KR20130036175A - 전계계측장치 - Google Patents
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Abstract
안테나로부터의 입력신호에 레벨에 의한 전송장치의 출력포화나 변형상태의 확인이 용이하고, 또한, 전파암실 등의 설비 내에서의 전계계측을 계측기기 자체로부터의 노이즈로 방해하는 일이 없는 전계계측장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 안테나의 출력신호의 강도가 소정의 레벨을 초과하였는지 여부를 검출하는 신호강도검출기(RF검출기, 레벨검출회로)와, 당해 신호강도검출기의 검출결과에 근거하여 검출결과신호를 발생시키는 신호발생기와, MZ형 변조기를 전자암실 내에 배치되는 헤드부(2)에 설치한다. 그리고, 안테나의 출력신호에 당해 검출결과신호를 합파하여 MZ형 변조기를 구동하고, 전파암실 외의 컨트롤러부(6)에 설치한 모니터PD와 모니터검출회로로, 당해 검출결과신호를 검출하며, 그 검출결과를 표시장치에 표시한다.
Description
본 발명은, 전계계측장치에 관한 것으로, 특히, 전자기기 등의 방사전자파노이즈 측정, 전파암실 등의 전자파측정설비 평가, 안테나 평가 등의, 전자계 계측분야를 위한 아날로그 광전송기술 등에 이용되는 전계계측장치에 관한 것이다.
방사전자파노이즈 등의 측정은, 전파암실 등의 설비를 이용하여 측정대상 외의 전자파가 억제된 측정환경에서 행해지고 있다. 이로 인하여 암실 내의 수신안테나에서 수신된 신호는, 인접하는 측정실에 전송되고, 거기에 설치된 측정기로 계측이 행해진다.
최근 전자기기의 고속화에 따라 전자파노이즈가 고주파화되고, 1GHz 초과, 경우에 따라서는 10GHz 초과의 주파수로 평가할 필요가 생기고 있다. 본 출원인은 특허문헌 1에 있어서, 마하젠더형 광도파로를 가지는 광변조기나 광섬유 등의 광섬유전송장치를 이용하여, 수신안테나에서 수신된 신호를 광전송하는 방법을 제안했다.
또한, 계측이 행해지는 장치가 방출하는 노이즈레벨은 예상 외의 레벨인 경우도 많고, 또 동일한 설비를 사용하여 다양한 측정이 행해진다. 그로 인하여, 전송하는 신호레벨의 레인지는 매우 커 수십 dB의 강도차가 있는 경우도 있다.
광섬유전송장치에는, 증폭기나 광변조기 등의 입력레벨에 따라 출력에 포화 혹은 변형을 발생시키는 부품이 사용되고 있기 때문에, 전송장치로의 입력에 주의할 필요가 있다. 따라서 종래에는 측정할 때마다, 신호의 레벨에 기인하는 포화나 변형이 없는지, 측정기의 측정결과를 확인하면서, 안테나로부터의 신호를 전송장치에 입력하는 입력부에, 적절한 감쇠기를 설치하여 측정을 행하였다.
이와 같은 과대한 입력신호레벨에 의한 전송장치의 출력포화나 변형의 확인작업은 매우 번잡하고, 경우에 따라서는 포화나 변형이 간과되어 불확실한 측정이 행해질 우려도 있었다.
본 발명이 해결하려고 하는 과제는, 상기 서술한 바와 같은 문제를 해결하고, 안테나로부터의 입력신호레벨에 의한 전송장치의 출력포화나 변형상태의 확인이 용이하며, 또한, 전파암실 등의 설비 내에서의 전계계측을 계측기기 자체로부터의 노이즈로 방해하는 일이 없는 전계계측장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 청구항 1에 관련된 발명은, 전자파를 검출하는 에어리어 내에 설치된 피측정장치로부터 발생되는 전자파의 전계강도를 측정하는 전계계측장치에 있어서, 당해 에어리어 내에는, 안테나와, 당해 안테나의 출력신호를 증폭하는 RF증폭기와, 당해 출력신호의 강도가 소정의 레벨을 초과하였는지 여부를 검출하는 신호강도검출기와, 당해 신호강도검출기의 검출결과에 근거하여 검출결과신호를 발생시키는 신호발생기와, 당해 RF증폭기로부터의 출력신호와 당해 검출결과신호와 DC바이어스전압을 합파하는 합파기와, 당해 합파기의 출력신호에 근거하여 광변조를 행하는 마하젠더형 광도파로를 가지는 광강도변조기가 배치되고, 당해 에어리어 외에는, 광원부와, 당해 광강도변조기로부터의 출력광을 수광하는 수광부와, 당해 수광부로부터의 출력신호의 강도변화에 근거하여 당해 광강도변조기에 공급되는 DC바이어스전압을 제어하는 DC바이어스제어부와, 당해 수광부로부터의 출력신호로부터 당해 검출결과신호에 근거하는 신호를 검출하고, 그 검출결과를 표시하는 표시기가 배치되며, 당해 광원부로부터 광파를 당해 광강도변조기에 광섬유에 의하여 도입하고, 당해 광강도변조기로부터 광파를 당해 수광부에 광섬유에 의하여 도출하며, 당해 DC바이어스제어부로부터 DC바이어스전압을 당해 광강도변조기에 급전선으로 공급하는 것을 특징으로 한다.
청구항 2에 관련된 발명은, 전자파를 검출하는 에어리어 내에 설치된 피측정장치로부터 발생되는 전자파의 전계강도를 측정하는 전계계측장치에 있어서, 당해 에어리어 내에는, 안테나와, 당해 안테나의 출력신호를 증폭하는 RF증폭기와, 당해 출력신호의 강도가 소정의 레벨을 초과하였는지 여부를 검출하는 신호강도검출기와, 당해 신호강도검출기의 검출결과에 근거하여 검출결과신호를 발생시키는 신호발생기와, 당해 RF증폭기로부터의 출력신호와 당해 검출결과신호와 DC바이어스전압을 합파하는 합파기와, 당해 합파기의 출력신호에 근거하여 광변조를 행하는 마하젠더형 광도파로를 가지는 광강도변조기와, 당해 광강도변조기로부터의 출력광의 일부를 분기하는 분기부와, 상기 분기부에서 분기된 분기광을 수광하는 제1 수광부와, 당해 제1 수광부로부터의 출력신호의 강도변화에 근거하여 당해 광강도변조기에 공급되는 DC바이어스전압을 제어하는 DC바이어스제어부와, 당해 RF증폭기, 당해 신호강도검출기, 당해 신호발생기, 당해 제1 수광부 및 당해 DC바이어스제어부 중, 적어도 1개를 구동하기 위한 배터리가 배치되고, 당해 에어리어 외에는, 광원부와, 당해 광강도변조기로부터의 출력광을 수광하는 제2 수광부와, 당해 제2 수광부로부터의 출력신호로부터 당해 검출결과신호에 근거하는 신호를 검출하고, 그 검출결과를 표시하는 표시기가 배치되며, 당해 광원부로부터 광파를 당해 광강도변조기에 광섬유에 의하여 도입하고, 당해 광강도변조기로부터 광파를 당해 수광부에 광섬유에 의하여 도출하는 것을 특징으로 한다.
청구항 3에 관련된 발명은, 전자파를 검출하는 에어리어 내에 설치된 피측정장치로부터 발생되는 전자파의 전계강도를 측정하는 전계계측장치에 있어서, 당해 에어리어 내에는, 안테나와, 당해 안테나의 출력신호를 증폭하는 RF증폭기와, 당해 출력신호의 강도가 소정의 레벨을 초과하였는지 여부를 검출하는 신호강도검출기와, 당해 신호강도검출기의 검출결과에 근거하여 검출결과신호를 발생시키는 신호발생기와, 당해 RF증폭기로부터의 출력신호와 당해 검출결과신호와 DC바이어스전압을 합파하는 합파기와, 당해 합파기의 출력신호에 근거하여 광변조를 행하는 마하젠더형 광도파로를 가지는 광강도변조기와, 당해 광강도변조기에 내장되고, 당해 광강도변조기의 출력광강도를 모니터하는 제1 수광부와, 당해 제1 수광부로부터의 출력신호의 강도변화에 근거하여 당해 강도변조기에 공급되는 DC바이어스전압을 제어하는 DC바이어스제어부와, 당해 RF증폭기, 당해 신호강도검출기, 당해 신호발생기, 당해 제1 수광부 및 당해 DC바이어스제어부 중, 적어도 1개를 구동하기 위한 배터리가 배치되고, 당해 에어리어 외에는, 광원부와, 당해 광강도변조기로부터의 출력광을 수광하는 제2 수광부와, 당해 제2 수광부로부터의 출력신호로부터 당해 검출결과신호에 근거하는 신호를 검출하고, 그 검출결과를 표시하는 표시기가 배치되며, 당해 광원부로부터 광파를 당해 광강도변조기에 광섬유에 의하여 도입하고, 당해 광강도변조기로부터 광파를 당해 수광부에 광섬유에 의하여 도출하는 것을 특징으로 한다.
청구항 4에 관련된 발명은, 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 전계계측장치에 있어서, 당해 검출결과신호는 30MHz 미만의 주파수인 것을 특징으로 한다.
청구항 5에 관련된 발명은, 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 전계계측장치에 있어서, 당해 신호강도검출기의 결과에 근거하여, 당해 안테나의 출력신호의 강도를 감쇠하는 감쇠기를 가지는 것을 특징으로 한다.
청구항 6에 관련된 발명은, 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 전계계측장치에 있어서, 당해 신호강도검출기의 결과에 근거하여, 당해 RF증폭기의 출력을 제어하는 RF증폭제어부를 가지는 것을 특징으로 한다.
청구항 1에 관련된 발명에 의하여, 전자파를 검출하는 에어리어 내에 설치된 피측정장치로부터 발생되는 전자파의 전계강도를 측정하는 전계계측장치에 있어서, 당해 에어리어 내에는, 안테나와, 당해 안테나의 출력신호를 증폭하는 RF증폭기와, 당해 출력신호의 강도가 소정의 레벨을 초과하였는지 여부를 검출하는 신호강도검출기와, 당해 신호강도검출기의 검출결과에 근거하여 검출결과신호를 발생시키는 신호발생기와, 당해 RF증폭기로부터의 출력신호와 당해 검출결과신호와 DC바이어스전압을 합파하는 합파기와, 당해 합파기의 출력신호에 근거하여 광변조를 행하는 마하젠더형 광도파로를 가지는 광강도변조기가 배치되고, 당해 에어리어 외에는, 광원부와, 당해 광강도변조기로부터의 출력광을 수광하는 수광부와, 당해 수광부로부터의 출력신호의 강도변화에 근거하여 당해 광강도변조기에 공급되는 DC바이어스전압을 제어하는 DC바이어스제어부와, 당해 수광부로부터의 출력신호로부터 당해 검출결과신호에 근거하는 신호를 검출하고, 그 검출결과를 표시하는 표시기가 배치되며, 당해 광원부로부터 광파를 당해 광강도변조기에 광섬유에 의하여 도입하고, 당해 광강도변조기로부터 광파를 당해 수광부에 광섬유에 의하여 도출하며, 당해 DC바이어스제어부로부터 DC바이어스전압을 당해 광강도변조기에 급전선으로 공급하기 때문에, 안테나로부터의 과대한 입력신호레벨에 의한 RF증폭기나 광변조기 등 전송장치의 출력포화나 변형을, 간편하게 검출할 수 있다. 또한, 에어리어 내에 설치된 헤드부(안테나를 제외한 광변조기 등의 부재로 구성)로 안테나로부터의 신호레벨을 측정하고, 어느 기준을 초과한 신호레벨인 경우에는, 에어리어 외에 배치된 컨트롤러부(에어리어 외에 배치된 광원부, 수광부, DC바이어스제어부 등의 부재로 구성)로 입력레벨의 경고통신을 행하며, 이를 수신한 컨트롤러부는 입력신호레벨의 경고표시를 행하는 것이 가능해진다.
또한, 입력신호레벨을 검출한 검출결과신호의 전송도, 안테나의 출력신호인 RF신호의 광전송계와 공용할 수 있어, 큰 구성요소의 추가도 없고, 또 광전송을 이용하기 때문에 주위의 전자계를 교란시키는 일도 없다.
청구항 2에 관련된 발명에 의하여, 전자파를 검출하는 에어리어 내에 설치된 피측정장치로부터 발생되는 전자파의 전계강도를 측정하는 전계계측장치에 있어서, 당해 에어리어 내에는, 안테나와, 당해 안테나의 출력신호를 증폭시키는 RF증폭기와, 당해 출력신호의 강도가 소정의 레벨을 초과하였는지 여부를 검출하는 신호강도검출기와, 당해 신호강도검출기의 검출결과에 근거하여 검출결과신호를 발생시키는 신호발생기와, 당해 RF증폭기로부터의 출력신호와 당해 검출결과신호와 DC바이어스전압을 합파하는 합파기와, 당해 합파기의 출력신호에 근거하여 광변조를 행하는 마하젠더형 광도파로를 가지는 광강도변조기와, 당해 광강도변조기로부터의 출력광의 일부를 분기하는 분기부와, 상기 분기부에서 분기된 분기광을 수광하는 제1 수광부와, 당해 제1 수광부로부터의 출력신호의 강도변화에 근거하여 당해 광강도변조기에 공급되는 DC바이어스전압을 제어하는 DC바이어스제어부와, 당해 RF증폭기, 당해 신호강도검출기, 당해 신호발생기, 당해 제1 수광부 및 당해 DC바이어스제어부 중, 적어도 1개를 구동하기 위한 배터리가 배치되고, 당해 에어리어 외에는, 광원부와, 당해 광강도변조기로부터의 출력광을 수광하는 제2 수광부와, 당해 제2 수광부로부터의 출력신호로부터 당해 검출결과신호에 근거하는 신호를 검출하며, 그 검출결과를 표시하는 표시기가 배치되고, 당해 광원부로부터 광파를 당해 광강도변조기에 광섬유에 의하여 도입하고, 당해 광강도변조기로부터 광파를 당해 수광부에 광섬유에 의하여 도출하기 때문에, 청구항 1에 관련된 발명과 마찬가지로, 안테나로부터의 과대한 입력신호레벨에 의한 RF증폭기나 광변조기 등 전송장치의 출력포화나 변형을, 간편하게 검출할 수 있다. 또한, 에어리어 내에 설치된 헤드부(안테나를 제외한 광변조기 등의 부재로 구성)로 안테나로부터의 신호레벨을 측정하고, 어느 기준을 초과한 신호레벨인 경우에는, 에어리어 외에 배치된 컨트롤러부(에어리어 외에 배치된 광원부, 수광부 등의 부재로 구성)로 입력레벨의 경고통신을 행하고, 이를 수신한 컨트롤러부는 입력신호레벨의 경고표시를 행하는 것이 가능해진다.
또한, 입력신호레벨을 검출한 검출결과신호의 전송도, 안테나의 출력신호인 RF신호의 광전송계와 공용할 수 있어, 큰 구성요소의 추가도 없고, 또 광전송을 이용하기 때문에 주위의 전자계를 교란시키는 일도 없다. 특히, RF증폭기, 신호강도검출기, 신호발생기, 제1 수광부 및 DC바이어스제어부 중, 적어도 1개를 구동하기 위한 배터리를 에어리어 내에 배치함으로써, 에어리어 외로부터의 급전선을 생략하는 것이 가능해져서, 에어리어 내외를 광섬유만으로 연결하는 것도 가능해진다.
청구항 3에 관련된 발명에 의하여, 전자파를 검출하는 에어리어 내에 설치된 피측정장치로부터 발생되는 전자파의 전계강도를 측정하는 전계계측장치에 있어서, 당해 에어리어 내에는, 안테나와, 당해 안테나의 출력신호를 증폭하는 RF증폭기와, 당해 출력신호의 강도가 소정의 레벨을 초과하였는지 여부를 검출하는 신호강도검출기와, 당해 신호강도검출기의 검출결과에 근거하여 검출결과신호를 발생시키는 신호발생기와, 당해 RF증폭기로부터의 출력신호와 당해 검출결과신호와 DC바이어스전압을 합파하는 합파기와, 당해 합파기의 출력신호에 근거하여 광변조를 행하는 마하젠더형 광도파로를 가지는 광강도변조기와, 당해 광강도변조기에 내장되고, 당해 광강도변조기의 출력광강도를 모니터하는 제1 수광부와, 당해 제1 수광부로부터의 출력신호의 강도변화에 근거하여 당해 강도변조기에 공급되는 DC바이어스전압을 제어하는 DC바이어스제어부와, 당해 RF증폭기, 당해 신호강도검출기, 당해 신호발생기, 당해 제1 수광부 및 당해 DC바이어스제어부 중, 적어도 1개를 구동하기 위한 배터리가 배치되고, 당해 에어리어 외에는, 광원부와, 당해 광강도변조기로부터의 출력광을 수광하는 제2 수광부와, 당해 제2 수광부로부터의 출력신호로부터 당해 검출결과신호에 근거하는 신호를 검출하고, 그 검출결과를 표시하는 표시기가 배치되며, 당해 광원부로부터 광파를 당해 광강도변조기에 광섬유에 의하여 도입하고, 당해 광강도변조기로부터 광파를 당해 수광부에 광섬유에 의하여 도출하기 때문에, 청구항 1 또는 2에 관련된 발명과 마찬가지로, 안테나로부터의 과대한 입력신호레벨에 의한 RF증폭기나 광변조기 등 전송장치의 출력포화나 변형을, 간편하게 검출할 수 있다. 또한, 에어리어 내에 설치된 헤드부(안테나를 제외한 광변조기 등의 부재로 구성)로 안테나로부터의 신호레벨을 측정하고, 어느 기준을 초과한 신호 레벨인 경우에는, 에어리어 외에 배치된 컨트롤러부(에어리어 외에 배치된 광원부, 수광부 등의 부재로 구성)로 입력레벨의 경고통신을 행하며, 이를 수신한 컨트롤러부는 입력신호레벨의 경고표시를 행하는 것이 가능해진다.
또한, 입력신호레벨을 검출한 검출결과신호의 전송도, 안테나의 출력신호인 RF신호의 광전송계와 공용할 수 있어, 큰 구성요소의 추가도 없고, 또 광전송을 이용하기 때문에 주위의 전자계를 교란시키는 일도 없다. 특히, RF증폭기, 신호강도검출기, 신호발생기, 제1 수광부 및 DC바이어스제어부 중, 적어도 1개를 구동하기 위한 배터리를 에어리어 내에 배치함으로써, 에어리어 외로부터의 급전선을 생략하는 것이 가능해져서, 에어리어 내외를 광섬유만으로 연결하는 것도 가능해진다. 또한, 제1 수광부가 광강도변조기에 내장되어 있기 때문에, 에어리어 내에 배치되는 헤드부를 보다 컴팩트하게 구성할 수 있음과 함께, 광강도변조기로부터의 출력광의 일부를 분기하는 구성도 불필요해져, 출력광의 손실을 억제하는 것도 가능해진다.
청구항 4에 관련된 발명에 의하여, 검출결과신호는 30MHz 미만의 주파수이기 때문에, 계측되는 방사전자파노이즈(30MHz 이상)의 대역 외의 주파수로 광변조함으로써, 안테나가 수신한 전자파노이즈와 검출결과신호가 혼신되는 것을 억제할 수 있어, 컨트롤러부로의 신호전달을 보다 정확하게 행하는 것이 가능해진다.
청구항 5에 관련된 발명에 의하여, 신호강도검출기의 결과에 근거하여, 안테나의 출력신호의 강도를 감쇠하는 감쇠기를 가지기 때문에, RF증폭기나 광변조기에 들어가는 안테나의 출력신호의 강도가 자동적으로 조정되어, 전송장치의 출력포화나 변형을 억제하는 것도 가능해진다.
청구항 6에 관련된 발명에 의하여, 신호강도검출기의 결과에 근거하여, RF증폭기의 출력을 제어하는 RF증폭제어부를 가지기 때문에, 광변조기에 들어가는 안테나의 출력신호의 강도가 자동적으로 조정되어, 전송장치의 출력포화나 변형을 억제하는 것도 가능해진다.
도 1은 본 발명에 관련된 전계계측장치를 나타내는 개략도이다.
도 2는 도 1의 헤드부(2)와 컨트롤러부(6)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 헤드부(2)와 컨트롤러부(6)의 구성의 응용예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 헤드부에, 제1 수광부와 DC바이어스제어부를 장착하는 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 헤드부(2)와 컨트롤러부(6)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1의 헤드부(2)와 컨트롤러부(6)의 구성의 응용예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 헤드부에, 제1 수광부와 DC바이어스제어부를 장착하는 예를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명을 적합한 예를 이용하여 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 발명에 관련된 전계계측장치의 개략을 나타내는 도면이다. 전파암실(10) 등의 전자파를 검출하는 에어리어 내에 설정된 피측정장치(EUT)(8)로부터 발생되는 전자파(파선 화살표)의 전계강도를 측정한다. 부호 9는, 턴테이블 등의 피측정장치를 재치(載置)하는 재치대이다.
본 발명에 있어서의 "전자파를 검출하는 에어리어"란, 전파암실로 한정되지 않고, 오픈사이트 등, 피측정장치가 발생되는 전자파를 검출하기 위하여, 당해 피측정장치가 설치되어 있는 공간을 의미한다.
또, "전자파를 검출하는 에어리어"의 밖이란, 피측정장치가 발생하는 전자파를 계측할 때에 장해가 되지 않는 영역을 의미하며, 전파암실의 외부나, 피측정장치로부터 충분히 떨어진 장소, 또는, 후술하는 측정실과 같이, 본체부나 측정기가 수납되고, 기기로부터 발생되는 전자파가 "전자파를 검출하는 에어리어"에 누출되는 것을 차단한 공간이어도 된다.
이하에서는, 전파암실 및 측정실을 예로 설명한다.
전파암실(10) 내에는, 안테나(1)와, 마하젠더형 광도파로를 가지는 광강도변조기가 장착된 헤드부(2)가 배치되어 있다. 안테나(1)의 출력신호는, 특허문헌 1과 마찬가지로, 광강도변조기의 변조전극에 인가되어, 마하젠더형 광도파로의 굴절률을 변화시킨다. 이 굴절률변화에 의하여, 동일 광도파로를 전파하는 광파의 위상이 변조되고, 마하젠더형 광도파로로부터 출사되는 광파의 광강도가 변조된다. 부호 3은, 안테나(1)를 소정의 위치에 배치하는, 안테나 위치결정수단이다.
광강도변조기는, 전기광학효과를 가지는 기판에 광도파로 및 변조전극을 형성한 진행파형 광변조기가 적합하게 이용 가능하다. 전기광학효과를 가지는 기판으로서는, 예를 들면, 니오브산리튬, 탄탈산리튬, PLZT(지르콘산티탄산연란탄), 및 석영계의 재료 등이 이용되는 것이 가능하다. 마하젠더형의 광도파로는, Ti 등을 열확산법이나 프로톤교환법 등으로 기판표면에 확산시키거나, 릿지형의 볼록부를 형성함으로써, 전기광학효과를 가지는 기판 상에 형성할 수 있다. 변조전극은, 안테나로부터의 출력신호를 인가하는 신호전극이나 접지전극으로 구성되고, 기판 상에, Ti·Au의 전극패턴의 형성 및 금도금방법 등에 의하여 형성하는 것이 가능하다. 또한, 필요에 따라 광도파로 형성 후의 기판표면에 유전체 SiO2 등의 버퍼층을 형성하고, 광도파로의 상측에 형성된 전극에 의한 광파의 흡수나 산란을 억제하는 것도 가능하다.
광강도변조기의 바이어스점의 조정방법으로서는, 상기 서술한 변조전극에, 안테나로부터의 출력전압에 DC바이어스전압을 중첩하여 인가함으로써, 광강도변조기의 바이어스점을 조정하는 것이 가능하다. 또, 변조전극 이외에 바이어스점 제어용의 전극을 별도로 장착하고, 이와 같은 전극에 DC바이어스전압을 인가하도록 구성하는 것도 가능하다.
전파암실(10)의 외부에는, 측정실(11)이 인접되고, 당해 측정실(11) 내에는, 헤드부(2)를 컨트롤하는 계측장치의 컨트롤러부(6) 및, EMI리시버 등의 측정기(7)가 설치되어 있다. 헤드부(2)와 컨트롤러부(6)는 광섬유나 급전선 등의 복합선으로 접합되어 있다. 부호 5는, 급전선에 설치된 교류신호차단용의 로우패스필터이고, 컨트롤러부(6)로부터 헤드부에 DC바이어스전압 등을 급전할 때에, 교류신호가 전파암실 내에 들어가지 않도록 구성되어 있다.
도 2는, 헤드부(2) 및 컨트롤러부(6)에 있어서의 구성을, 보다 상세하게 설명하는 도면이다.
헤드부(2)에는, 수신안테나로부터의 출력신호(30MHz 이상)를 도입하고, RF분배기에 의하여 출력신호가 앰프와 RF검출기에 분배된다. 앰프는, 안테나의 출력신호를 증폭하는 RF증폭기이다. 또, RF검출기는, 당해 출력신호의 강도를 검출하고, 그 검출신호를 레벨검출회로에 도입함으로써, 당해 출력신호의 강도가 소정의 레벨을 초과하였는지 여부를 검출하고 있다. RF검출기와 레벨검출회로가 조합되어, 신호강도검출기를 구성하고 있다. 당해 신호강도검출기의 검출결과에 근거하여 검출결과신호를 발생시키는 신호발생기가 설치되어 있다. 예를 들면, 신호발생기에서는, 광변조기가 변형을 발생시키는 어느 일정한 레벨을 초과하고 있는 경우에는, 수신안테나로부터의 출력신호의 대역 외의 저주파신호(20MHz 미만)로 강도변조를 행한다.
당해 RF증폭기인 앰프로부터의 출력신호와, 당해 신호발생기로부터의 검출결과신호와, 또한, 후술하는 DC바이어스제어회로로부터의 DC바이어스전압이 합파된다. 합파기는, 도면 중에 부호 ＋로 표시되어 있다. 당해 합파기의 출력신호에 근거하여 광변조를 행하는 마하젠더형 광도파로를 가지는 광강도변조기(MZ형 변조기)가 배치되어 있다.
컨트롤러부(6)에는, 광원부인 반도체레이저(LD)나 당해 반도체레이저를 구동하는 제어회로인 LD제어회로가 설치되고, 반도체레이저로부터는 일정 레벨의 연속(CW)광이 출력되고, 광섬유를 전송하여 헤드부(2)의 MZ형 변조기에 입력된다.
또, 컨트롤러부(6)에는, 광강도변조기인 MZ형 변조기로부터의 출력광을 수광하는 수광부(고속PD, 모니터PD)가 설치되어 있다. 수광부는, 도 2에서는, 2개의 수광소자(PD)로 구성되어 있지만, 1개의 PD로 구성되고, 당해 PD로부터의 출력신호를 30MHz 이상의 고주파신호와, 30MHz 미만의 저주파신호로 분리하는 것도 가능하다.
고속PD에서는, 안테나의 출력신호에 상당하는 30MHz 이상의 신호를 검출하고, 고주파통과필터(HPF)를 통과한 신호를, 앰프로 증폭하여, 측정기(7)에 도입한다.
모니터PD의 신호는, 30MHz 미만의 저주파신호를 출력하고, Bias－T 등의 분기소자로 2분기된 후, DC바이어스제어회로 및 모니터검출회로에 각각 출력된다. 또한, 이때에, DC바이어스제어회로의 전단(前段)에는 광변조기의 DC바이어스제어에 관한 신호를 투과하는 특정 주파수대의 투과필터, 모니터검출회로의 전단에는 신호발생기가 발생시킨 검출결과신호를 투과하는 다른 특정 주파수대의 투과필터를 삽입하면 된다. 또, 이들 투과필터는, DC바이어스제어회로나 모니터검출회로 내에 내장하는 것도 가능하다.
DC바이어스제어부가 되는 바이어스제어회로에서는, 수광부인 모니터PD로부터의 출력신호의 강도변화에 근거하여 광강도변조기에 공급되는 DC바이어스전압이 제어된다. DC바이어스제어부는, 급전선을 통하여 DC바이어스전압을 광강도변조기에 공급한다.
광강도변조기의 구동전압-광강도출력과의 관계곡선(Vπ변조곡선)은, 사인함수가 되기 때문에, 통상, 최대광강도의 1/2점이 바이어스점 조정의 중심이 된다. 당연히, 바이어스의 중심점은, 이와 같은 1/2점으로 한정되지 않고, 모니터PD의 쇼트노이즈와의 균형으로, 1/2점보다 낮은 강도레벨을 채용하는 것도 가능하다.
전계계측을 행하기 전에는, 필요에 따라, 바이어스점 조정이 행해지고, 구체적으로는, 광원부의 LD로부터 광파를 광강도변조기에 도입하고, 당해 광강도변조기에 인가하는 바이어스전압을 소인(掃引)하여, 모니터광의 출력레벨이 최고가 되는 값을 계측하며, 예를 들면, 당해 최고치의 1/2의 값을 나타내는 바이어스 전압을 찾아낸다.
이와 같이, 바이어스점을 조정했을 경우, 종래의 광변조기의 바이어스점 제어에서 다용되고 있는 저주파신호 등의 교류신호가 불필요해지고, 전파암실 내에서의 노이즈방사를 보다 더욱 억제하는 것이 가능해진다. 물론, 저주파신호 등의 교류신호를 중첩하여 바이어스점을 제어하는 것도 가능하지만, 이 경우에는 DC바이어스제어회로용의 신호와, 모니터검출회로용의 신호는, 미리 주파수를 상이하게 설정하는 것이 바람직하다.
수광부인 모니터PD로부터의 출력신호로부터, 신호발생기가 발생시킨 검출결과신호를, 모니터검출회로에 의하여 검출한다. 예를 들면, 수신안테나로부터의 출력신호가 소정의 레벨을 초과한 경우에 발생시킨 저주파신호(30MHz 미만)를 검지하고, 당해 검출결과에 근거하여, 표시장치에 과입력상태를 표시한다.
다음으로, 도 3에 나타낸 바와 같이, RF증폭기나 광변조기에 들어가는 안테나의 출력신호의 강도를 자동적으로 조정하여, 전송장치의 출력포화나 변형을 억제하는 방법에 대하여 설명한다.
수신안테나와 RF분배기의 사이, 또는 도 3과 같이 RF분배기와 앰프의 사이에, 수신안테나의 출력신호의 강도를 감쇠하는 가변감쇠기를 배치한다. 그리고, 도 2와 마찬가지로, RF검출기 및 레벨검출회로로 구성되는 신호강도검출기의 결과에 근거하여, 수신안테나의 출력신호의 강도가 소정 레벨을 넘을 때에는, 당해 가변감쇠기를 제어하여, RF증폭기나 광강도변조기에 입력되는 신호레벨을 조정하는 것이 가능하다.
또, RF증폭제어부로서, 당해 신호강도검출기의 결과에 근거하여, RF증폭기의 출력을 제어하는 구성을 형성하고, 가변감쇠기를 생략하는 것도 가능하다.
상기 서술과 같이 안테나의 출력신호의 강도가 자동적으로 조정되었을 경우, 컨트롤러부에 접속된 측정기로의 출력신호레벨이 변화하게 되어, 측정기측에서는 그 변화가 자동조정에 의한 것인지, 수신전자파 그 자체의 레벨이 하강되었는지 판별이 곤란해진다. 이와 같은 문제점을 해소하기 위하여, 가변감쇠기나 RF증폭기로 신호출력을 조정했을 경우에는, 그 조정레벨을 나타내는 신호도 함께, 신호발생기로부터 검출결과신호의 일부로서 출력되고, 컨트롤러부에 송신하는 것도 가능하다. 컨트롤러부에서는, 검출결과신호 중, 조정레벨에 관련된 신호를 추출하고, 측정기의 출력신호레벨의 캘리브레이션(calibration) 등을 행하는 것도 가능하다.
또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 헤드부(2)에, 제1 수광부로서 수광소자(PD)와, DC바이어스제어부로서 바이어스제어회로, 또한, 헤드 내의 각종 부품에 급전하여 구동하기 위한 전원으로서 배터리를 장착하는 것도 가능하다. 당해 배터리는, RF증폭기인 앰프, 신호강도검출기를 구성하는 RF검출기나 레벨검출회로, 신호발생기, 또한, 제1 수광부나 DC바이어스제어부 중, 적어도 1개를 구동하고 있다.
도 4와 같이, DC바이어스제어 관계의 부품을 헤드부에 장착함과 함께, 헤드부 내의 각종 부품을 구동하는 전원도 헤드부 내에 배치함으로써, 헤드부(2)와 컨트롤러부(6)의 사이는, 광섬유만으로 접속되기 때문에, 보다 심플한 구성으로 할 수 있어, 각종 부재의 취급도 용이해진다.
도 4에서는, MZ형 변조기로부터의 출력광의 일부를 분기부에 의하여 분기시켜, 제1 수광부인 수광소자(PD)에 입력하고 있다. 제1 수광부로부터의 신호는, 바이어스제어회로에 입력되고, 상기 서술한 도 2 또는 도 3의 실시예와 마찬가지로, MZ형 변조기의 DC바이어스를 제어하는 데에 이용된다.
또, MZ형 변조기는, 금속제의 케이스체 내에 수용된 모듈구조를 가지고 있다. 이로 인하여, 도 4에 나타낸 제1 수광부를, 광강도변조기인 MZ형 변조기의 내부에 장착하고, 동일한 케이스체 내에 수용하는 것도 가능하다. 변조기의 일부에 배치된 수광부는, 예를 들면, 마하젠더형 도파로의 합파부로부터의 방사모드광을 모니터하도록 구성하거나, 광도파로를 전파하는 광파의 에바네센트(evanescent) 광을 모니터하는 등, 각종 구성이나 배치를 채용하는 것이 가능하다. 수광부를 변조기의 모듈의 내부에 내장함으로써, 헤드부의 사이즈를 작게 할 수 있음과 함께, 주변에 전자파를 발생시키는 것을 억제하여, 보다 고정밀도의 측정이 가능해진다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 안테나로부터의 입력신호에 레벨에 따른 전송장치의 출력포화나 변형상태의 확인이 용이하고, 또한, 전파암실 등의 설비 내에서의 전계계측을 계측기기 자체로부터의 노이즈로 방해하는 일이 없는 전계계측장치를 제공하는 것이 가능해진다.
1 : 안테나 2 : 헤드부
4 : 복합선로(광섬유와 급전선) 5 : 로우패스필터
6 : 컨트롤러부 7 : 측정기
8 : 피측정장치
4 : 복합선로(광섬유와 급전선) 5 : 로우패스필터
6 : 컨트롤러부 7 : 측정기
8 : 피측정장치
Claims (6)
- 전자파를 검출하는 에어리어 내에 설치된 피측정장치로부터 발생되는 전자파의 전계강도를 측정하는 전계계측장치에 있어서,
당해 에어리어 내에는, 안테나와, 당해 안테나의 출력신호를 증폭하는 RF증폭기와, 당해 출력신호의 강도가 소정의 레벨을 초과하였는지 여부를 검출하는 신호강도검출기와, 당해 신호강도검출기의 검출결과에 근거하여 검출결과신호를 발생시키는 신호발생기와, 당해 RF증폭기로부터의 출력신호와 당해 검출결과신호와 DC바이어스전압을 합파하는 합파기와, 당해 합파기의 출력신호에 근거하여 광변조를 행하는 마하젠더형 광도파로를 가지는 광강도변조기가 배치되고,
당해 에어리어 외에는, 광원부와, 당해 광강도변조기로부터의 출력광을 수광하는 수광부와, 당해 수광부로부터의 출력신호의 강도변화에 근거하여 당해 광강도변조기에 공급하는 DC바이어스전압을 제어하는 DC바이어스제어부와, 당해 수광부로부터의 출력신호로부터 당해 검출결과신호에 근거하는 신호를 검출하고, 그 검출결과를 표시하는 표시기가 배치되며,
당해 광원부로부터 광파를 당해 광강도변조기에 광섬유에 의하여 도입하고,
당해 광강도변조기로부터 광파를 당해 수광부에 광섬유에 의하여 도출하며,
당해 DC바이어스제어부로부터 DC바이어스전압을 당해 광강도변조기에 급전선으로 공급하는 것을 특징으로 하는 전계계측장치. - 전자파를 검출하는 에어리어 내에 설치된 피측정장치로부터 발생되는 전자파의 전계강도를 측정하는 전계계측장치에 있어서,
당해 에어리어 내에는, 안테나와, 당해 안테나의 출력신호를 증폭하는 RF증폭기와, 당해 출력신호의 강도가 소정의 레벨을 초과하였는지 여부를 검출하는 신호강도검출기와, 당해 신호강도검출기의 검출결과에 근거하여 검출결과신호를 발생시키는 신호발생기와, 당해 RF증폭기로부터의 출력신호와 당해 검출결과신호와 DC바이어스전압을 합파하는 합파기와, 당해 합파기의 출력신호에 근거하여 광변조를 행하는 마하젠더형 광도파로를 가지는 광강도변조기와, 당해 광강도변조기로부터의 출력광의 일부를 분기하는 분기부와, 상기 분기부에서 분기된 분기광을 수광하는 제1 수광부와, 당해 제1 수광부로부터의 출력신호의 강도변화에 근거하여 당해 광강도변조기에 공급되는 DC바이어스전압을 제어하는 DC바이어스제어부와, 당해 RF증폭기, 당해 신호강도검출기, 당해 신호발생기, 당해 제1 수광부 및 당해 DC바이어스제어부 중, 적어도 1개를 구동하기 위한 배터리가 배치되고,
당해 에어리어 외에는, 광원부와, 당해 광강도변조기로부터의 출력광을 수광하는 제2 수광부와, 당해 제2 수광부로부터의 출력신호로부터 당해 검출결과신호에 근거하는 신호를 검출하고, 그 검출결과를 표시하는 표시기가 배치되며,
당해 광원부로부터 광파를 당해 광강도변조기에 광섬유에 의하여 도입하고,
당해 광강도변조기로부터 광파를 당해 수광부에 광섬유에 의하여 도출하는 것을 특징으로 하는 전계계측장치. - 전자파를 검출하는 에어리어 내에 설치된 피측정장치로부터 발생되는 전자파의 전계강도를 측정하는 전계계측장치에 있어서,
당해 에어리어 내에는, 안테나와, 당해 안테나의 출력신호를 증폭하는 RF증폭기와, 당해 출력신호의 강도가 소정의 레벨을 초과하였는지 여부를 검출하는 신호강도검출기와, 당해 신호강도검출기의 검출결과에 근거하여 검출결과신호를 발생시키는 신호발생기와, 당해 RF증폭기로부터의 출력신호와 당해 검출결과신호와 DC바이어스전압을 합파하는 합파기와, 당해 합파기의 출력신호에 근거하여 광변조를 행하는 마하젠더형 광도파로를 가지는 광강도변조기와, 당해 광강도변조기에 내장되고, 당해 광강도변조기의 출력광강도를 모니터하는 제1 수광부와, 당해 제1 수광부로부터의 출력신호의 강도변화에 근거하여 당해 강도변조기에 공급하는 DC바이어스전압을 제어하는 DC바이어스제어부와, 당해 RF증폭기, 당해 신호강도검출기, 당해 신호발생기, 당해 제1 수광부 및 당해 DC바이어스제어부 중, 적어도 1개를 구동하기 위한 배터리가 배치되고,
당해 에어리어 외에는, 광원부와, 당해 광강도변조기로부터의 출력광을 수광하는 제2 수광부와, 당해 제2 수광부로부터의 출력신호로부터 당해 검출결과신호에 근거하는 신호를 검출하고, 그 검출결과를 표시하는 표시기가 배치되며,
당해 광원부로부터 광파를 당해 광강도변조기에 광섬유에 의하여 도입하고,
당해 광강도변조기로부터 광파를 당해 수광부에 광섬유에 의하여 도출하는 것을 특징으로 하는 전계계측장치. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
당해 검출결과신호는 30MHz 미만의 주파수인 것을 특징으로 하는 전계계측장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
당해 신호강도검출기의 결과에 근거하여, 당해 안테나의 출력신호의 강도를 감쇠하는 감쇠기를 가지는 것을 특징으로 하는 전계계측장치. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
당해 신호강도검출기의 결과에 근거하여, 당해 RF증폭기의 출력을 제어하는 RF증폭제어부를 가지는 것을 특징으로 하는 전계계측장치.
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