WO2004105181A1 - 光制御型フェーズドアレイアンテナ - Google Patents

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Tomohiro Akiyama
Yoshihito Hirano
Jiro Suzuki
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/2676—Optically controlled phased array

Definitions

  • the present invention relates to a light-controlled phased array antenna that controls a microwave beam radiated from the array antenna by a light wave.
  • the first and second beam lights which differ in frequency by the frequency of the microwave signal, are radiated into space, and the first beam light is used as signal light in space.
  • the optical modulator converts the signal light beam into a signal light beam having a distribution corresponding to the pattern of the radiation beam from the array antenna, performs a Fourier transform spatially with a Fourier transform lens, and uses the second light beam as a local light beam.
  • the spatial light modulator there is an optical fiber array in which a plurality of optical fibers are arranged, and a signal light beam is emitted from any one or a plurality of optical fibers (for example, see Patent Document 2). ).
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. H03-03-0442 (refer to FIG. 1)
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 09-139620 (see FIG. 1)
  • the distribution of the signal light beam is formed by an image mask.
  • a pinhole small hole
  • the microphone mouth wave beam radiated from the array antenna is a thin beam.
  • the position of the pinhole is set to X based on the optical axis.
  • the focal length of the Fourier transform lens is ⁇
  • the wavelength of the light source is ⁇
  • the light for sampling Are electrically connected to a circuit (not shown).
  • the contact 79 is arranged on the track of the contact 73 in the rotating operation of the mover 71.
  • Metal vapor is generated from the bridge, and arc discharge is started via the metal vapor.
  • the arc discharge is cut off when the contact pairs are separated by a sufficient distance after transition to a discharge phenomenon mediated by the surrounding gas.
  • arc discharge may occur even when the electrical contacts are closed. This is because when the electrical contacts are closed, the contact pair repeats the intermittent opening / closing operation.
  • FIG. 14 is a graph showing an example of the dependence of the arc discharge occurrence probability on the current between contacts.
  • a contact pair made of gold is brought into contact with a predetermined pressing force (1 OmN, 100 OmN, or 200 mN), and a voltage of 36 V is applied between the contacts to make the contact pair.
  • the probability that an arc discharge will occur when the gas is separated is plotted.
  • An electric contact is connected to a 36 V constant voltage power supply, and the value of the resistance connected in series with the electric contact is changed to change the flowing current.
  • the actual contact area between the contacts is Given that the distance between adjacent optical fibers in the fiber array is do, the wavelength of microwaves is Lm, the element spacing between array antennas is dm, and the main beam direction of the antenna radiation beam is 0 m with respect to the front direction, the angle 6 m is Equation (1) holds.
  • the main beam direction of the antenna radiation beam can be changed.
  • do 1 mm
  • eh o l.3 im
  • the main beam direction 0 m 18 degrees.
  • a spatial light modulator using a liquid crystal element as described in the embodiment of Patent Document 1 or an optical fiber array as described in Patent Document 2 is used instead. May be used.
  • a calculation example is shown for the main beam direction ⁇ m when a spatial light modulator is used.
  • an array antenna radiation beam is scanned, for example, at an interval of 2 degrees or less near the front. Requires a focal length f. Of the Fourier transform lens of 2.2 m or more.
  • the focal length of the optical system needs to be increased, so that the apparatus becomes large. Furthermore, since the optical system is long, there is a problem that the wavefront of the signal light beam output from the spatial light modulator is susceptible to deterioration due to atmospheric disturbance and vibration of the optical system.
  • the direction of the array antenna radiation beam is the same as the position of the pattern X of the image mask, the Fourier transform lens, the optical fiber array, the array antenna, and other devices.
  • the direction S m of the beam emitted from the array antenna changes when) is different.
  • a first object of the present invention is to provide a light control type phased array antenna having a high scanning angle resolution of an antenna radiation beam and a short optical system. What you get.
  • a second object is to obtain an optically controlled phased array antenna in which the direction of the main beam radiated from the array antenna does not depend on the microphone mouth wave frequency.
  • An optically controlled phased array antenna includes: an optical output device that outputs two laser lights, a signal light and a local light that are detuned at a microwave frequency; and a signal output from the optical output device.
  • a signal light emitting device that emits a light beam to space, a low-power laser light emitting device that emits local light output from the light output device to space as a local light beam, and a spatial intensity distribution of the signal light beam.
  • a spatial light modulator that performs intensity modulation, a Fourier transform lens that spatially Fourier-transforms the signal light beam modulated by the spatial light modulator, a signal light beam that passes through the Fourier transform lens, and the local light beam.
  • a light beam combiner that spatially superimposes the light beams to obtain a combined light beam; an optical fiber array that spatially samples the combined light beam; By heterodyne detecting the light emitted from the optical fiber array,
  • an optical system that controls the focal length of the Fourier transform lens to be short is provided. It is characterized by having.
  • an optically controlled phased array antenna is an optical output device that outputs two laser lights, a signal light and a local light, detuned at a microwave frequency, and an optical output device output from the optical output device.
  • a signal light emitting device that emits signal light to a space as a signal light beam, a local light emitting device that emits local light output from the light output device to a space as a local light beam, and a spatial intensity of the signal light beam
  • a spatial light modulator that performs intensity modulation on the distribution, a Fourier transform lens that spatially Fourier transforms the signal light beam modulated by the spatial light modulator, a signal light beam that passes through the Fourier transform lens,
  • An optical beam combiner that spatially overlaps the low-power light beam to obtain a combined light beam; and an optical fiber array that spatially samples the combined light beam.
  • the antenna is characterized by comprising an optical system for controlling the direction of a main beam radiated from the array antenna irrespective of the microwave frequency.
  • an optically controlled phased array antenna includes an optical output device that outputs two laser lights, a signal light and a low-power light detuned at a microwave frequency, and an optical output device that is output from the optical output device.
  • a signal light emitting device that emits the signal light into the space as a signal light beam; a local light emitting device that emits the oral light output from the optical output device to the space as an oral light beam;
  • a spatial light modulator that performs intensity modulation on the spatial intensity distribution of the signal light beam, a Fourier transform lens that spatially Fourier transforms the signal light beam modulated by the spatial light modulator, and a signal that passes through the Fourier transform lens
  • a light beam combiner for spatially superimposing a light beam and the local light beam to obtain a combined beam light, and an optical fiber for spatially sampling the combined beam light
  • a plurality of photoelectric converters for converting the light emitted from the optical fiber array into microwave signals by performing heterodyne detection and supplying power to each antenna element of
  • a wavelength tunable optical output device for controlling the wavelengths of the signal light and the local light to a wavelength proportional to the microwave frequency is provided.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an optically controlled type fused array antenna according to Embodiment 1 of the present invention.
  • Figure 2 is a simplified diagram showing the wavefront of the signal light beam.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of a light control type phased array antenna according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram of an optically controlled phased array antenna according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram of a light control type fused array antenna according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a configuration diagram of a light-controlled phased array antenna according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optically controlled phased array antenna according to Embodiment 1 of the present invention.
  • an optical output device 1 uses a microphone mouth wave signal frequency input from a microwave signal source 2 to transmit two laser lights, a signal light 3 detuned at a desired microphone mouth wave frequency and a local light 4. Output.
  • Means for realizing such an optical output device 1 include, for example, application of an optical frequency shifter using an acousto-optic effect. .
  • the signal light 3 is transmitted through an optical fiber as necessary, converted into a predetermined beam width by a lens 5, and emitted into space as a signal light beam 6.
  • the signal light beam 6 emitted to the space enters the spatial light modulator 7.
  • the spatial light modulator 7 converts the incident signal light beam 6 into a signal light having a desired intensity distribution corresponding to a beam pattern emitted from the array antenna by a control signal input from the spatial light modulator control terminal 8.
  • the Fourier transform lens 10 is installed at a position where the beam exit surface of the spatial light modulator 7 becomes the front focal plane of the lens 10.
  • the signal light beam 11 diffracted by the Fourier transform lens 10 enters the beam combiner 12.
  • the local light 4 emitted from the optical output device 1 is transmitted through an optical fiber as necessary, then converted into a predetermined beam width by a lens 13, emitted into space as a local light beam 14, and The light enters the synthesizer 12.
  • the beam combiner 12 spatially overlaps the incident signal light beam 11 and the local light beam 14 to produce a combined beam light.
  • the synthesized light beam is incident on the beam expanding optical system 20 installed at a position having the rear focal plane of the Fourier transform lens 10 as an incident surface, the beam diameter of the synthesized beam light is expanded, and the wavefront inclination of the beam is increased. The angle is reduced, and the light is emitted from the beam expanding optical system 20.
  • the beam light emitted from the beam expansion optical system 20 is input to each optical fiber of the optical fiber array 15 having the exit surface of the beam expansion optical system 20 or the vicinity thereof as an incident end, and is spatially sampled. You.
  • the optical fiber array 15 is composed of a plurality of optical fibers arranged side by side at predetermined intervals so that the longitudinal directions of the optical fibers are parallel.
  • a lens array may be provided at the incident end of the optical fiber array 15 in order to increase the coupling efficiency with the light beam incident on each optical fiber constituting the optical fiber array 15.
  • each optical fiber propagates through the optical fiber, is input to each photoelectric converter 16 connected to the output end side of each optical fiber, and is converted into a microwave signal by heterodyne detection. Output from output terminal 17.
  • each output signal from the microwave signal output terminal 17 is fed to each antenna element of the array antenna via a microwave amplifier or the like as necessary, and radiated to space. .
  • FIG. 2 is a diagram simply showing the wavefront of the signal light beam.
  • the output of the spatial light modulator 7 is converted to the light of a Fourier transform lens 10
  • the inclination angle 02 of the wavefront of the output light beam from the beam expanding optical system 20 is expressed by the following equation (2).
  • the phase difference ⁇ between light beams incident on any adjacent optical fibers can be expressed by the following equation (3).
  • ⁇ is the wavelength of the light source.
  • M 1 is the phase difference ⁇ ⁇ ⁇ between adjacent optical fibers when the beam expanding optical system 20 is not used.
  • the phase difference between adjacent fibers can be reduced to 1 / ⁇ .
  • the light incident on the optical fiber while maintaining the relationship of the phase difference ⁇ is photoelectrically converted by each photoelectric conversion element 16 and is converted into a microwave signal having the same phase difference ⁇ .
  • the main beam direction 0 m of the antenna radiation beam when this microwave signal is fed to an array antenna with an element spacing of dm and radiated from space can be expressed by equation (4).
  • the beam expansion optical system 20 with the beam expansion ratio M, the resolution of the beam travel angle 0 m can be obtained. To 1ZM.
  • the focal length of the Fourier transform lens 10 can be reduced to 1 / M without changing the resolution of the beam scanning angle, and the device can be miniaturized. -An example of the calculation of the direction of the main beam radiated from the array antenna when the beam expanding optical system 20 is applied is shown for a one-dimensional case.
  • the wavelength of microwave is: L
  • the focal length ⁇ ⁇ of the Fourier transform lens is 2.5 m, which is about five times longer.
  • the total length of the optical system can be shortened, and the demand for deterioration due to atmospheric disturbance or vibration of the optical system can be reduced.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of an optically controlled phased array antenna according to Embodiment 2 of the present invention. 3, the description of the same components as those in the first embodiment shown in FIG. 1 will be omitted.
  • the signal light beam output from the spatial light modulator 7 is reduced in beam size by the beam reduction optical system 21, and exits from the beam reduction optical system 21.
  • the magnification of the beam reduction optical system 21 is m (m ⁇ 1)
  • the beam light having a radius R around the optical axis and exiting from the spatial light modulator 7 and entering the beam reduction optical system 21 has a radius mR Is converted into a beam.
  • the point light source which is incident on the beam reduction optical system 21 and is located at the position X from the optical axis is converted to the position at mx from the optical axis.
  • the signal light beam 9 emitted from the beam reduction optical system 21 is diffracted by the Fourier transform lens 10 having the output end 21 of the beam reduction optical system as the front focal plane, as in the first embodiment, and is then transmitted to the beam combiner 12. Then, the light beam is superimposed on the local light beam 14 and is incident as a synthetic beam light on an optical fiber array 15 having the rear focal plane of the Fourier transform lens 10 as an incident plane.
  • the combined light incident on each optical fiber of the optical fiber array 15 is output from each optical fiber.
  • the signal is input to each photoelectric converter connected to the launching end, converted into a microwave signal by heterodyne detection, and emitted from the microwave signal output end.
  • the main beam direction ⁇ m when the microwave is radiated from the array antenna using the optically controlled phased array antenna configured as described above is expressed by the following equation (5) using the same variables as in the first embodiment. I can put it.
  • the beam reduction optical system 21 with the beam reduction rate m is connected to the spatial light modulator 7.
  • the resolution of the scanning angle of the radiation beam from the array antenna is approximately It is possible to improve by a factor of two.
  • the focal length of the Fourier transform lens 10 can be shortened to m times without deteriorating the resolution of the beam scanning angle, and the device can be miniaturized.
  • FIG. 4 is a configuration diagram of an optically controlled phased array antenna according to Embodiment 3 of the present invention. 4, the description of the same components as those in the first embodiment shown in FIG. 1 is omitted.
  • an optical system is provided between the optical beam combiner 12 and the optical fiber array 15 so as to control the direction of the main beam radiated from the array antenna to be constant irrespective of the microphone mouth frequency.
  • a zoom optical system 22 is provided in which the zoom magnification is controlled in proportion to the microphone mouth wave frequency.
  • the signal light beam 9 emitted from the spatial light modulator 7 is diffracted by the Fourier transform lens 10 and superimposed on the local light beam 14 by the beam combiner 12 to become a combined beam light, and the zoom optical system 2 It is incident on 2.
  • the magnification of the zoom optical system 22 is made proportional to the microwave frequency by the zoom magnification control device 24 based on the microphone mouth wave frequency set by the microwave frequency setting device 23.
  • the incident end of the optical fiber array 15 is also moved.
  • the beam light output from the zoom optical system is sampled by the optical fiber array 15 and converted into a microwave signal by heterodyne detection in the photoelectric converter 16.
  • the direction ⁇ m of the main beam of the radiation beam from the array antenna in the third embodiment can be expressed by Expression (6), where the magnification of the zoom optical system is Z ⁇ ⁇ ⁇ .
  • ⁇ is a constant.
  • the beam direction ⁇ m does not depend on the microwave wavelength Am, so that even if the microwave frequency (wavelength) is changed, the main beam direction emitted from the array antenna remains the same. It becomes possible.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of a light-controlled phased array antenna according to a fourth embodiment of the present invention.
  • an optical system that controls the direction of the main beam radiated from the array antenna to be constant regardless of the microwave frequency is proportional to the microwave frequency.
  • the zoom optical system 22 is provided for controlling the zoom magnification.
  • the signal light beam 9 from the spatial light modulator 7 is input to the zoom optical system 22.
  • the main beam direction of the radiation beam from the array antenna is constant irrespective of the microwave frequency by making the magnification, that is, the focal length of the zoom optical system 22 proportional to the microwave frequency in accordance with the signal of the zoom magnification controller 24. It becomes possible.
  • FIG. 6 is a configuration diagram of a light-controlled face-and-array antenna according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the microwave frequency (wavelength) information set by the microwave frequency setting device 23 is input to the optical wavelength setting device 25.
  • the optical wavelength setting device 25 is input to the microwave frequency (wavelength) information set by the microwave frequency setting device 23 .
  • the wavelength of the tunable optical output device 26 is controlled and changed in proportion to the wavelength of the microwave.
  • the signal light 3 and the local light 4 detuned at the microwave frequency are output at the same time as the wavelength changes, similarly to the optical output device 1 of the first embodiment.
  • ⁇ ⁇ does not depend on the microwave frequency Am.
  • the frequency (wavelength) of the output light of the tunable optical output device 26 becomes 15 nm. It is possible to keep the main beam direction of the antenna radiation beam constant by changing it from to 590 nm. It is also possible to support microwave frequencies from 30 GHz to 31.5 GHz with the same variable wavelength.
  • an optically controlled phased array antenna having a high resolution of a scanning angle of an antenna radiation beam and a short optical system. Also, it is possible to obtain an optically controlled phased array antenna in which the direction of the main beam radiated from the array antenna does not depend on the microwave frequency.

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Abstract

アンテナ放射ビームの走査角の分解能が高く、かつ光学系が短い光制御型フェーズドアレイアンテナを得るもので、マイクロ波周波数で離調した信号光とローカル光のビームを空間に出射し、空間光変調器で変調されフーリエ変換レンズを介した信号光ビームとローカル光ビームとを空間的に重ね合わせた合成ビーム光を空間的にサンプリングしヘテロダイン検波することでマイクロ波信号に変換してアレイアンテナの各アンテナ素子に給電する複数の光電変換器とを備えた光制御型フェーズドアレイアンテナにおいて、前記フーリエ変換レンズの焦点距離を短く制御すべく、合成ビーム光のビームを拡大するビーム拡大光学系を備えた。

Description

光制御型フェーズドアレイアンテナ
技術分野
この発明は、 アレイアンテナから放射するマイクロ波ビームを、 光波により制 御する光制御型フエーズドアレイアンテナに関するものである。
明背景技術
従来、 この種の光制御型フェーズドアレイアンテナとして、 マイクロ波信号の 周波数だけ周波数が異なる第 1と第 2のビー書ム光を空間に放射し、 第 1のビーム 光を、 信号光として、 空間光変調器によりアレイアンテナからの放射ビームのパ ターンに対応した分布の信号光ビームに変換し、 フーリエ変換レンズにより空間 的にフーリエ変換すると共に、 第 2のビーム光を、 ローカル光ビームとし、 前記 の信号光ビームと空間的に重ね合わせ、 重ね合わされた合成ビーム光を光フアイ バアレイにより空間的にサンプリングし、 そのサンプリング光を複数の光電変換 器によるへテロダイン検波により、 複数のマイクロ波信号に変換した後、 アレイ アンテナを用いて空間に放射するものがある （例えば、 特許文献 1 ) 。
また、 前記空間光変調器の代わりに、 複数の光ファイバを並べた光ファイバァ レイ中、 任意の一つ乃至は複数の光ファイバから信号光ビームを放射させるもの がある （例えば、 特許文献 2参照） 。
特許文献 1 ：特開平 0 3— 0 4 4 2 0 2号公報 （第 1図参照）
特許文献 2 ：特開平 0 9— 1 3 9 6 2 0号公報 （図 1参照）
ここで、 信号光ビームの分布と、 アレイアンテナから空間に放射するマイクロ 波の主ビーム方向との関係を 1次元の場合で説明する。 例えば、 特許文献 1では
、 信号光ビームの分布をイメージマスクにより形成している。 イメージマスクと してピンホール （微少な穴） を用いた場合、 アレイアンテナから放射するマイク 口波ビームは細いビームとなる。 この時、 ピンホールの位置を光軸を基準に Xと おく。 フーリエ変換レンズの焦点距離を ί、 光源の波長をえ ο、 サンプリング用光 は図外の回路に電気的に接続されている。 接点 7 9は、 可動子 7 1の回動動作に おける接点 7 3の軌道上に配されている。
このような構造を有する電気接点装置 X 3の接点 7 4および接点 7 9の間に所 定の電圧が印加されている状態において、可動子 7 1が固定子 7 2へと回動して、 図 1 3に示すように接点 7 4および接点 7 9が接触すると、 電流は、 例えば、 導 体片 7 8から、 接点 7 9、 接点 7 4、 および導体片 7 3を介して、 リード 7 6へ と流れる。 この後、 可動子 7 1が固定子 7 2から離反する方向へ回動して、 図 1 2に示すように接点 7 4および接点 7 9が離隔すると、 通電は停止される。 この ようにして、 電気接点装置 X 3は、 電流通路の接続および切断を実行する。
電気接点の技術の分野にぉレ、ては、閉状態にある接点間に閾値（最小放電電流） 以上の電流が流れている状態あるいは閾値 （最小放電電圧） 以上の電位差が生じ ている状態で、 接点対を離隔すると、 接点間にアーク放電が発生することが知ら れている。例えば閾値以上の電流が流れている状態で接点対を離隔する際、まず、 開離が進行するにつれて接点間の接触面積は次第に縮小し、 接点間を流れる電流 は集中していく。 電流の集中化に起因して接点の温度は上昇し、 接点表面は溶融 する。 そのため、 接点対が開離した後でも離隔距離が短い間は、 溶融した接点材 料により当該接点間は掛け渡される。すなわち、接点間にプリッジが形成される。 このプリッジから金属蒸気が発生し、 当該金属蒸気を媒介としてアーク放電が開 始する。 アーク放電は、 周囲気体を媒介とする放電現象へと移行した後、 接点対 が充分な距離で離隔したときに切断される。 このような開離時アークと略同様の 機構で、 電気接点の閉成時においてもアーク放電が生じる場合がある。 電気接点 の閉成時においては、 接点対は間欠的開閉動作 レ ゥンス） を繰り返すためであ る。
図 1 4は、アーク放電発生確率の接点間電流依存性の一例を表すグラフである。 本グラフにおいては、金よりなる接点対を所定の押圧力（1 O mN、 1 0 O mN、 または 2 0 0 mN) で接触させ、 接点間に 3 6 Vの電圧を印加しながら当該接点 対を開離させる際にアーク放電の発生する確率が、 プロットされている。 3 6 V 定電圧電源に電気接点を接続し、 当該電気接点と直列に接続した抵抗の値を変化 させることによって、通電電流を変化させている。接点間の実質的な接触面積は、 ファイバアレイの隣接光ファイバ間隔を do、マイクロ波の波長を； Lm、アレイァ ンテナの素子間隔を dmとし、 アンテナ放射ビームの主ビーム方向を正面方向を 基準に 0 mとおく と、 角度 6mは、 式 （1) とおける。
Figure imgf000005_0001
式 （1) のように、 イメージマスクのピンホ一ノレ位置 Xを変えることにより、 アンテナ放射ビームの主ビーム方向 を変えることができる。例えば、 do= 1 mm、 え o= l . 3 im、
Figure imgf000005_0002
o 00mmで、 X = 100 μπιとした場合、 主ビーム方向 0 mは、 18度となる。
(課題 1 )
イメージマスクとしては、 マスクパターン生成の柔軟性から、 特許文献 1の実 施例に記載されたように、 液晶素子による空間光変調器や、 特許文献 2に記載の ように、 光ファイバアレイを代わりに用いても良い。
例えば、 空間光変調器を用いた場合の主ビームの方向 Θ mについて計算例を示 す。 空間光変調器を構成する各素子のピッチが 5 O/ mの場合、 イメージマスク のピンホール位置に相当する Xは、 X = 0、 50、 1 00、 1 50、 200、 2 50、 300、 · · ·、 μπιの離散的な値をとる。 この時、 アンテナ放射ビーム の主ビームの方向 6mは、 式 （1) 及び前記の条件から、 0m=O、 8. 8、 1 8、 28、 38、 50、 67度となる。
し力 し、 この構成では、 これらの方向の間、 例えば 23度方向には主ビームを 向けることができないという欠点がある。
また、 前記の波長の光源、 マイクロ波、 素子ピッチの空間光変調器、 サンプリ ング光ファイバアレイ、 アレイアンテナを用いて、 アレイアンテナ放射ビームを 、 例えば正面付近で 2度以下の間隔で走査するためには、 フーリエ変換レンズの 焦点距離 f .は 2. 2m以上が必要である。
このように、 アンテナ放射ビームを細かい間隔で走査するには、 光学系の焦点 距離を長くする必要があるために装置が大きくなる。 更に、 光学系が長いために 、 空間光変調器から出力した信号光ビームの波面は、 大気の擾乱や光学系の振動 による劣化の影響を受けやすくなるなどの課題がある。
(課題 2) 更に、 アレイアンテナ放射ビームの方向は、 式 （1) のように、 イメージマス クのパターンの位置 X、 フーリエ変換レンズ、 光ファイバアレイ、 アレーアンテ ナなどの装置が同一でも、 マイクロ波の周波数 （波長） が異なると、 アレイアン テナから放射するビームの方向 S mが変わるという欠点もある。
例 は、 d o= 1 mmN λο= 1. 3 μ m、 dm=10 cm、 f = 500mm、 X= 100 mとした場合、 マイクロ波の周波数が 1. 5GHz (波長； lm=2 O cm) では、 アンテナ放射ビームの主ビーム方向 S mは 1 8度であるが、 マイ クロ波の周波数が 2. 0GHz (波長; Lm= 1 5 cm) になると、 主ビーム方向 θιηは 1 3. 3度方向となり、 マイクロ波周波数によりアンテナ放射ビームが異 なる方向を向いてしまうという課題がある。
(発明の目的）
この発明は、 上述のような課題を解決するためになされたもので、 第 1の目的 は、 アンテナ放射ビームの走査角の分解能が高く、 かつ光学系が短い光制御型フ エーズドアレイアンテナを得るものである。
また、 第 2の目的は、 アレイアンテナから放射する主ビームの方向が、 マイク 口波周波数に依存しない、 光制御型フェーズドアレイアンテナを得るものである
発明の開示
この発明に係る光制御型フェーズドアレイアンテナは、 マイクロ波周波数で離 調した信号光とローカル光の二つのレーザ光を出力する光出力装置と、 前記光出 力装置から出力された信号光を信号光ビームとして空間に出射する信号光出射装 置と、 前記光出力装置から出力されたローカル光をローカル光ビームとして空間 に出射するロー力ノレ光出射装置と、 前記信号光ビームの空間強度分布に強度変調 を行う空間光変調器と、 前記空間光変調器で変調された信号光ビームを空間的に フーリエ変換するフーリエ変換レンズと、 前記フーリエ変換レンズを介した信号 光ビームと前記ローカル光ビームとを空間的に重ね合わせて合成ビーム光を得る 光ビーム合成器と、 前記合成ビーム光を空間的にサンプリングする光ファイバァ レイと、 前記光ファイバアレイから出射された光をへテロダイン検波することで
3 マイクロ波信号に変換してアレイアンテナの各アンテナ素子に給電する複数の光 電変換器とを備えた光制御型フェーズドアレイアンテナにおいて、 前記フ一リェ 変換レンズの焦点距離を短く制御する光学系を備えたことを特徴とする。
また、 他の発明に係る光制御型フェーズドアレイアンテナは、 マイクロ波周波 数で離調した信号光とローカル光の二つのレーザ光を出力する光出力装置と、 前 記光出力装置から出力された信号光を信号光ビームとして空間に出射する信号光 出射装置と、 前記光出力装置から出力されたローカル光をローカル光ビームとし て空間に出射するローカル光出射装置と、 前記信号光ビームの空間強度分布に強 度変調を行う空間光変調器と、 前記空間光変調器で変調された信号光ビームを空 間的にフーリエ変換するフーリエ変換レンズと、 前記フーリエ変換レンズを介し た信号光ビームと前記ロー力ル光ビームとを空間的に重ね合わせて合成ビーム光 を得る光ビーム合成器と、 前記合成ビーム光を空間的にサンプリングする光ファ ィバアレイと、 前記光ファィバアレイから出射された光をへテ口ダイン検波する ことでマイクロ波信号に変換してアレイアンテナの各アンテナ素子に給電する複 数の光電変換器とを備えた光制御型フェーズドアレイアンテナにおいて、 前記ァ レイアンテナから放射する主ビームの方向を前記マイクロ波周波数によらず一定 に制御する光学系を備えたことを特徴とする。
さらに、 他の発明に係る光制御型フェーズドアレイアンテナは、 マイクロ波周 波数で離調した信号光とロー力ル光の二つのレーザ光を出力する光出力装置と、 前記光出力装置から出力された信号光を信号光ビームとして空間に出射する信号 光出射装置と、 前記光出力装置から出力された口一カル光を口一カル光ビームと して空間に出射するローカル光出射装置と、 前記信号光ビームの空間強度分布に 強度変調を行う空間光変調器と、 前記空間光変調器で変調された信号光ビームを 空間的にフーリエ変換するフーリエ変換レンズと、 前記フーリエ変換レンズを介 した信号光ビームと前記ローカル光ビームとを空間的に重ね合わせて合成ビーム 光を得る光ビーム合成器と、 前記合成ビーム光を空間的にサンプリングする光フ アイバァレイと、 前記光ファイバアレイから出射された光をへテロダイン検波す ることでマイクロ波信号に変換してァレイ了ンテナの各ァンテナ素子に給電する 複数の光電変換器とを備えた光制御型フェーズドアレイアンテナにおいて、 前記
4 光出力装置として、 信号光とローカル光の波長を、 前記マイクロ波周波数に比例 した波長に制御する波長可変型光出力装置を備えたことを特徴とする。 図面の簡単な説明
図 1は、 この発明の実施の形態 1による光制御型フ ーズドアレイアンテナの 構成図、
図 2は、 信号光ビームの波面を簡易的に示す図、
図 3は、 この発明の実施の形態 2による光制御型フェーズドアレイァンテナの 構成図、
図 4は、 この発明に実施の形態 3による光制御型フェーズドアレイアンテナの 構成図、
図 5は、 この発明に実施の形態 4による光制御型フユーズドアレイァンテナの 構成図、
図 6は、 この発明の実施の形態 5による光制御型フェーズドアレイァンテナの 構成図である。 発明を実施するための最良の形態
実施の形態 1 .
図 1は、 この発明の実施の形態 1による光制御型フェーズドアレイアンテナの 構成を示す図である。 図 1において、 光出力装置 1は、 マイクロ波信号源 2から 入力されるマイク口波信号周波数により、 所望のマイク口波周波数で離調した信 号光 3とローカル光 4の二つのレーザ光を出力する。 このような光出力装置 1を 実現する手段としては、 例えば、 音響光学効果を用いた光周波数シフタなどの適 用力 め。。
信号光 3は、 必要に応じて光ファイバで伝送した後、 レンズ 5により所定のビ ーム幅に変換し、 信号光ビーム 6として空間に出射する。 空間に出射した信号光 ビーム 6は、 空間光変調器 7に入射する。 空間光変調器 7は、 入射した信号光ビ ーム 6を、 空間光変調器制御端子 8から入力した制御信号により、 アレイアンテ ナから放射させるビームのパターンに対応した、 所望の強度分布の信号光ビーム
5 9に変換し、 再び空間に出射する。 空間光変調器 7としては、 例えば液晶を用い たものが既に商品化されている。
フーリエ変換レンズ 1 0は、 空間光変調器 7のビーム出射面がレンズ 1 0の前 側焦点面となる位置に設置される。 フーリエ変換レンズ 1 0にて回折した信号光 ビーム 1 1は、 ビーム合成器 1 2に入射する。
—方、 光出力装置 1から出射したローカル光 4は、 必要に応じて光ファイバで 伝送した後、 レンズ 1 3により所定のビーム幅に変換され、 ローカル光ビーム 1 4として空間に出射し、 ビーム合成器 1 2に入射する。
ビーム合成器 1 2は、 入射した信号光ビーム 1 1とローカル光ビーム 1 4とを 空間的に重ね合わせ、 合成ビーム光とする。 合成光ビームは、 前記フーリエ変換 レンズ 1 0の後側焦点面を入射面とする位置に設置したビーム拡大光学系 2 0に 入射し、 合成ビーム光のビーム径が拡大され、 かつビームの波面傾き角が小さく され、 ビーム拡大光学系 2 0から出射される。
ビーム拡大光学系 2 0から出射したビーム光は、 ビーム拡大光学系 2 0の出射 面、 もしくはその近傍を入射端とする光ファイバアレイ 1 5の各光ファイバに入 力し、 空間的にサンプリングされる。
光ファイバアレイ 1 5は、 所定の間隔をおいて、 光ファイバの長手方向が平行 になるように、 並置された複数本の光ファイバから構成される。 光ファイバァレ ィ 1 5の入射端には、 光ファイバアレイ 1 5を構成する各光ファイバへの入射光 ビームとの結合効率を高める為に、 レンズアレイを備えても良い。
各光ファイバに入射した光は、 光ファイバ中を伝搬し、 各光ファイバの出射端 側に接続した各光電変換器 1 6に入力され、 ヘテロダイン検波によりマイクロ波 信号に変換され、 それぞれマイクロ波信号出力端 1 7より出力される。
本装置をアレイアンテナへ適用する場合、 マイクロ波信号出力端子 1 7からの 各出力信号を、 必要に応じてマイクロ波増幅器などを介して、 アレイアンテナの 各アンテナ素子に給電し、 空間に放射させる。
以上の構成において、 マイクロ波信号出力端子 1 7から出力されるマイクロ波 信号の位相分布について 1次元の場合で説明する。 図 2は、 信号光ビームの波面 を簡易的に示す図である。 空間光変調器 7の出力をフーリエ変換レンズ 1 0の光
6 軸から距離 Xの点光源とすると、 焦点距離 f のフーリエ変換レンズ 1 0の透過後
、 ビーム拡大光学系 2 0へ入射する信号光ビーム 1 1の波面の傾き角 θ 1は、 距 離 Xが焦点距離 f に対して十分に小さいとき、 s i n e 1 =Χ/ Ϊとおける。 ビ ーム拡大光学系 2 0の倍率を Μとおくと、 ビーム拡大光学系 2 0からの出力光ビ ームの波面の傾き角 0 2は、 式 （2) となる。
s i η Θ 2 = X/ (MX f ) = s i n Θ 1 /M ( 2 )
従って、 光ファイバアレイ 1 5を構成する各光ファイバの隣接ファイバの間隔 を do とおくと、任意の隣接する光ファイバに入射するビーム光間の位相差 Δ φο は、 式 （3) とおける。 但し、 λοは光源の波長とする。
厶 0o= 27t/ io do s i n 0 2
= 2 7r/Ao do s i n 6 1 ( 1 /M) ( 3 )
M= 1の場合が、 ビーム拡大光学系 20を使用しない場合の隣接光ファイバ間 の位相差 Δ ψο である。 ビーム拡大光学系 20を適用することにより、 Ρ接ファ ィバ間の位相差を 1 /Μにすることが可能になる。 前記位相差 Δ φο の関係を維 持したまま光ファイバに入射した光は、 各光電変換素子 1 6で光電変換され、 各 々同一の位相差 Δ φοをもつマイクロ波信号に変換される。
このマイクロ波信号を、 素子間隔 dmのアレイアンテナに給電し、 空間から放 射させた時のアンテナ放射ビームの主ビーム方向 0 mは、 式 （4) とおける。
s i η Θ m= ( do λ o) / ( dmノ Am) X (X/ f ) X ( 1/M)
= (do/λο) / ( dm/λπα) X X/ ( f XM) (4) このように、 ビーム拡大率 Mのビーム拡大光学系 2 0を適用することにより、 ビーム走查角 0 mの分解能を 1ZMにすることが可能となる。 あるいは、 ビーム 走査角の分解能を変えずに、 フーリエ変換レンズ 1 0の焦点距離を 1 /Mにする ことが可能であり、 装置の小型化を実現することが可能である。 - ビーム拡大光学系 2 0を適用したときのアレイアンテナから放射する主ビーム の方向の計算例を 1次元の場合で示す。 例えば、 光ファイバアレイ 1 5の隣接フ アイバの間隔を do= 1 mm、 光の波長を λο= 1. 3 m、 7レイアンテナの素 子間隔を dm= 5 c m、 マイクロ波の波長を； L m= 1 0 c m、 フーリエ変換レン ズ 1 0の焦点距離を ί = 5 0 0 mmとする。
7 空間光変調器 7を構成する各変調素子のピッチが 50 μΐηの場合、 Xは、 X = 0， 50, 100, 1 50, 200, 250, 300, · ■ ■ mの離散的な値 をとる。 この時、 アンテナ放射ビームの主ビームの方向 0 mは、 式 （1) 及び前 記の条件から 0m=O, 8. 8, 18, 28, 38, 50, 67, ■ ' ■度とな る。 光ファイバアレイ 1 5の前面にビームの倍率 M= 5のビーム拡大光学系 20 を揷入した場合、 アンテナ放射ビームの主ビームの方向 0 mは、 Θ = 0 , 1. 8 , 3. 5, 5. 3, 7. 1, 8. 8, 1 0, · · '度となり、 同一の装置を用い てもアンテナ放射ビームの走査角の分解能を細かくすることが可能となる。 また、 ビーム拡大光学系 20を用いずに同様の走査角分解能を得るには、 フー リエ変換レンズの焦点距離 ίは 2. 5 mと、 約 5倍の長さが必要であることから 、 ビーム拡大光学系 20を適用することにより、 光学系の全長を短くすることが 可能となり、 大気の擾乱や光学系の振動による劣化への要求を緩和することがで きる。 実施の形態 2.
図 3は、 この発明の実施の形態 2による光制御型フェーズドアレイ了ンテナの 構成図である。 図 3において、 図 1に示す実施の形態 1と同一の構成部品に関し ては説明を省略する。 空間光変調器 7から出力した信号光ビームはビーム縮小光 学系 21にてビームサイズが縮小されて、 ビーム縮小光学系 21から出射する。 例えば、 ビーム縮小光学系 21の倍率を m (mく 1) とすると、 空間光変調器 7 から出射しビーム縮小光学系 21に入射した、 光軸を中心に半径 Rのビーム光は 、 半径 mRのビームに変換される。 また、 ビーム縮小光学系 2 1に入射した、 光 軸から Xの位置の点光源は、 光軸から m Xの位置に変換される。
ビーム縮小光学系 21から出射した信号光ビーム 9は、 実施の形態 1と同様に 、 ビーム縮小光学系の出力端 21を前側焦点面にしたフーリエ変換レンズ 10で 回折した後、 ビーム合成器 12にてローカル光ビーム 14と重ね合わせ、 合成ビ ーム光として、 フーリエ変換レンズ 10の後側焦点面を入射面とした光ファイバ アレイ 15に入射する。
光ファイバアレイ 1 5の各光ファイバに入射した合成光は、 各光ファイバの出
8 射端に接続した各光電変換に入力され、 ヘテロダイン検波によりマイクロ波信号 に変換され、 それぞれ、 マイクロ波信号出力端より出射する。
以上で構成した光制御型フェーズドアレイアンテナを用いてァレイァンテナか らマイクロ波を放射させた場合の主ビームの方向 Θ mは、 前記の実施の形態 1と 同様の変数を用いて式 （5 ) とおける。
s i η Θ m = ( d o/ X Q) / ( d a/ λ m) xn X / f ( 5 ) 式 （5 ) のように、 ビーム縮小率 mのビーム縮小光学系 2 1を空間光変調器 7 とフーリエ変換レンズ 1 0の間に備えることにより、 フーリエ変換レンズ 1 0の 焦点距離 f 、 空間光変調器 7の空間分解能を変えずに、 アレイアンテナからの放 射ビームの走査角の分解能を概ね m倍に向上することが可能となる。 あるいは、 ビーム走查角の分解能を劣化させることなく、 フーリエ変換レンズ 1 0の焦点距 離を m倍に短くすることが可能であり、 装置の小型化が可能となる。 実施の形態 3 .
図 4は、 この発明に実施の形態 3による光制御型フェーズドアレイアンテナの 構成図である。 図 4において、 図 1に示す実施の形態 1と同一の構成部品に関し ては説明を省略する。 この実施の形態 3においては、 光ビーム合成器 1 2と光フ アイバアレイ 1 5との間に、 アレイアンテナから放射する主ビームの方向をマイ ク口波周波数によらず一定に制御する光学系として、 マイク口波周波数に比例し てズーム倍率が制御されるズーム光学系 2 2を備えている。
空間光変調器 7から出射した信号光ビーム 9は、 フーリエ変換レンズ 1 0にて 回折し、 ビーム合成器 1 2によりローカル光ビーム 1 4と重ね合わされ、 合成ビ ーム光となり、 ズーム光学系 2 2に入射する。 マイクロ波周波数設定装置 2 3に て設定したマイク口波周波を元にズーム倍率制御装置 2 4によりズーム光学系 2 2の倍率をマイクロ波周波数に比例させる。
ズーム光学系 2 2の倍率を変化させたときに光学系の出射端が移動する場合は
、 光ファイバアレイ 1 5の入射端もあわせて移動させる。
ズーム光学系から出力したビーム光は、 光ファイバアレイ 1 5にてサンプリン グし、 光電変換器 1 6にてヘテロダイン検波によりマイクロ波信号に変換され、
9 マイクロ波信号出力端子 1 7から出力する。 出力信号はアレイアンテナの各アン テナ素子に給電する。
本実施の形態 3におけるアレイアンテナからの放射ビームの主ビームの方向 Θ mは、 ズーム光学系の倍率を Z ζθ · λιηとおくと、 式 （6) とおける。 但し、 ζθは定数である。
s i η Θ m= (άο/λο) / ( dm/Am) . X/ f . l/Z
= {άο/λο) / ( dm/ Am) · X, ί · 1 / (z 0 X ) = ( do/λο) /dm ■ X/ f ■ 1 /zO (6) 式 （6) に示したように、 ビームの方向 Θ mはマイクロ波の波長 A mに依存し ないので、 マイクロ波の周波数 （波長） を変化させても、 アレイアンテナから放 射するビームの主ビームの方向を一定とすることが可能となる。 実施の形態 4.
図 5は、 この発明に実施の形態 4による光制御型フェーズドアレイァンテナの 構成図である。 この実施の形態 4においては、 図 1に示すフーリエ変換レンズ 1 0の代わりに、 アレイアンテナから放射する主ビームの方向をマイクロ波周波数 によらず一定に制御する光学系として、 マイクロ波周波数に比例してズーム倍率 が制御されるズーム光学系 2 2を備えている。
すなわち、 空間光変調器 7からの信号光ビーム 9をズーム光学系 2 2に入力し ている。 この時、 ズーム光学系 2 2の倍率つまり焦点距離をズーム倍率制御装置 24の信号に従い、 マイクロ波周波数に比例させることにより、 アレイアンテナ からの放射ビームの主ビーム方向はマイクロ波周波数によらず一定とすることが 可能となる。 実施の形態 5.
図 6は、 この発明の実施の形態 5による光制御型フエース、ドアレイアンテナの 構成図である。 図 6において、 既に述べた構成部品に関しては説明を省略する。 マイクロ波周波数設定装置 2 3にて設定したマイクロ波の周波数 （波長） 情報を 光波長設定装置 2 5に入力する。 光波長設定装置 2 5は、 入力マイクロ波波長情
10 報に従い、 波長可変型光出力装置 2 6の波長を制御し、 マイクロ波の波長に比例 させて変化させる。
この波長可変型光出力装置 2 6では、 波長が変化すると同時に、 実施の形態 1 の光出力装置 1と同様に、 マイクロ波周波数で離調した信号光 3とローカル光 4 を出力する。
波長可変型光出力装置 2 6を適用した場合の、 アレイアンテナ放射ビームの主 ビーム方向 0 mについて説明する。 波長可変型光出力装置 2 6から出力する光の 波長; Loはマイクロ波信号の波長; lmに比例させるので、 ；Lo= a · λιηとおける 。 a は所定の定数である。 この時、 アンテナ放射ビームの主ビーム方向 0 mは、 式 （1) より式 （7) とおける。
s i η Θ m = ( do/ λο) / \ d m/ ん m) · X/ f
= (do/ (a Am) / (d m/ m) · X/ f
= (do/a ) /dm - X/ f ( 7)
θ πιは、 マイクロ波周波数 A mに依存しなくなる。 例えば、 マイクロ波の周波 数を 1 0. 0 GH zから 1 0. 5 GH zに変化させたときに、 波長可変型光出力 装置 2 6の出力光の周波数 （波長） を 1 5 1 5 nmから 1 5 9 0 nmまで変化さ せることにより、 ァンテナ放射ビームの主ビーム方向を一定に保つことが可能で ある。 また、 同一の波長可変量によりマイクロ波周波数が 3 0 GH zから 3 1. 5 GH zまで対応することも可能である。
このように、 波長可変型光出力装置 2 6の波長をマイクロ波の周波数に応じて 変化させることにより、 マイクロ波周波数が変化しても、 アンテナ放射ビームの 主ビーム方向を一定にすることが可能となる。 産業上の利用の可能性
以上のように、 この発明によれば、 アンテナ放射ビームの走査角の分解能が高 く、 かつ光学系が短い光制御型フェーズドアレイアンテナを得ることができる。 また、 アレイアンテナから放射する主ビームの方向が、 マイクロ波周波数に依存 しない、 光制御型フェーズドアレイアンテナを得ることができる。
11

Claims

請 求 の 範 囲
1 . マイクロ波周波数で離調した信号光とローカル光の二つのレーザ光を 出力する光出力装置と、
前記光出力装置から出力された信号光を信号光ビームとして空間に出射する信 号光出射装置と、
前記光出力装置から出力されたローカル光をローカル光ビームとして空間に出 射するローカル光出射装置と、
前記信号光ビームの空間強度分布に強度変調を行う空間光変調器と、 前記空間光変調器で変調された信号光ビームを空間的にフーリエ変換するフー リェ変換レンズと、
前記フーリエ変換レンズを介した信号光ビームと前記ローカル光ビームとを空 間的に重ね合わせて合成ビーム光を得る光ビーム合成器と、
前記合成ビーム光を空間的にサンプリングする光ファイバアレイと、 前記光ファィバアレイから出射された光をへテ口ダイン検波することでマイク 口波信号に変換してアレイアンテナの各アンテナ素子に給電する複数の光電変換 器と
を備えた光制御型フェーズドアレイアンテナにおいて、
前記フーリエ変換レンズの焦点距離を短く制御する光学系を備えた
ことを特徴とする光制御型フヱーズドアレイァンテナ。
2 . 請求項 1に記載の光制御型フェーズドアレイアンテナにおいて、 前記光学系として、 前記光ビーム合成器と前記光ファイバアレイとの間に、 前 記合成ビーム光のビームを拡大するビーム拡大光学系を備えた
ことを特徴とする光制御型フェーズドアレイアンテナ。
3 . 請求項 1に記載の光制御型フェーズドアレイアンテナにおいて、 前記光学系として、 前記空間光変調器と前記フーリエ変換レンズとの間に、 前
12 記空間光変調器で変調された信号光ビームのビームを縮小するビーム縮小光学系 を備えた
ことを特徴とする光制御型フェーズドアレイアンテナ。
4 . マイクロ波周波数で離調した信号光とローカル光の二つのレーザ光を 出力する光出力装置と、
前記光出力装置から出力された信号光を信号光ビームとして空間に出射する信 号光出射装置と、
前記光出力装置から出力されたローカル光をローカル光ビームとして空間に出 射するローカル光出射装置と、
前記信号光ビームの空間強度分布に強度変調を行う空間光変調器と、 前記空間光変調器で変調された信号光ビームを空間的にフーリェ変換するフー リエ変換レンズと、
前記フーリエ変換レンズを介した信号光ビームと前記ローカル光ビームとを空 間的に重ね合わせて合成ビーム光を得る光ビーム合成器と、
前記合成ビーム光を空間的にサンプリングする光ファイバアレイと、 前記光フアイバァレイから出射された光をへテ口ダイン検波することでマイク 口波信号に変換してアレイアンテナの各アンテナ素子に給電する複数の光電変換 器と
を備えた光制御型フェーズドアレイアンテナにおいて、
前記アレイアンテナから放射する主ビームの方向を前記マイクロ波周波数によ らず一定に制御する光学系を備えた
ことを特徴とする光制御型フェーズドアレイアンテナ。
5 . 請求項 4に記載の光制御型フェーズドアレイアンテナにおいて、 前記光学系として、 前記光ビーム合成器と前記光ファイバアレイとの間に、 前 記マイクロ波周波数に比例してズーム倍率が制御されるズーム光学系を備えた ことを特徴とする光制御型フェーズドアレイァンテナ。
13
6 . 請求項 4に記載の光制御型フェーズドアレイアンテナにおいて、 前記光学系として、 前記フーリエ変換レンズの代わりに、 前記マイクロ波周波 数に比例してズーム倍率が制御されるズーム光学系を備え、
前記光ビーム合成器は、 前記ズーム光学系を介した信号光ビームと前記ロー力 ル光ビームとを空間的に重ね合わせて合成ビーム光を得る
ことを特徴とする光制御型フェーズドアレイアンテナ。
7 . マイクロ波周波数で離調した信号光と口一カル光の二つのレーザ光を 出力する光出力装置と、
前記光出力装置から出力された信号光を信号光ビームとして空間に出射する信 号光出射装置と、
前記光出力装置から出力されたローカル光をローカル光ビームとして空間に出 射するローカル光出射装置と、
前記信号光ビームの空間強度分布に強度変調を行う空間光変調器と、 前記空間光変調器で変調された信号光ビームを空間的にフーリエ変換するフー リエ変換レンズと、
前記フーリエ変換レンズを介した信号光ビームと前記ロー力ル光ビームとを空 間的に重ね合わせて合成ビーム光を得る光ビーム合成器と、
前記合成ビーム光を空間的にサンプリングする光ファイバアレイと、 前記光ファィバアレイから出射された光をへテ口ダイン検波することでマイク 口波信号に変換してアレイアンテナの各アンテナ素子に給電する複数の光電変換 器と
を備えた光制御型フェーズドアレイアンテナにおいて、
前記光出力装置として、 信号光とローカル光の波長を、 前記マイクロ波周波数 に比例した波長に制御する波長可変型光出力装置を備えた
ことを特徴とする光制御型フェーズドアレイアンテナ。
14
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