JPH1090329A - 電界センサ - Google Patents
電界センサInfo
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- JPH1090329A JPH1090329A JP8265481A JP26548196A JPH1090329A JP H1090329 A JPH1090329 A JP H1090329A JP 8265481 A JP8265481 A JP 8265481A JP 26548196 A JP26548196 A JP 26548196A JP H1090329 A JPH1090329 A JP H1090329A
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- sensor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型で、かつアンテナで受信する以外にノイ
ズの取り込みや環境に対するノイズの発信がなく、アン
テナが電気式電界センサと互換性がある電界センサを提
供する。 【解決手段】 センサヘッド９を、センサヘッド９とア
ンテナ４１を接続および脱離するコネクタ３１の中に内
蔵されている電界センサであって、コネクタ３１が電気
信号用コネクタである場合には、センサヘッドは、コネ
クタ３１のうちアンテナ側と対向する側に内蔵されてい
る電界センサであり、コネクタ３１が光ファイバコネク
タである場合には、センサヘッドは、コネクタ３１のう
ちアンテナ側に内蔵された構成とする。
ズの取り込みや環境に対するノイズの発信がなく、アン
テナが電気式電界センサと互換性がある電界センサを提
供する。 【解決手段】 センサヘッド９を、センサヘッド９とア
ンテナ４１を接続および脱離するコネクタ３１の中に内
蔵されている電界センサであって、コネクタ３１が電気
信号用コネクタである場合には、センサヘッドは、コネ
クタ３１のうちアンテナ側と対向する側に内蔵されてい
る電界センサであり、コネクタ３１が光ファイバコネク
タである場合には、センサヘッドは、コネクタ３１のう
ちアンテナ側に内蔵された構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電波や電磁ノイズ
の測定に用いられる電界センサに関し、特に、電磁波に
よる電界強度を測定するための、および放送電波等の特
定周波数の信号電波の受信アンテナとして機能する電界
センサに関する。
の測定に用いられる電界センサに関し、特に、電磁波に
よる電界強度を測定するための、および放送電波等の特
定周波数の信号電波の受信アンテナとして機能する電界
センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータ等の情報機器や通信機器、
あるいはロボット等のＦＡ機器、自動車、鉄道等の制御
器など多くの電気機器は、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。従
って、ＥＭＣ分野では、外部の電磁環境や、他に影響を
及ぼすようなノイズの大きさ、また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。
あるいはロボット等のＦＡ機器、自動車、鉄道等の制御
器など多くの電気機器は、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。従
って、ＥＭＣ分野では、外部の電磁環境や、他に影響を
及ぼすようなノイズの大きさ、また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。
【０００３】上述のような電磁ノイズの測定には、従来
は、通常のアンテナを用いて受信し、導電ケーブルで測
定器まで導いて検出する方法がとられてきた。この方法
による電界センサを電気式電界センサという。
は、通常のアンテナを用いて受信し、導電ケーブルで測
定器まで導いて検出する方法がとられてきた。この方法
による電界センサを電気式電界センサという。
【０００４】最近、印加される電界強度に応じて、入射
した光の強度が変化して出射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、光フ
ァイバを通じて受光器まで導いて検出する方法による電
界センサが開発されている。
した光の強度が変化して出射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、光フ
ァイバを通じて受光器まで導いて検出する方法による電
界センサが開発されている。
【０００５】電界センサのセンサヘッドには、電界強度
を出射光の強度変化に変換する光学素子として電気光学
効果を有する結晶を用いたバルク素子構造と、導波路型
素子構造とがある。後者は、前者に比較して、１０倍以
上検出感度が高い特徴がある。
を出射光の強度変化に変換する光学素子として電気光学
効果を有する結晶を用いたバルク素子構造と、導波路型
素子構造とがある。後者は、前者に比較して、１０倍以
上検出感度が高い特徴がある。
【０００６】図５は、電気光学効果による電界センサの
構成を示す図である。図６は、図５の導波路型のセンサ
ヘッド９の構成を示す図である。
構成を示す図である。図６は、図５の導波路型のセンサ
ヘッド９の構成を示す図である。
【０００７】図５及び図６に示すように、センサヘッド
９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１０上に入出射光導波路２４、そこから分岐して
結合した位相シフト光導波路２５、および２本の位相シ
フト光導波路２５の端面に反射部２６が形成されてい
る。入出射光導波路２４の端には、偏波面保持ファイバ
１６が結合されている。また、位相シフト光導波路２５
上には、一対の変調電極２７が設置され、導電ケーブル
４４を経由してアンテナ４１に接続されている。
９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１０上に入出射光導波路２４、そこから分岐して
結合した位相シフト光導波路２５、および２本の位相シ
フト光導波路２５の端面に反射部２６が形成されてい
る。入出射光導波路２４の端には、偏波面保持ファイバ
１６が結合されている。また、位相シフト光導波路２５
上には、一対の変調電極２７が設置され、導電ケーブル
４４を経由してアンテナ４１に接続されている。
【０００８】光源５からシングルモードファイバ１５等
をとおったセンサヘッド９への入射光は、入出射光導波
路２４に入射した後、二つの位相シフト光導波路２５に
エネルギーが分割され、反射部２６で反射されてもとの
光路をもどる。電界が印加された場合、アンテナ４１に
より変調電極２７に電圧が誘起されて、二つの位相シフ
ト光導波路２５中には、深さ方向に互いに反対向きの電
界成分が生じる。その結果、二つの光波間で印加電界の
大きさに応じて位相差が生じ、入出射光導波路２４端か
ら再び出射される出射光の強度は、印加電界強度に応じ
て変化する。また、出射光は、光サーキュレータ６によ
って入射光と分離され、受光器７に入射する。
をとおったセンサヘッド９への入射光は、入出射光導波
路２４に入射した後、二つの位相シフト光導波路２５に
エネルギーが分割され、反射部２６で反射されてもとの
光路をもどる。電界が印加された場合、アンテナ４１に
より変調電極２７に電圧が誘起されて、二つの位相シフ
ト光導波路２５中には、深さ方向に互いに反対向きの電
界成分が生じる。その結果、二つの光波間で印加電界の
大きさに応じて位相差が生じ、入出射光導波路２４端か
ら再び出射される出射光の強度は、印加電界強度に応じ
て変化する。また、出射光は、光サーキュレータ６によ
って入射光と分離され、受光器７に入射する。
【０００９】電界センサの場合、センサヘッド９と受光
器７は、偏波面保持ファイバ１６等で接続されているた
め、長距離でも減衰は少なく、また伝送路と環境との間
のノイズの授受がないなどの特徴がある。
器７は、偏波面保持ファイバ１６等で接続されているた
め、長距離でも減衰は少なく、また伝送路と環境との間
のノイズの授受がないなどの特徴がある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】電気式電界センサは、
古くから採り入れられ、最も一般的な方法であるが、長
い距離にわたる導電ケーブルの存在により信号の減衰が
大きく、電界分布が乱れてしまったり、導電ケーブルへ
のノイズ侵入の恐れがあるなどの問題がある。
古くから採り入れられ、最も一般的な方法であるが、長
い距離にわたる導電ケーブルの存在により信号の減衰が
大きく、電界分布が乱れてしまったり、導電ケーブルへ
のノイズ侵入の恐れがあるなどの問題がある。
【００１１】電界センサの場合でも、光ファイバを伝送
路とすることを除いて、アンテナからセンサヘッドまで
の導電ケーブルの存在は、前記と同様の問題を呈する。
路とすることを除いて、アンテナからセンサヘッドまで
の導電ケーブルの存在は、前記と同様の問題を呈する。
【００１２】また、導電ケーブルは、引き回しにより変
形し、磨耗し、損傷を受けてインピーダンスが変化しや
すく、そのため定期的な較正を要し、あるいは交換を余
儀なくされる。
形し、磨耗し、損傷を受けてインピーダンスが変化しや
すく、そのため定期的な較正を要し、あるいは交換を余
儀なくされる。
【００１３】さらに、電磁ノイズの測定において、電気
式電界センサと電界センサは、従来、それぞれ独立に使
われてきた経緯があるため、構成上に互換性がなく、測
定における相互の比較検討は容易でないという問題があ
った。
式電界センサと電界センサは、従来、それぞれ独立に使
われてきた経緯があるため、構成上に互換性がなく、測
定における相互の比較検討は容易でないという問題があ
った。
【００１４】本発明の目的は、かかる問題提起にもとづ
き、小型で、かつアンテナで受信する以外にノイズの取
り込みや環境に対するノイズの発信がなく、アンテナが
電気式電界センサと互換性がある電界センサを提供する
ことである。
き、小型で、かつアンテナで受信する以外にノイズの取
り込みや環境に対するノイズの発信がなく、アンテナが
電気式電界センサと互換性がある電界センサを提供する
ことである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、印加される電界強度に応じて、入射する
光の強度が変化して出射するように構成されたセンサヘ
ッド、センサヘッドの入射光の光源、センサヘッドから
の出射光を検出する受光器、光源からセンサヘッドまで
およびセンサヘッドから受光器までの光の伝送路をなす
光ファイバ、および、印加電界を受信しセンサヘッドに
入力するアンテナから構成される電界センサにおいて、
センサヘッドは、センサヘッドとアンテナを接続および
脱離するコネクタの中に内蔵されている電界センサであ
る。
に、本発明は、印加される電界強度に応じて、入射する
光の強度が変化して出射するように構成されたセンサヘ
ッド、センサヘッドの入射光の光源、センサヘッドから
の出射光を検出する受光器、光源からセンサヘッドまで
およびセンサヘッドから受光器までの光の伝送路をなす
光ファイバ、および、印加電界を受信しセンサヘッドに
入力するアンテナから構成される電界センサにおいて、
センサヘッドは、センサヘッドとアンテナを接続および
脱離するコネクタの中に内蔵されている電界センサであ
る。
【００１６】本発明は、コネクタが電気信号用コネクタ
である場合には、センサヘッドは、コネクタのうちアン
テナ側と対向する側のレセプタクルに内蔵に内蔵されて
いる電界センサであり、コネクタが光ファイバコネクタ
である場合には、センサヘッドは、コネクタのうちアン
テナ側のプラグに内蔵されている電界センサである。
である場合には、センサヘッドは、コネクタのうちアン
テナ側と対向する側のレセプタクルに内蔵に内蔵されて
いる電界センサであり、コネクタが光ファイバコネクタ
である場合には、センサヘッドは、コネクタのうちアン
テナ側のプラグに内蔵されている電界センサである。
【００１７】さらに、本発明は、センサヘッドが電気光
学効果を示す基板上に形成された分岐干渉型光導波路、
および分岐干渉型光導波路の２本の位相シフト光導波路
の近傍に配置した変調電極から構成される光導波路素子
型センサヘッドの電界センサである。
学効果を示す基板上に形成された分岐干渉型光導波路、
および分岐干渉型光導波路の２本の位相シフト光導波路
の近傍に配置した変調電極から構成される光導波路素子
型センサヘッドの電界センサである。
【００１８】
【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。
て、図面を参照して説明する。
【００１９】まず、本発明の第１および第２の実施の形
態について説明する。
態について説明する。
【００２０】図１および図２は、本発明の第１および第
２の実施の形態を示す説明図である。本発明に使われる
コネクタは、電気信号用コネクタ３１である。電気信号
用コネクタ３１は、プラグ３２およびレセプタクル３３
から構成され、これらが接続されて伝達されるのは電気
信号である。図１において、アンテナ４１からの導電ケ
ーブル４４は、電気信号用コネクタ３１のプラグ３２に
接続され、センサヘッド９は、電気信号用コネクタ３１
のアンテナ４１側のプラグ３２と対向する側、つまりレ
セプタクル３３に内蔵されている。ここに用いられるセ
ンサヘッド９は、さきに説明した図６に示されたもので
ある。アンテナ４１からの電気信号は、接続された電気
信号用コネクタ３１のプラグ３２を通じて、そのレセプ
タクル３３に内蔵されたセンサヘッド９の変調電極２７
に導かれる。センサヘッド９に接続される偏波面保持フ
ァイバ１６は、そのままレセプタクル３３から光サーキ
ュレータ６に接続されている。
２の実施の形態を示す説明図である。本発明に使われる
コネクタは、電気信号用コネクタ３１である。電気信号
用コネクタ３１は、プラグ３２およびレセプタクル３３
から構成され、これらが接続されて伝達されるのは電気
信号である。図１において、アンテナ４１からの導電ケ
ーブル４４は、電気信号用コネクタ３１のプラグ３２に
接続され、センサヘッド９は、電気信号用コネクタ３１
のアンテナ４１側のプラグ３２と対向する側、つまりレ
セプタクル３３に内蔵されている。ここに用いられるセ
ンサヘッド９は、さきに説明した図６に示されたもので
ある。アンテナ４１からの電気信号は、接続された電気
信号用コネクタ３１のプラグ３２を通じて、そのレセプ
タクル３３に内蔵されたセンサヘッド９の変調電極２７
に導かれる。センサヘッド９に接続される偏波面保持フ
ァイバ１６は、そのままレセプタクル３３から光サーキ
ュレータ６に接続されている。
【００２１】図２は、図１の構成と同様の電気信号用コ
ネクタ３１が、アンテナ４１のバルン４２と一体となっ
ている電界センサである。レセプタクル３３を含む電気
信号用コネクタ３１をバルン４２に収容する構造として
もよい。なお、説明のために、電界センサの系全体のう
ち、電気信号用コネクタ３１が、図１および図２で、強
調して描かれている。
ネクタ３１が、アンテナ４１のバルン４２と一体となっ
ている電界センサである。レセプタクル３３を含む電気
信号用コネクタ３１をバルン４２に収容する構造として
もよい。なお、説明のために、電界センサの系全体のう
ち、電気信号用コネクタ３１が、図１および図２で、強
調して描かれている。
【００２２】本発明の実施の形態による電界センサは、
センサヘッド９が電気信号用コネクタ３１のアンテナ４
１側と対向する側、すなわちレセプタクル３３に内蔵さ
れていることが特徴である。センサヘッド９を収容する
専用のパッケージを使う方式に比べて、小型になる。さ
らに、本発明の実施の形態によって示される電界センサ
は、アンテナ４１に互換性を有することとなる。このた
め、同種の電気信号用コネクタに統一すれば、容易にア
ンテナ４１を差し替えることが可能となり、電界センサ
と電気式電界センサの間で、あるいは複数の電界センサ
の間で、系の特性を比較し、較正し、または、異なる複
数のアンテナを用いることにより、アンテナの依存性を
明らかにすることも容易となる。
センサヘッド９が電気信号用コネクタ３１のアンテナ４
１側と対向する側、すなわちレセプタクル３３に内蔵さ
れていることが特徴である。センサヘッド９を収容する
専用のパッケージを使う方式に比べて、小型になる。さ
らに、本発明の実施の形態によって示される電界センサ
は、アンテナ４１に互換性を有することとなる。このた
め、同種の電気信号用コネクタに統一すれば、容易にア
ンテナ４１を差し替えることが可能となり、電界センサ
と電気式電界センサの間で、あるいは複数の電界センサ
の間で、系の特性を比較し、較正し、または、異なる複
数のアンテナを用いることにより、アンテナの依存性を
明らかにすることも容易となる。
【００２３】さらに、図２に示す電界センサは、アンテ
ナとセンサヘッドの間に、導電ケーブルが使用されるこ
とはなく、従来、導電ケーブルと環境空間との間で生じ
ていた損失による信号強度の低下、漏洩、電界の乱れ発
生、導電ケーブルへのノイズの侵入等々の問題を絶つこ
とができる構成である。
ナとセンサヘッドの間に、導電ケーブルが使用されるこ
とはなく、従来、導電ケーブルと環境空間との間で生じ
ていた損失による信号強度の低下、漏洩、電界の乱れ発
生、導電ケーブルへのノイズの侵入等々の問題を絶つこ
とができる構成である。
【００２４】次に、本発明の第３および第４の実施の形
態について説明する。
態について説明する。
【００２５】図３および図４は、本発明の第３および第
４の実施の形態を示す図である。本発明に使われるコネ
クタは、光ファイバコネクタ５１である。光ファイバコ
ネクタ５１は、アダプタ５４とその両側に二つのプラグ
５２，５３から構成されている。図３において、アンテ
ナ４１からの導電ケーブル４４が接続された光ファイバ
コネクタ５１の一方のプラグ５２には、センサヘッド９
が内蔵されている。センサヘッド９に接続されたプラグ
５２のフェルール（図示せず）は、スリーブを包含する
アダプタ５４を介して、対向する受光器７側のプラグ５
３のフェルールと光学的に結合される。
４の実施の形態を示す図である。本発明に使われるコネ
クタは、光ファイバコネクタ５１である。光ファイバコ
ネクタ５１は、アダプタ５４とその両側に二つのプラグ
５２，５３から構成されている。図３において、アンテ
ナ４１からの導電ケーブル４４が接続された光ファイバ
コネクタ５１の一方のプラグ５２には、センサヘッド９
が内蔵されている。センサヘッド９に接続されたプラグ
５２のフェルール（図示せず）は、スリーブを包含する
アダプタ５４を介して、対向する受光器７側のプラグ５
３のフェルールと光学的に結合される。
【００２６】図４は、図３の構成と同様の光ファイバコ
ネクタ５１がアンテナ４１のバルン４２と一体となって
いる電界センサである。光ファイバコネクタ５１をバル
ン４１に収容する構造としてもよい。説明のために、電
界センサの系全体のうち、光ファイバコネクタ５１が、
図３および図４では、強調して描かれている。
ネクタ５１がアンテナ４１のバルン４２と一体となって
いる電界センサである。光ファイバコネクタ５１をバル
ン４１に収容する構造としてもよい。説明のために、電
界センサの系全体のうち、光ファイバコネクタ５１が、
図３および図４では、強調して描かれている。
【００２７】本発明の実施の形態による電界センサは、
センサヘッド９が光ファイバコネクタ５１のうち、アン
テナ４１側のプラグ５２に内蔵されていることが特徴で
ある。センサヘッド９を収容する専用のパッケージを使
う方式に比べて、小型になる。さらに、本発明の実施の
形態によって示される電界センサは、アンテナ４１とセ
ンサヘッド９が対を構成している。このため、複数の電
界センサの間で、アンテナとセンサヘッドを一組とし、
これに接続される光源、受光器等を、相互に差し替える
ことが可能で、系の特性の比較、較正等が容易となる。
さらに、図４に示す電界センサは、前記図２に示した電
界センサと同様の特徴を有する。
センサヘッド９が光ファイバコネクタ５１のうち、アン
テナ４１側のプラグ５２に内蔵されていることが特徴で
ある。センサヘッド９を収容する専用のパッケージを使
う方式に比べて、小型になる。さらに、本発明の実施の
形態によって示される電界センサは、アンテナ４１とセ
ンサヘッド９が対を構成している。このため、複数の電
界センサの間で、アンテナとセンサヘッドを一組とし、
これに接続される光源、受光器等を、相互に差し替える
ことが可能で、系の特性の比較、較正等が容易となる。
さらに、図４に示す電界センサは、前記図２に示した電
界センサと同様の特徴を有する。
【００２８】また、据え置き型のアンテナに限らず、携
帯可能な小型アンテナを使った電界センサに適用するこ
とは、もちろん可能であり、上述の各特徴はそのままあ
てはまる。
帯可能な小型アンテナを使った電界センサに適用するこ
とは、もちろん可能であり、上述の各特徴はそのままあ
てはまる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、小型
で、電気式電界センサとの間にアンテナの交換が可能な
ため互換性を有する電界センサを実現した。また、アン
テナとセンサヘッドの間に導電ケーブルを使用せず、従
来導電ケーブル使用に伴って発生していた、例えば、新
たなノイズの侵入等の問題を解決した電界センサを実現
した。
で、電気式電界センサとの間にアンテナの交換が可能な
ため互換性を有する電界センサを実現した。また、アン
テナとセンサヘッドの間に導電ケーブルを使用せず、従
来導電ケーブル使用に伴って発生していた、例えば、新
たなノイズの侵入等の問題を解決した電界センサを実現
した。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す説明図。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示す説明図。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示す説明図。
【図４】本発明の第４の実施の形態を示す説明図。
【図５】電気光学効果による電界センサの構成を示す
図。
図。
【図６】導波路型のセンサヘッドの構成を示す図。
５ 光源 ６ 光サーキュレータ ７ 受光器 ８ 測定器 ９ センサヘッド １０ 基板 １５ シングルモードファイバ １６ 偏波面保持ファイバ ２４ 入出射光導波路 ２５ 位相シフト光導波路 ２６ 反射部 ２７ 変調電極 ３１ コネクタ（電気信号用） ３２ プラグ ３３ レセプタクル ４１ アンテナ ４２ バルン ４４ 導電ケーブル ５１ 光ファイバコネクタ ５２，５３ プラグ ５４ アダプタ
Claims (4)
- 【請求項１】 印加される電界強度に応じて、入射する
光の強度が変化して出射するように構成されたセンサヘ
ッド、該センサヘッドの入射光の光源、前記センサヘッ
ドからの出射光を検出する受光器、前記光源から前記セ
ンサヘッドまでおよび該センサヘッドから前記受光器ま
での光の伝送路をなす光ファイバ、および、印加電界を
受信し前記センサヘッドに入力するアンテナから構成さ
れる電界センサにおいて、前記センサヘッドは、該セン
サヘッドと前記アンテナを接続および脱離するコネクタ
の中に内蔵されていることを特徴とする電界センサ。 - 【請求項２】 前記コネクタは、電気信号用コネクタで
あり、前記センサヘッドは、該コネクタのうち前記アン
テナ側と対向する側のレセプタクルに内蔵されているこ
とを特徴とする請求項１記載の電界センサ。 - 【請求項３】 前記コネクタは、光ファイバコネクタで
あり、前記センサヘッドは、該コネクタのうち前記アン
テナ側のプラグに内蔵されていることを特徴とする請求
項１記載の電界センサ。 - 【請求項４】 前記センサヘッドは、電気光学効果を示
す基板上に形成された分岐干渉型光導波路、および該分
岐干渉型光導波路の２本の位相シフト光導波路の近傍に
配置した変調電極から構成された光導波路素子型センサ
ヘッドであることを特徴とする請求項１ないし請求項３
のいずれかに記載の電界センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8265481A JPH1090329A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 電界センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8265481A JPH1090329A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 電界センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1090329A true JPH1090329A (ja) | 1998-04-10 |
Family
ID=17417782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8265481A Pending JPH1090329A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 電界センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1090329A (ja) |
-
1996
- 1996-09-13 JP JP8265481A patent/JPH1090329A/ja active Pending
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