JPH1068750A - 電波受信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設置面積が狭く、コストの高騰を抑え、耐久
性及び信頼性の高い電波受信システムを提供すること。 【解決手段】 入射した光が、印加される電界強度に依
存して、強度が変化して出射される電波受信システムに
おいて、偏波面が互いに垂直な二つの直線偏光１８を出
射する光源１３と、前記二つの直線偏光をそれぞれの直
線偏光１７に分離する偏光分離器１４と、入射した前記
無変調光を受信アンテナ４から誘起される電圧に依存し
て強度変調する２台のセンサヘッド６と、該センサヘッ
ドから出射された光を検出する受光器７とからなる電波
受信システム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放送電波等特定の
周波数の信号電波を検出するアンテナとしても機能する
電波受信システムに関し、又、ＥＭＣ分野で電波や電磁
ノイズの特性測定に用いる計測器と、特に空間を伝搬す
る電磁波の電界強度を測定するための電界センサに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の電波受信システムは、図３に示す
ように、一例として受信アンテナ４を用いて受信し、同
軸ケーブル５で印加される電界強度に応じて透過光の強
度が変化するように構成されたセンサヘッド６を用いて
電界強度変化を光強度変化に変換して、光源１とセンサ
ヘッド６と測定器に接続された光検出器７を偏波面保持
ファイバ２とシングルモードファイバ３で接続するもの
である。

【０００３】情報の多様化は、広帯域周波数の電波の利
用を促進し、ＲＦ信号受信システムの重要性は益々増大
しつつある。

【０００４】又、ＥＭＣ分野においては、コンピュータ
等の情報機器や通信機器、ロボット等のＦＡ機器、自動
車、鉄道等の制御器など多くの電気機器は、互いに外部
からの電磁ノイズによって誤動作などの影響を受ける危
険を常にもっている。

【０００５】ＥＭＣ分野においては、外部の電磁環境や
影響を及ぼすようなノイズの大きさ、又、自らが発生す
るノイズ等を正確に測定することが重要となっている。

【０００６】従来、上述のような電磁ノイズの測定には
次の三つの方法が採られてきた。

【０００７】（ａ）通常の受信アンテナ４を用いて受信
し、同軸ケーブル５で測定器まで導く方法。

【０００８】（ｂ）受信アンテナ４を用いて受信した信
号を検波して、光信号に変換し偏波面保持ファイバ２及
びシングルモードファイバ３で測定器まで導く方法。

【０００９】（ｃ）印加される電界強度に応じて透過光
の強度が変化するように構成された光学素子を用いて電
界強度変化を光強度変化に変換し、上記光学素子と光源
および測定器に接続された光検出器７間を偏波面保持フ
ァイバ２及びシングルモードファイバ３で接続する方法
である。

【００１０】これらの中で、（ａ）の受信アンテナを用
いる方法が最も一般的であるが、同軸ケーブル５等の電
気ケーブルの存在により電界分布が乱れてしまったり、
ケーブル途中からのノイズ混入の恐れがあるなどの問題
があったため、光ファイバを用いた（ｂ）、（ｃ）の方
法が開発されている。

【００１１】上記の方法のうち（ｂ）の方法は、ダイオ
ードで検波した信号を増幅して発光ダイオードにより光
信号に変換して光ファイバで光検出器に導くものである
が、センサヘッド部に電気回路やバッテリを必要とする
ため、ある大きさの金属部分が存在し、かつ、形状も大
きくなってしまう。又、電界の検出感度が低く、応答速
度が遅いという欠点がある。

【００１２】一方、（ｃ）の方法では、電界強度を透過
光の強度変化に変換するセンサヘッドからなる光学素子
として、電気光学効果を有する結晶を用いている。

【００１３】その素子構造としては、小型アンテナを接
続し、光ファイバの出射光をレンズで平行光として結晶
中を通過させ、結晶中の電界により偏光状態を変化さ
せ、検光子を通した後、再び光ファイバに結合するバル
ク型素子と、結晶上に設けた光導波路により上記光学素
子を構成する導波路型素子がある。

【００１４】通常、導波路型素子がバルク型素子よりも
１０倍以上検出感度が高い。又、導波路型素子の基板結
晶には、電気光学定数の高いニオブ酸リチウム単結晶が
一般に使われている。

【００１５】図４に示すように、透過型センサヘッドに
は、ｃ軸に垂直に切り出したニオブ酸リチウム単結晶の
基板１１上には入射光導波路９と、そこから分岐された
位相シフト光導波路１０と、およびこれら２本の位相シ
フト光導波路１０を結合した出射光導波路１２が形成さ
れている。入射光導波路９の入射端には、偏波面保持フ
ァイバ２が結合されている。又、位相シフト光導波路１
０上には、一対の変調電極８が設置され、アンテナ１６
に接続されている。

【００１６】光源から偏波面保持ファイバ２を通った光
は、入射光導波路９に入射した後、二つの位相シフト光
導波路１０にエネルギーが分割され、再び結合され出射
光導波路１２を通って出射される。

【００１７】電界が印加された場合、アンテナ１６によ
り変調電極８に電圧が誘起されて、位相シフト光導波路
１０中には、深さ方向に互いに反対向きの電界成分が生
じる。

【００１８】この結果、電気光学効果により屈折率変化
が生じて、位相シフト光導波路１０を伝搬する光波間に
は、印加電界の大きさに応じた位相差が変化する。即
ち、印加電界強度に応じて出射光の強度は変化すること
になり、その光強度変化を光検出器で測定することによ
り、印加電界の強度を測定できる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】光導波路素子をセンサ
ヘッドとするこの種の電波受信システムは、誘導雷に強
い等のメリットがあるが、何らかの原因や問題でセンサ
ヘッドの性能が劣化する場合も有り得る。しかしなが
ら、特に、テレビ電波の受信用に用いる場合には、映像
をとめることが許されない。

【００２０】トラブルに対する信頼性を向上させるため
には、これらの電波受信システムを複数基設置すること
が考えられるが、設置スペース及びコストを勘案する
と、得策ではなく、その打開策が求められてきた。

【００２１】本発明は、設置面積が狭く、コストの高騰
を抑え、信頼性及び耐久性の高い電波受信システムを提
供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は、入射光が、印
加される電界強度により強度が変化して出射される電波
受信システムにおいて、偏波面が互いに垂直な二つの直
線偏光を出射する光源と、前記二つの直線偏光をそれぞ
れの直線偏光に分離する偏光分離器と、入射した前記無
変調光を受信アンテナから誘起される電圧に依存して強
度を変調する２台のセンサヘッドと、該センサヘッドか
ら出射された光を検出する受光器とからなる電波受信シ
ステムである。

【００２３】上記センサヘッドには、受信アンテナから
誘起された電圧を等分配し、それぞれのセンサヘッドの
変調電極に接続する電波受信システムである。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２５】図１は、本発明による電波受信システムを
示す説明図である。

【００２６】本発明の電波受信システムにおいては、図
１に示すように、光源１３と、偏光分離器１４と、２台
のセンサヘッド６と、２台の光検出器７とから構成さ
れ、光源１３は、偏波面が互いに垂直をなす二つの直線
偏光１８を出射し、偏光分離器１４によって、前記二つ
の直線偏光１８をそれぞれ個々の直線偏光１７に分けら
れる。偏波面の方向を矢印を付した実線を示してある。

【００２７】その後、それぞれの直線偏光１７は、偏波
面保持ファイバ２を介して、各々２台のセンサヘッド６
に入射する。それぞれのセンサヘッド６の変調電極に
は、受信アンテナ４によって誘導された信号電圧が等分
配され、印加される。

【００２８】本発明の電波受信システムに用いられる図
４に示す透過型センサヘッドの動作原理は、すでに説明
した。

【００２９】これら二つのセンサヘッドの出射光は、そ
れぞれ２台の光検出器７で元のＲＦ信号に復元される。
又、２台の光検出器７から出力される信号出力部に切り
替えスイッチを設けることにより、センサヘッド異常時
のバックアップ切り替えが可能となり、設置スペースも
大きくとる必要はなく、コストの高騰を抑え、センサヘ
ッドのトラブルに対し耐久性及び信頼性を向上すること
になり、技術的課題を解決する。

【００３０】又、本発明の電波受信システムにおいて
は、図４に示すような透過型センサヘッドについて説明
したが、図２に示すような反射型センサヘッドにも適用
できる。

【００３１】反射型センサヘッドは、Ｃ軸に垂直に切り
出したニオブ酸リチウム単結晶の基板１１の上には入射
光導波路９と、そこから分岐された位相シフト光導波路
１０と、これら２本の位相シフト光導波路１０と結合し
た誘電体ミラー膜１５とが設けられている。入射光導波
路９の入射端には、偏波面保持ファイバ２が結合されて
いる。又、位相シフト光導波路１０上には、一対の変調
電極８が設置されて、アンテナ１６へ接続されたもので
ある。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明により、セ
ンサヘッドのバックアップ機能を設けることにより、設
置スペースを大きくとる必要はなく、センサヘッドのト
ラブルに対する電波受信システムの耐久性及び信頼性を
向上することが可能となる。又、光源から出射された光
は、偏波面が互いに垂直な二つの直線偏光出射するた
め、偏光が例え変わったとしても、センサヘッドから出
射する光パワーは一定となり、安価なシングルモードフ
ァイバによる伝送が可能となる。なお、本発明による電
波受信システムは、信頼性が高いため、中継システムと
しての用途にも応え得る機能を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電波受信システムの構成を示す説明
図。

【図２】反射型センサヘッドの構成を示す説明図。

【図３】従来の電波受信システムの構成を示す説明図。

【図４】透過型センサヘッドの構成を示す説明図。

【符号の説明】

１ 光源 ２ 偏波面保持ファイバ ３ シングルモードファイバ ４ 受信アンテナ ５ 同軸ケーブル ６ センサヘッド ７ 光検出器 ８ 変調電極 ９ 入射光導波路 １０ 位相シフト光導波路 １１ 基板 １２ 出射光導波路 １３ 光源 １４ 偏光分離器 １５ 誘電体ミラー膜 １６ アンテナ １７ 直線偏光 １８ 二つの直線偏光

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入射光が、印加される電界強度により強
   度を変化して出射される電波受信システムにおいて、偏
   波面が互いに垂直な二つの直線偏光を出射する光源と、
   前記二つの直線偏光をそれぞれの直線偏光に分離する偏
   光分離器と、入射した前記無変調光を受信アンテナから
   誘起される電圧により強度を変調する２台のセンサヘッ
   ドと、該センサヘッドから出射された光を検出する光検
   出器とからなることを特徴とする電波受信システム。
2. 【請求項２】 請求項１記載のセンサヘッドには、受信
   アンテナから誘起された電圧を等分配し、それぞれのセ
   ンサヘッドの変調電極に接続することを特徴とする電波
   受信システム。