軸の調整によってうまく配置してもよい。
【0013】二要素は二つの四分の一波長板手段の間に
空間的に離れた関係で配置されてよい。四分の一波長板
間のスペースをより広くするためにレンズを使ってもよ
い。離れた場所にある光源と検出器を回転可能なジョイ
ントに結ぶために、オプチカル・ファイバーを用いても
よい。
【0014】
【実施例】本発明の実施例の一つを別図の例により説明
するが、この図は光伝送回線の回転可能なジョイントの
図式的な側面図である。
【0015】図において光伝送回線のジョイントは、相
対的に回転可能な二つの部分1および2を含む。この例
ではジョイントは回転可能なレーダーアンテナ装置の光
伝送回線に用いられ、従って、部分2は一般的に静止し
ており、部分1は図示していないモータによって2に対
して回転する。
【0016】部分1と2は一般に同様な構造で、それぞ
れ偏光ビーム分割器3,4を含み偏光ビーム分割器3は
四分の一波長板5に関連し、偏光ビーム分割器4は四分
の一波長板6に関連する。ジョイントの部分1と2は、
二つの各チャンネルの一つづつに偏光信号を生成するよ
うに配置された二つのレーザー6と7を含む。本例では
レーザー6は水平方向の偏光を生成し、レーザー7は垂
直方向の偏光を生成する。
【0017】レーザー6と7からの光は、それぞれレン
ズ8と9を経て、矢印11aと11bで示されるように
チャンネル信号が逆向きに光パイプ10を通って偏光ビ
ーム分割器3,4に送られる。本例において光源6,7
はレーザーであるが、偏光分割器3,4が一方のチャン
ネルで偏光を生成し、これは明らかに他方の光と垂直に
なっている。そして別の例では、光源6,7はLEDレ
ーザーまたは他の偏光しない光源であってよいが、この
場合には光の損失が避けられない。そして両光源からの
光は矢印12で示される方向に出される。
【0018】互いに直交して偏光した光チャンネル信号
は偏光ビーム分割器3,4から四分の一波長板5,6へ
入り逆向きに進みかつ逆向きに回転する、対応する円偏
光チャンネル信号を作る。従って一方の信号チャンネル
は右手の方に円偏光され、他方の信号チャンネルは左手
の方に円偏光される(またはその逆)。
【0019】円偏光チャンネル信号は二つの部分1,2
の間のインターフェイス13を通る。本実施例ではイン
ターフェイスは単なる空間であるが、別の実施例では四
分の一波長板5,6は互いになめらかに接触するように
配置されており、四分の一波長板5は四分の一波長板6
に接触して回転する。
【0020】円偏光はインターフェイス13を通り、四
分の一波長板5,6によって例えば水平および垂直偏光
のような互いに直交する偏光特性を持つ信号チャンネル
に変換される。これらの信号は四分の一波長板5,6か
ら偏光ビーム分割器3,4へ入り、それぞれレンズ1
4,15によってそれぞれ光検出器16,17に焦点を
合わせられて出力チャンネル信号になる。こうして光源
6,7で生成された入力チャンネル信号に対応した出力
チャンネル信号が各チャンネルに作られる。
【0021】上述の配列は多重送信に適した、逆向きに
伝送される二つのチャンネルを作る。しかし別の配列で
は、二つの送信器がジョイントの一方の部分に関連し二
つの受信器が他方の部分に関連するようにして、二つの
通信チャンネルが一方向になっている。
【0022】本発明の範囲を逸脱することなく前述の配
列はいろいろな変更が可能である。この技術に通じた人
は、直交するよう偏光した関連信号を作りまたは通過す
るビーム分割器の配列は全てオプチカル・ファイバーを
用いた例として、また同様に適当な四分の一波長板は全
て複屈折結晶を用いた例として認めるであろう。
【0023】これに関連して、偏光光源および偏光を感
知する検出器は非偏光信号分割器と共に用いてもよい
し、また逆に非偏光光源および検出器は偏光信号分割器
と共に用いてもよい。偏光検出器は単にその前に偏光子
を備えた検出器を含んでもよい。しかし最も効率のよい
配列は、偏光光源および偏光信号分割器を用いることで
ある。
【0024】光パイプ10の代わりに導波管を用いた同
等なミリメートル・マイクロ波システムを用いてもよ
く、また偏光ビーム分割器3,4および四分の一波長板
5,6の代わりに同等なマイクロウエーブ偏光要素を用
いてもよい。たとえば格子偏光子を偏光ビーム分割機能
として用いてもよく、またマイクロウエーブ円偏光子を
マイクロウエーブ周波数における四分の一波長板機能と
して用いてもよい。
【0025】偏光ビーム分割器3,4からの直交する偏
光出力信号を四分の一波長板5、6で円偏光信号に変換
し、円偏光信号がインターフェイス13を通るようにす
れば、偏光ビーム分割器3,4が偏光配列ではないため
に起こり得る問題はなくなることが分かる。
【0026】変調帯域幅がレーザー光源および検出器に
よって制御され得る場合は、周波数多重送信源または同
相で直角位相の変調キャリヤを用いれば、有効なチャン
ネル数を簡単に増やすことができる。光周波数多重送信
の場合は、積み重ねが起こることを許せば、一つの光周
波数を感知する偏光子を作ることができる。電気的な多
重送信では、レーザーダイオードや電気光変調器は10
GHz以上の周波数で変調してよい。従って有効チャン
ネル数を増やすには、時間または周波数多重送信を用い
てよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】光伝送回線の回転可能なジョイントを示す側面
図。
【符号の説明】
1,2 部分 3,4 分割器 5,6 四分の一波長板 6,7 レーザー 8,9,14,15 レンズ 10 光パイプ 11a,11b 向き 12 出側 13 インターフェイス 16,17 光検知器

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電磁エネルギーを用いた少なくとも二つ
    のチャンネルの相対的回転と伝送が容易な二つの部分を
    含み、各部分は四分の一波長板手段に関連して作動する
    ビーム分割手段を含み、二つの部分のビーム分割手段
    は、二つの互いに垂直な偏光入力チャンネル信号を関連
    した四分の一波長板に送るように配置して、逆向きの二
    つの対応する円偏光チャンネル信号を生成し、これを二
    つの各部分のインターフェイスを通って四分の一波長板
    手段の間に伝送して、ビーム分割手段から対応する二つ
    の直交する偏光出力チャンネル信号を生成する、通信回
    線ジョイントの配列。
  2. 【請求項2】 二つの偏光ビーム分割手段には、各ビー
    ム分割手段に一つづつ二つのチャンネル信号が入り、各
    部分のビーム分割手段は対応する互いに直交する偏光チ
    ャンネル信号を生成するように配置され、この信号は関
    連した四分の一波長板手段に入って逆向きの二つの対応
    する円偏光チャンネル信号を作り、この信号は四分の一
    波長板手段の間をビーム分割手段に向かって逆向きに伝
    搬し、各ビーム分割手段に一つづつ二つの出力チャンネ
    ル信号を生成する、請求項1記載の回線ジョイントの配
    列。
  3. 【請求項3】 二つの入力チャンネル信号は二つのビー
    ム分割手段の一方に入力され、二つの部分の一方のビー
    ム分割手段は、二つの入力チャンネル信号を入力した時
    に二つの対応する互いに直交する偏光チャンネル信号を
    作るように配列し、この信号は関連した四分の一波長板
    手段に入って、逆向きの二つの対応する円偏光チャンネ
    ル信号を作るようにし、この信号は同じ方向に伝搬し、
    円偏光チャンネル信号が二つの部分の他方の四分の一波
    長板手段に入って、対応する直交する偏光チャンネル信
    号を作るようにし、この信号は二つの部分の他方のビー
    ム分割手段に入り、こうして入力チャンネル信号に対応
    する二つの出力信号を生成する、請求項1記載の回線ジ
    ョイントの配列。
  4. 【請求項4】 光信号を含む二つのチャンネルの伝送が
    容易になるように、各ビーム分割手段は光ビーム信号分
    割器であり、各四分の一波長板手段は光の四分の一波長
    板である、各先行請求項記載の配列。
  5. 【請求項5】 各チャンネルに一つづつの二つの光源
    と、各チャンネルに一つづつの二つの光検出器に機能的
    に関連する、請求項4記載の配列。
  6. 【請求項6】 光源がレーザーである、請求項5記載の
    配列。
  7. 【請求項7】 レーザーは偏光を生じ、検出器は偏光を
    感知するように選んだ、請求項6記載の配列。
  8. 【請求項8】 ビーム分割器は偏光の分割手段である、
    各先行請求項記載の配列。
  9. 【請求項9】 マイクロウエーブ・エネルギーを含む二
    つのチャンネルの伝送が容易になるように、各ビーム分
    割手段が格子偏光子であり、各四分の一波長板手段は円
    形の偏光子である、請求項1ないし3のいずれかに記載
    の配列。
  10. 【請求項10】 配列は各チャンネルに一つづつの二つ
    のマイクロウエーブ信号発生器および各チャンネルに一
    つづつの二つのマイクロウエーブ信号検知器に機能的に
    関連する、請求項9記載の配列。
  11. 【請求項11】 偏光信号エネルギーが、一方の部分の
    偏光分割手段から直通路によって二つの四分の一波長板
    を通って他方の部分の偏光分割手段の方へ進むように、
    二つの部分を軸の調整によって配置した、各先行請求項
    記載の配列。
  12. 【請求項12】 二つの部分は二つの四分の一波長板手
    段の間に空間的に離れた関係で配置される、請求項10
    記載の配列。
  13. 【請求項13】 請求項1および実質的に付随する図に
    関して以下に記述される配列。
JP3320832A 1990-12-07 1991-12-05 通信回線用の回転可能なジョイントの改良 Pending JPH05160492A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB90266693 1990-12-07
GB9026669A GB2250652A (en) 1990-12-07 1990-12-07 Rotatable communication joints

Publications (1)

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JPH05160492A true JPH05160492A (ja) 1993-06-25

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ID=10686666

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3320832A Pending JPH05160492A (ja) 1990-12-07 1991-12-05 通信回線用の回転可能なジョイントの改良

Country Status (4)

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US (1) US5212594A (ja)
EP (1) EP0490054A1 (ja)
JP (1) JPH05160492A (ja)
GB (1) GB2250652A (ja)

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