WO2019017145A1 - 光マイクロ波伝送装置及び周波数変換装置並びに位相制御装置 - Google Patents

光マイクロ波伝送装置及び周波数変換装置並びに位相制御装置 Download PDF

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WO2019017145A1
WO2019017145A1 PCT/JP2018/023671 JP2018023671W WO2019017145A1 WO 2019017145 A1 WO2019017145 A1 WO 2019017145A1 JP 2018023671 W JP2018023671 W JP 2018023671W WO 2019017145 A1 WO2019017145 A1 WO 2019017145A1
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signal
frequency
optical
transmission
light source
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Application number
PCT/JP2018/023671
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English (en)
French (fr)
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彰裕 藤江
英介 原口
俊行 安藤
隼也 西岡
仁深 尾野
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2575Radio-over-fibre, e.g. radio frequency signal modulated onto an optical carrier

Definitions

  • the present invention relates to an optical microwave transmission device used for high frequency signal communication, a frequency conversion device using the optical microwave transmission device, and a phase control device.
  • a frequency converter In the generation of a high frequency signal such as a millimeter wave band or a sub-terahertz band, a frequency converter is required to multiply and convert a signal from a low frequency signal source to generate a high frequency signal.
  • a conventional frequency converter two optical signals having different frequencies f 1 and f 2 are multiplexed by a WDM coupler and photoelectrically converted by a photo mixer to generate a difference beat signal f 1 -f 2 And frequency conversion are realized (see, for example, Patent Document 1).
  • the conventional frequency conversion device has a problem of high cost, for example, two transmission light sources are required to generate modulated signals having different frequencies. Also, in consideration of actual use, it is necessary to separately add a phase synchronization circuit such as PLL (Phase Locked Loop) in order to synchronize the output phases of the two transmission light sources. And the cost is high.
  • PLL Phase Locked Loop
  • the present invention has been made to solve such a problem, and it is possible to miniaturize the apparatus and reduce the number of parts, and to reduce the cost, and to provide an optical microwave transmission apparatus, a frequency conversion apparatus and a phase control apparatus.
  • the purpose is to get.
  • An optical microwave transmission device comprises: a transmission signal source for generating an RF transmission signal to be transmitted; and a clock for outputting an RF clock signal having a frequency different from that of the RF transmission signal and higher in level than the RF transmission signal.
  • a signal source and a digital communication light source for converting a signal obtained by multiplexing an RF transmission signal and an RF clock signal into an optical signal are provided.
  • the optical microwave transmission device comprises a transmission signal source generating an RF transmission signal, and a clock signal source generating an RF clock signal having a large level at a frequency different from that of the RF transmission signal, and these RF transmission signals And an RF clock signal are converted into an optical signal by a light source for digital communication.
  • the apparatus can be miniaturized and the number of parts can be reduced, and the cost can be reduced.
  • FIG. 3A is an explanatory view showing a spectrum without an RF clock signal
  • FIG. 3B is an explanatory view showing a spectrum with an RF clock signal
  • FIGS. 4A to 4D are explanatory diagrams showing the spectrum of each part in the frequency converter according to the first embodiment of the present invention.
  • 6A to 6F are explanatory diagrams showing the spectrum of each part in the frequency converter of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 It is a block diagram which shows the frequency converter of Embodiment 3 of this invention.
  • 8A to 8I are explanatory diagrams showing the spectrum of each part in the frequency converter of the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of a frequency converter according to the present embodiment.
  • the frequency converter according to the present embodiment includes a transmission signal source 101, a clock signal source 102, an output control circuit 103, a coupler 104, a digital communication light source 105, an optical fiber 106, a photodiode 107, and a filter 108.
  • the transmission signal source 101 is a signal source that generates an RF transmission signal to be transmitted.
  • the clock signal source 102 is a signal source that generates an RF clock signal having a frequency different from that of the RF transmission signal and higher than that of the RF transmission signal.
  • the output control circuit 103 is a control circuit for controlling the level of the RF clock signal output from the clock signal source 102.
  • the coupler 104 is a coupler that combines the RF transmission signal from the transmission signal source 101 and the RF clock signal from the clock signal source 102.
  • the digital communication light source 105 is a device that acquires an electrical signal from the coupler 104, converts the signal into an optical signal, and outputs the optical signal.
  • the digital communication light source 105 includes a limiter amplifier 105a and an E / O converter 105b.
  • the limiter amplifier 105a is an amplifier that controls the gain according to the input level and holds the output level at a constant value.
  • the E / O conversion unit 105 b is a conversion unit that converts an electrical signal into an optical signal.
  • a small-form-factor-pluggable-plus (SFP) transmission unit is used as the digital communication light source 105.
  • the transmission signal source 101 to the digital communication light source 105 constitute an optical microwave transmission device which is a configuration on the transmission side of the frequency conversion device.
  • the optical fiber 106 constitutes an optical transmission path for connecting the digital communication light source 105 and the photodiode 107.
  • the photodiode 107 is a conversion element that converts an optical signal into an electrical signal.
  • the filter 108 is a filter for extracting a signal of a set frequency.
  • RF in this embodiment in addition to the RF transmission signal of a frequency f DATA, the frequency f .alpha.x different from the frequency f DATA
  • This RF transmission signal having a higher level of the RF transmit signal level It is characterized in that a clock signal is multitone input to the light source 105 for digital communication.
  • FIG. 2 shows the configuration when only the RF transmission signal is input to the digital communication light source 105. That is, the illustrated configuration is a configuration in which the clock signal source 102 to the coupler 104 are removed from the configuration of FIG. Under this configuration, the RF output signal level from the photodiode 107 becomes a constant value regardless of the input level of the transmission signal due to the effect of the limiter amplifier 105a in the digital communication light source 105, as shown in FIG. 3A. Amplitude information can not be included. That is, analog signal transmission becomes impossible.
  • an RF transmission signal of -10 dBm is shown by a dotted line
  • an RF transmission signal of -20 dBm is shown by a solid line, but they are almost overlapped.
  • 3A and 3B show the output spectrum of the RF transmission signal at 1 GHz.
  • the amplifier gain of the limiter amplifier 105a is fixed according to the input level of the RF clock signal.
  • the RF output signal level from the photodiode 107 fluctuates according to the RF transmission signal level, and includes amplitude information and phase information of the RF transmission signal. And can transmit analog signals.
  • the dotted line indicates an RF transmission signal of -10 dBm
  • the solid line indicates an RF transmission signal of -20 dBm. As shown, the signal strength changes by 10 dB.
  • the limiter amplifier keeps the output level constant regardless of the input level to the amplifier. This is because the limiter amplifier varies the amplifier gain according to the input level to the amplifier.
  • an RF clock signal is multi-tone input to the digital communication light source 105 separately from the RF transmission signal.
  • the limiter amplifier 105a in the digital communication light source 105 fixes the amplifier gain in accordance with the input level of the signal having the higher input level among the RF transmission signal or the RF clock signal.
  • an RF signal satisfying the condition of input level of RF clock signal> input signal level of RF transmission signal is input to the light source 105 for digital communication (amplifier gain determined from input level of RF clock signal) ⁇ (RF transmission)
  • the signal of the input level of the signal is output from the limiter amplifier 105a.
  • the transmission signal is transmitted as a sine wave and the clock signal is transmitted as a rectangular wave. Therefore, as shown in FIG. Sum component (2n + 1) ⁇ f ⁇ x + f DATA and frequency component (2n + 1) ⁇ f ⁇ x -f DATA of the frequency component f DATA of the transmission signal and the frequency component (2n + 1) ⁇ f ⁇ x of odd frequency multiple of the RF clock signal Do.
  • n is any integer. Therefore, by appropriately setting the frequency f ⁇ x of the RF clock signal, the signal from the low frequency signal source can be multiplied and converted to generate a high frequency signal without using the mixing means conventionally required. It becomes possible.
  • the transmission signal source 101 outputs a transmission signal of frequency f DATA as an RF transmission signal.
  • the clock signal source 102 also outputs a clock signal of frequency f ⁇ x as an RF clock signal.
  • f ⁇ x ⁇ f DATA .
  • (2n + 1) ⁇ f ⁇ x ⁇ f DATA ⁇ f DATA is set so that the difference beat frequency between the RF transmission signal and the harmonic of the RF clock signal does not coincide with the transmission signal frequency.
  • the output level P ⁇ x of the RF clock signal is larger than the output level P DATA of the RF transmission signal (P ⁇ x > P DATA ).
  • the coupler 104 combines the RF transmission signal and the RF clock signal.
  • the output spectrum of coupler 104 is shown in FIG. 4A.
  • the digital communication light source 105 converts the RF transmission signal and the RF clock signal into an optical signal.
  • the output spectrum of the digital communication light source 105 is shown in FIG. 4B.
  • f c is an optical carrier frequency of the light source 105 for digital communication.
  • the light modulation signal is an OOK modulation signal, it is also possible to transmit a phase shift keying signal such as a QPSK signal or a BPSK signal.
  • the photodiode 107 converts the optical transmission signal and the optical clock signal into electrical signals.
  • the output spectrum of the photodiode 107 is shown in FIG. 4C.
  • Frequency f DATA of RF transmission signal, odd multiple component of RF clock signal (2n + 1) ⁇ f ⁇ x , Sum frequency and difference frequency component of frequency of RF transmission signal and frequency of RF clock signal (2 n + 1) ⁇ f ⁇ x ⁇ f DATA ( n is an integer) signal is generated.
  • the filter 108 band-limits and takes out only a desired signal frequency from the output signal frequency f DATA of the photodiode 107, (2 n + 1) ⁇ f ⁇ x , (2 n + 1) ⁇ f ⁇ x ⁇ f DATA (n is an integer).
  • various filters such as a band pass filter, a high pass filter, and a low pass filter may be used as long as they are designed to block frequency components other than the desired frequency.
  • the output spectrum of filter 108 is shown in FIG. 4D.
  • the dashed line in FIG. 4D indicates the band of the filter 108.
  • two transmission light sources are required to obtain optical signals of two frequencies in the conventional configuration by multitone input of the transmission signal and the clock signal. It can be reduced to one, contributing to a reduction in the number of parts.
  • a phase synchronization circuit such as a PLL (Phase Locked Loop) or the like for synchronizing the output phases of the two transmission light sources becomes unnecessary, and the configuration can be simplified.
  • the multitone input of the transmission signal and the clock signal to the light source for digital communication makes it possible to apply the compact and integrated light source for digital communication to an analog RoF (Radio on / over Fiber) circuit. As a result, it can contribute to the reduction of the number of parts and the miniaturization of the device.
  • RoF Radio on / over Fiber
  • the RF clock signal from the clock signal source 102 has been described as a rectangular wave, it is not limited to this and may be, for example, a sine wave. That is, as described above, the limiter amplifier 105a has the effect of distorting the waveform so as to keep the output level constant regardless of the input level. Is output as a square wave. Even in the case of a sine wave input, as shown in FIG. 4B, frequency components of (2n + 1) ⁇ f ⁇ x ⁇ f DATA can be generated when O / E conversion is performed by the photodiode 107.
  • the transmission signal source for generating the RF transmission signal to be transmitted has a frequency different from that of the RF transmission signal, and the level is higher than that of the RF transmission signal.
  • a clock signal source for outputting a large RF clock signal and a digital communication light source for converting a signal obtained by multiplexing an RF transmission signal and an RF clock signal into an optical signal, thereby reducing the number of parts as a transmission light source The structure can be simplified and the cost can be reduced.
  • the light source for digital communication is converted into an optical signal including the signal of the frequency of the RF transmission signal and the signal of the odd multiple of the frequency of the RF clock signal.
  • the optical communication apparatus includes an output control circuit that controls the level of the RF clock signal output from the clock signal source, and the digital communication light source has a gain according to the input signal. Since the limiter amplifier for changing V.sub.2 is provided, it is possible to apply the light source for digital communication to the analog RoF circuit.
  • the optical microwave transmission device of the first embodiment is used to acquire the optical signal sent from the light source for optical digital communication, and the frequency of the RF transmission signal and the RF clock Since the photodiode is converted into an electric signal of the sum frequency and the difference frequency with the odd multiples of the frequency of the signal, and the filter for extracting the electric signal of the set frequency from the electric signal converted by the photodiode
  • the configuration can be simplified and the cost can be reduced.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a frequency converter according to a second embodiment.
  • the frequency conversion apparatus of the second embodiment is such that the path on the receiving side is branched.
  • the configuration of the optical microwave transmission apparatus that is, the configurations of the transmission signal source 101 to the digital communication light source 105, and the optical fiber 106 are the same as in the first embodiment shown in FIG.
  • the same reference numerals are given and the description thereof is omitted.
  • the configuration on the receiving side in the second embodiment includes an optical amplifier 201, an optical splitter 202, a first photodiode 203a, a second photodiode 203b, a first filter 204a, a second filter 204b, and an RF mixer 205.
  • the optical amplifier 201 is an amplifier that amplifies an optical signal on the receiving side.
  • the optical distributor 202 is a distributor for branching an output signal from the optical amplifier 201 into two systems of a first reception path and a second reception path.
  • the first reception path is a path consisting of a first photodiode 203a and a first filter 204a
  • the second reception path consists of a second photodiode 203b and a second filter 204b. It is a route.
  • the first photodiode 203a of the first reception path is a harmonic (2n 1 +1) ⁇ f of the frequency f DATA of the RF transmission signal and an odd multiple of the frequency of the RF clock signal from the optical signal from the optical splitter 202.
  • the first filter 204a converts the sum frequency with ⁇ x and the difference frequency (2n 1 +1) ⁇ f ⁇ x ⁇ f DATA into an electric signal, and the first filter 204a generates the set frequency (here, (2n 1 +1) ⁇ f ⁇ x ⁇ f Filter) to extract the signal of DATA ) as an electrical signal of the first frequency.
  • the second photodiode 203b of the second reception path is a harmonic (2n 2) different from the frequency of the first photodiode 203a at the frequency f DATA of the RF transmission signal and an odd multiple of the frequency of the RF clock signal.
  • the second filter 204b is set frequency (in this case (2n 2 +1) ⁇ the signal f ⁇ x + f DATA) is a filter for extracting an electric signal of a second frequency.
  • the RF mixer 205 has a difference frequency (here, 2 (n 2) between the electrical signal of the first frequency output from the first filter 204 a and the electrical signal of the second frequency output from the second filter 204 b. It is a mixer which takes out -n 1 ) ⁇ f ⁇ x + 2f DATA ).
  • the operation of the optical microwave transmission apparatus including the transmission signal source 101 to the digital communication light source 105 is the same as the operation of the optical microwave transmission apparatus of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted here.
  • the output spectrum of the coupler 104 is shown in FIG. 6A
  • the output spectrum of the digital communication light source 105 is shown in FIG. 6B.
  • f c is an optical carrier frequency of the light source 105 for digital communication.
  • the relationship between the RF transmission signal and the RF clock signal is as follows.
  • f .alpha.x a ⁇ f DATA also, as the difference beat frequency of an odd multiple harmonics of the RF transmission signal and the RF clock signal does not match the frequency of the RF transmission signal, (2n 1 +1) ⁇ f ⁇ x -f Let DATA ⁇ f DATA . Further, the output level P ⁇ x of the RF clock signal is made larger than the output level P DATA of the RF transmission signal (P ⁇ x > P DATA ).
  • the light modulation signal is an OOK modulation signal, it is also possible to transmit a phase shift keying signal such as a QPSK signal or a BPSK signal.
  • the optical amplifier 201 amplifies the intensity of the transmission optical signal output from the digital communication light source 105 and received through the optical fiber 106. That is, the loss due to the branching of the reception system is compensated by the optical amplifier 201.
  • the optical splitter 202 branches the reception system into two systems of a first reception path and a second reception path. Although in the present embodiment two reception systems are branched, the number of systems may be increased. In that case, add photodiodes and filters corresponding to the number of systems.
  • the first photodiode 203a and the second photodiode 203b convert the branched light signal into an electrical signal.
  • the output spectra of the first photodiode 203a and the second photodiode 203b are shown in FIG. 6C.
  • RF transmit signal frequency f DATA RF clock signal frequency (2 n 1 +1) ⁇ f ⁇ x and (2 n 2 +1) x f ⁇ x, sum frequency and difference frequency components of RF transmit signal frequency and RF clock signal frequency
  • a signal of (2n 1 +1) ⁇ f ⁇ x ⁇ f DATA , (2n 2 +1) ⁇ f ⁇ x ⁇ f DATA (n is an integer) is generated.
  • n 1 ⁇ n 2 here.
  • the first filter 204a and the second filter 204b perform band limitation, and only the desired signal frequency is extracted from the output signal frequency of the first photodiode 203a and the second photodiode 203b.
  • any filter such as a band pass filter, a high pass filter, and a low pass filter may be used if it is a design that blocks frequency components other than a desired frequency. It is also good.
  • the output spectrum of the first filter 204a is shown in FIG. 6D and the output spectrum of the second filter 204b is shown in FIG. 6E.
  • the broken line in FIG. 6D indicates the band of the first filter 204a
  • the broken line in FIG. 6E indicates the band of the second filter 204b.
  • the RF mixer 205 outputs a signal of the difference frequency of the output signal frequency of the first filter 204a and the second filter 204b.
  • the output spectrum of the RF mixer 205 is shown in FIG. 6F.
  • Signal frequency (2n 2 -2n 1) f ⁇ x + 2f DATA is outputted.
  • the frequency converter in the second embodiment can not be converted in the first embodiment by appropriately setting the specification bands of the first filter 204a and the second filter 204b in comparison with the frequency converter in the first embodiment. It is possible to convert the even frequency multiple of the frequency f ⁇ x of the RF clock signal and the sum frequency of the frequency f DATA of the RF transmission signal. As a result, the convertible frequency range can be expanded.
  • the transmission signal source for generating the RF transmission signal to be transmitted has a frequency different from that of the RF transmission signal, and the level is larger than that of the RF transmission signal.
  • a clock signal source that outputs an RF clock signal, a signal for the frequency of the RF transmission signal, and a light source for digital communication that converts a signal having a frequency that is an odd multiple of the frequency of the RF clock signal into an optical signal
  • the optical distribution system includes an optical splitter that branches a transmission path of the transmitted optical signal into a first reception path and a second reception path, and the first reception path acquires the optical signal transmitted from the digital communication light source.
  • a first photodiode for converting an electric signal of a sum frequency and a difference frequency of a frequency of an RF transmission signal and a harmonic of an odd multiple of the frequency of the RF clock signal; And a first filter for extracting an electric signal of a first frequency set from the electric signal converted at step b.
  • the second reception path acquires an optical signal sent from the light source for digital communication, and RF transmission
  • a second photodiode that converts an electrical signal of a sum frequency and a difference frequency of a frequency of the signal and an odd multiple of the frequency of the RF clock signal and a harmonic different from the frequency of the first photodiode; Since the second filter configured to extract the electric signal of the second frequency set from the electric signal converted by the diode is added, in addition to the effect of the first embodiment, conversion to two different frequencies is simultaneously performed. It has the effect of being possible.
  • the mixer for extracting the electric signal of the difference frequency between the electric signal of the first frequency and the electric signal of the second frequency since the mixer for extracting the electric signal of the difference frequency between the electric signal of the first frequency and the electric signal of the second frequency is provided, a convertible frequency range can be obtained. It can be expanded.
  • the output control circuit for controlling the level of the RF clock signal output from the clock signal source is provided, and the digital communication light source changes its gain according to the input signal. Since the limiter amplifier is provided, it is possible to apply the digital communication light source to the analog RoF circuit.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a frequency converter according to the third embodiment.
  • the frequency converter according to the third embodiment is provided with a second RF clock signal source in addition to the first RF clock signal source so as to expand the frequency convertible range.
  • the frequency converter includes a transmission signal source 101, a first clock signal source 102, an output control circuit 103, a coupler 104, a first digital communication light source 105, an optical fiber 106, and a second clock signal source 301.
  • Second digital communication light source 302, WDM (Wavelength Division Multiplex) coupler 303, optical amplifier 304, WDM coupler 305, first photodiode 306a, second photodiode 306b, first filter A second filter 307 b and an RF mixer 308 are provided.
  • the transmission signal source 101, the output control circuit 103, the coupler 104, and the optical fiber 106 are the same as those in the first and second embodiments, and thus the description thereof is omitted here.
  • the first clock signal source 102 has the same configuration as the clock signal source 102 in the first and second embodiments, and the first digital communication light source 105 corresponds to the digital communication light source 105 in the first and second embodiments. It is the same composition.
  • the second clock signal source 301 generates a second RF clock signal having a frequency different from that of the RF transmission signal output from the transmission signal source 101 and the first RF clock signal output from the first clock signal source 102. It is a signal source to output.
  • the second digital communication light source 302 is a device for converting an electrical signal output from the second clock signal source 301 into an optical signal, and includes a limiter amplifier 302a and E / O conversion. And a unit 302 b.
  • the WDM coupler 303 is an optical multiplexer for wavelength-multiplexing the optical signal output from the first digital communication light source 105 and the optical signal output from the second digital communication light source 302.
  • the optical amplifier 304 is an amplifier that amplifies an optical signal on the receiving side.
  • the WDM coupler 305 is an optical distributor that acquires the optical signal amplified by the optical amplifier 304 and distributes the optical signal to the first photodiode 306 a and the second photodiode 306 b.
  • the first photodiode 306 a and the first filter 307 a convert the electric signal into a sum frequency or a difference frequency of the frequency of the RF transmission signal and the harmonic of the odd multiple of the frequency of the first RF clock signal. It constitutes a received signal converter. That is, the first photodiode 306a is the sum frequency (2n 1 +1) of the frequency f DATA of the RF transmission signal and the harmonic (2n 1 +1) ⁇ f ⁇ x_1 of odd multiples of the frequency f ⁇ x_1 of the first RF clock signal.
  • the first filter 307a outputs a signal of the set frequency band as an electrical signal of the first frequency.
  • the second photodiode 306 b and the second filter 307 b constitute a second received signal converter that converts the second RF signal into an electrical signal that is a harmonic of an odd multiple of the frequency of the second RF clock signal.
  • the second photodiode 306 b converts the second RF clock signal into an electric signal of (2 n 2 +1) ⁇ f ⁇ x_2 (n is an integer), which is an odd harmonic of the frequency f ⁇ x_2 of the second RF clock signal.
  • the filter 307 b outputs a signal of the set frequency band as an electrical signal of the second frequency.
  • the RF mixer 308 generates an electrical signal of a difference frequency between the electrical signal of the first frequency output from the first filter 307 a and the electrical signal of the second frequency output from the second filter 307 b at a third frequency. It is a mixer to generate as an electrical signal of
  • the operations of the transmission signal source 101, the first clock signal source 102, the output control circuit 103, the coupler 104, and the first digital communication light source 105 are the same as in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted. Do.
  • the output spectrum of coupler 104 is shown in FIG. 8A. Also in the third embodiment, the relationship between the RF transmission signal and the RF clock signal is as follows.
  • f ⁇ x_1 ⁇ f DATA also, transmission signal frequency f DATA and the first odd-number multiple of the harmonic of the clock signal from the clock signal source 102 (2n 1 +1) difference beat frequency ⁇ f ⁇ x_1 transmission signal
  • (2n 1 +1) ⁇ f ⁇ x — 1 ⁇ f DATA ⁇ f DATA In order not to match the frequency, (2n 1 +1) ⁇ f ⁇ x — 1 ⁇ f DATA ⁇ f DATA .
  • the output level P ⁇ x_1 of the clock signal is made larger than the output level P DATA of the transmission signal (P ⁇ x > P DATA ).
  • the light modulation signal is an OOK modulation signal, it is also possible to transmit a phase shift keying signal such as a QPSK signal or a BPSK signal.
  • the second clock signal source 301 outputs a clock signal of frequency f ⁇ x_2 . and f ⁇ x_1 ⁇ f ⁇ x_2.
  • the output spectrum of the second clock signal source 301 is shown in FIG. 8B.
  • the second digital communication light source 302 converts the clock signal from the second clock signal source 301 into a square wave digital light signal.
  • the light modulation signal is an OOK modulation signal, it is also possible to transmit a phase shift keying signal such as a QPSK signal or a BPSK signal.
  • the WDM coupler 303 multiplexes the respective outgoing lights from the first digital communication light source 105 and the second digital communication light source 302, and sends out the light to the receiving side via the optical fiber 106.
  • the optical amplifier 304 on the receiving side amplifies the intensity of the transmission optical signal received through the optical fiber 106.
  • the loss due to the branching of the reception system is compensated by the optical amplifier 304.
  • the WDM coupler 305 branches the reception system into two systems of a first reception signal converter and a second reception signal converter.
  • a signal carried at an optical carrier frequency fc1 of the first digital communication light source 105 is transmitted to a first reception signal conversion unit configured by the first photodiode 306a and the first filter 307a.
  • a signal carried at the optical carrier frequency fc2 of the second digital communication light source 302 is transmitted to the second reception signal conversion unit configured by the second photodiode 306 b and the second filter 307 b. .
  • FIGS. 8C and 8D The output spectrum of the WDM coupler 305 is shown in FIGS. 8C and 8D.
  • the first photodiode 306a in the first reception signal conversion unit converts the optical signal of the RF transmission signal and the RF clock signal into an electrical signal.
  • the output spectrum of the first photodiode 306a is shown in FIG. 8E.
  • a signal of f DATA (where n is an integer) is generated.
  • FIG. 8F shows an output spectrum of the second photodiode 306b in the second received signal conversion unit.
  • a signal of an odd multiple component (2n 2 +1) ⁇ f ⁇ x — 2 (n is an integer) of the frequency f ⁇ x — 2 of the RF clock signal from the second digital communication light source 302 is generated.
  • the first filter 307a and the second filter 307b of the first received signal conversion unit and the second received signal conversion unit perform band limitation, and take out only a desired signal frequency.
  • any filter capable of blocking frequency components other than a desired frequency may be used, using any one of a band pass filter, a high pass filter, and a low pass filter. It is also good.
  • the output spectrum of the first filter 307a is shown in FIG. 8G and the output spectrum of the second filter 307b is shown in FIG. 8H.
  • the broken line in FIG. 8G indicates the band of the first filter 307a
  • the broken line in FIG. 8H indicates the band of the second filter 307b.
  • the RF mixer 308 outputs the difference frequency of the output signal frequency of the first filter 307a and the second filter 307b.
  • the output spectrum of the RF mixer 308 is shown in FIG. 8I.
  • a signal of frequency (2n 1 +1) ⁇ f ⁇ x_1 + f DATA ⁇ (2n 2 +1) ⁇ f ⁇ x_2 is output.
  • the frequency converter in the third embodiment can not convert in the first embodiment by appropriately setting the clock signal frequency f ⁇ x — 2 from the second clock signal source 301 (2n 1 ⁇ 1 ) ⁇ f ⁇ x_1 + f DATA ⁇ (2n 1 +1) ⁇ f ⁇ x_1 + f DATA - (2n 2 +1) ⁇ f ⁇ x_2 ⁇ (2n 1 +1) can be converted to a frequency in the range of ⁇ f ⁇ x_1 + f DATA, convertible Frequency range can be expanded.
  • the transmission signal source for generating the RF transmission signal to be transmitted has a frequency different from that of the RF transmission signal, and the level is higher than that of the RF transmission signal.
  • a first clock signal source that outputs a first RF clock signal having a large value, a signal obtained by multiplexing the RF transmission signal and the first RF clock signal, and obtaining a signal of the frequency of the RF transmission signal, and
  • a second clock signal source for outputting a clock signal, a second digital communication light source for converting the second RF clock signal into an optical signal, an optical signal output from the first digital communication light source, Since an optical multiplexer which multiplexes the optical signals output from the second digital communication light source, it is possible to expand the frequency range
  • an output control circuit for controlling the level of the first RF clock signal output from the first clock signal source is provided, and also for the first digital communication. Since the light source includes the limiter amplifier that changes the gain according to the input signal, it is possible to apply the digital communication light source to the analog RoF circuit.
  • an optical splitter for branching the transmission path of the optical signal multiplexed by the optical multiplexer, and optical distribution Acquires the branched optical signal, and an electric signal of the sum frequency or the difference frequency of the frequency of the RF transmission signal and the harmonic of the odd multiple of the frequency of the first RF clock signal as the electric signal of the first frequency
  • the first received signal converting unit for converting and the optical signal distributed by the optical distributor are acquired, and the electric signal of the harmonic of the odd multiple of the frequency of the second RF clock signal is used as the electric signal of the second frequency
  • the second reception signal conversion unit for converting and the mixer for generating the electric signal of the difference frequency of the electric signal of the first frequency and the electric signal of the second frequency as the electric signal of the third frequency, To expand the frequency convertible range It can be.
  • FIG. 9 is a block diagram showing a phase control device according to the fourth embodiment.
  • the phase control apparatus according to the fourth embodiment synchronizes the phase of a third RF signal generated from the first RF signal and the second RF signal with the first RF signal.
  • the phase control device includes a voltage-controlled oscillator (VCO) 401, a first demultiplexer 402, a transmission signal source 403, a reference signal source 404, a first mixer 405, and a phase synchronization circuit.
  • VCO voltage-controlled oscillator
  • 406 second splitter 407, second mixer 408, coupler 409, light source for digital communication 410, optical circulator 411, optical fiber 412, optical partial reflector 413, photodiode 414, first analog filter 415, A second analog filter 416, a third mixer 417, a frequency divider 418, a phase comparator 419, and a loop filter 420 are provided.
  • the VCO 401 is an oscillator that outputs a second RF signal as a clock signal source.
  • the first splitter 402 is a splitter that splits the clock signal output from the VCO 401.
  • the transmission signal source 403 is a signal source that outputs a first RF signal that is a transmission signal, and constitutes a first RF signal generation unit.
  • the reference signal source 404 is a reference signal source of a clock signal.
  • the first mixer 405 mixes the transmission signal output from the transmission signal source 403 and demultiplexed by the second demultiplexer 407 and the clock signal from the VCO 401 demultiplexed by the first demultiplexer 402. Mixer.
  • the phase synchronization circuit 406 is a circuit for synchronizing the phase of the transmission signal output from the transmission signal source 403 and the phase of the reference signal output from the reference signal source 404.
  • the second splitter 407 is a splitter that splits the transmission signal output from the transmission signal source 403.
  • the second mixer 408 is a mixer that mixes the transmission signal output from the transmission signal source 403 and demultiplexed by the second demultiplexer 407 with the reference signal output from the reference signal source 404.
  • the coupler 409 multiplexes the clock signal output from the VCO 401 and demultiplexed by the first demultiplexer 402 and the transmission signal output from the transmission signal source 403 and demultiplexed by the second demultiplexer 407. It is a multiplexer.
  • the digital communication light source 410 is a module integrated with transmission and reception, and converts an electrical signal and an optical signal.
  • the digital communication light source 410 includes limiter amplifiers 410a and 410d, an E / O converter 410b, and an O / E converter 410c.
  • the limiter amplifier 410a is a digital drive amplifier which controls the gain according to the input level and holds the output level at a constant value, as in the limiter amplifier 105a of the first to third embodiments.
  • the limiter amplifier 410d is an amplifier that performs the same operation as the limiter amplifier 410a on the electric signal output from the O / E conversion unit 410c.
  • the E / O conversion unit 410b is a circuit that converts an electrical signal into an optical signal, as with the E / O conversion unit 105b in the first to third embodiments.
  • the O / E conversion unit 410 c is a circuit that converts the optical signal from the optical circulator 411 into an electrical signal.
  • One example of the digital communication light source 410 is the use of a small-form-factor-pluggable-plus (SFP +) transmitter.
  • the digital communication light source 410 and the coupler 409 constitute a third RF signal generator.
  • the optical circulator 411 is a processing unit for separating the transmission path and the reception path of the optical signal, passes the optical signal from the E / O conversion unit 410b to the optical fiber 412, and O / E the optical signal from the optical fiber 412. Allowing the conversion unit 410c to pass.
  • the optical fiber 412 is an optical fiber similar to the optical fiber 106 of the first to third embodiments.
  • the optical partial reflector 413 reflects a part of the optical signal from the digital communication light source 410 transmitted through the optical fiber 412 toward the digital communication light source 410 and outputs the remaining optical signal to the photodiode 414. It is a reflector.
  • the photodiode 414 is an O / E converter that converts an optical signal into an electrical signal.
  • the first analog filter 415 is a filter for extracting only a signal of a desired RF signal frequency out of the electric signal output from the photodiode 414, and is formed of, for example, a band pass filter.
  • the second analog filter 416 is a filter for extracting only a desired RF signal frequency from the RF signal returned to the transmitting side, and is formed of, for example, a band pass filter.
  • the first analog filter 415 and the second analog filter 416 may be anything as long as they block frequency components other than the desired frequency.
  • the third mixer 417 mixes the RF signal output from the second analog filter 416 with the clock signal output from the VCO 401 and obtained via the first demultiplexer 402 and the first mixer 405. It is a mixer.
  • the frequency divider 418 is a frequency divider that divides the signal output from the third mixer 417 by half.
  • the phase comparator 419 is a comparator that compares the phase of the output signal of the frequency divider 418 and the output signal of the second mixer 408.
  • the loop filter 420 is a circuit that generates an error signal from the signal output from the phase comparator 419 by a feedback circuit and performs phase control of the output signal of the VCO 401.
  • a PLL is configured by the VCO 401, the frequency divider 418, the phase comparator 419, and the loop filter 420.
  • the VCO 401, the first demultiplexer 402, the reference signal source 404 to the second mixer 408, and the second analog filter 416 to the loop filter 420 constitute a second RF signal generation unit.
  • the phase control device in addition to the RF transmission signal, it has a frequency (f DATA ⁇ f ⁇ ) different from the transmission signal frequency f DATA and a level higher than the transmission signal level (P ⁇ > P).
  • DATA The RF clock signal is multi-tone input to the light source for digital communication 410, and the limiter amplifiers 410a and 410d built in the light source for digital communication 410 are analog-driven.
  • phase error component ⁇ 0 (t) + ⁇ ⁇ (t) ⁇ DATA (t) of the difference beat signal of the transmission signal and the clock signal is detected at the transmission end, and is fed back to the VCO 401 to transmit the transmission signal and the clock signal.
  • the phase of the difference beat signal is synchronized.
  • ⁇ 0 (t) is the output phase variation of the clock signal
  • ⁇ ⁇ (t) is the phase variation in the optical path where the clock signal receives
  • ⁇ DATA (t) is the phase variation in the optical path where the transmission signal receives I assume.
  • the VCO 401 which is a clock signal source outputs a clock signal having a frequency f ⁇ and an angular frequency ⁇ ⁇ .
  • the output phase variation of the clock signal is ⁇ 0 (t). That is, the signal output from the VCO 401 is ⁇ ⁇ t + ⁇ 0 (t).
  • the relationship between the transmission signal and the clock signal should be f ⁇ ⁇ f DATA .
  • (2n + 1) ⁇ f ⁇ ⁇ f DATA ⁇ f DATA so that the difference beat frequency between the transmission signal and the harmonic of the clock signal does not coincide with the transmission signal frequency.
  • the output level P ⁇ of the clock signal be greater than the output level P DATA of the transmission signal (P ⁇ > P DATA ).
  • the first splitter 402 splits the output signal from the VCO 401.
  • the transmission signal source 403 outputs a transmission signal of frequency f DATA and angular frequency ⁇ DATA .
  • the output phase variation of the transmission signal is assumed to be ⁇ (t). That is, the signal output from the transmission signal source 403 is ⁇ DATA t + ⁇ (t).
  • the reference signal source 404 outputs a clock reference signal of frequency f ⁇ and angular frequency ⁇ ⁇ .
  • the output phase variation of the clock reference signal is assumed to be ⁇ 0 (t).
  • the transmission signal output from the transmission signal source 403 and the clock reference signal output from the reference signal source 404 are phase-locked by the second demultiplexer 407.
  • the first mixer 405 mixes the clock signal from the VCO 401 demultiplexed by the first demultiplexer 402 and the transmission signal from the transmission signal source 403 demultiplexed by the second demultiplexer 407, and Down convert.
  • the second mixer 408 mixes and down-converts the clock reference signal output from the reference signal source 404 and the transmission signal from the transmission signal source 403 demultiplexed by the second demultiplexer 407.
  • the coupler 409 multiplexes the transmission signal demultiplexed by the second demultiplexer 407 and the clock signal demultiplexed by the first demultiplexer 402, which is input to the digital communication light source 410 as a multi-tone signal. Be done.
  • the limiter amplifier 410a and the limiter amplifier 410d are analog-driven by the input of the transmission signal and the multitone signal of the clock signal.
  • the optical circulator 411 sends the optical signal output from the E / O converter 410 b of the digital communication light source 410 to the optical fiber 412.
  • the optical partial reflector 413 reflects part of the transmission light received through the optical fiber 412 to the transmission end.
  • the photodiode 414 converts the light signal received via the light partial reflector 413 into an electrical signal.
  • the output spectrum of the photodiode 414 is shown in FIG.
  • the first analog filter 415 performs band limitation and extracts only a desired signal frequency from the output signal of the photodiode 414.
  • the output spectrum of the first analog filter 415 is shown in FIG.
  • a part of the optical signal reflected by the optical partial reflector 413 is input to the O / E converter 410 c of the digital communication light source 410 via the optical fiber 412 and the optical circulator 411.
  • the O / E conversion unit 410 c converts an optical signal into an electrical signal, and this electrical signal is applied to the second analog filter 416 via the limiter amplifier 410 d.
  • the second analog filter 416 performs band limitation, and from the output signal of the limiter amplifier 410 d, ( ⁇ ⁇ ⁇ DATA ) t ⁇ (t) + ⁇ 0 (t) +2 ⁇ ⁇ (t) ⁇ DATA ( t) Take out the phase component of ⁇ .
  • FIG. 13 shows the output spectrum of the limiter amplifier 410d.
  • phase fluctuation amount ⁇ ⁇ (t) in the optical path received by the clock signal and the phase fluctuation amount ⁇ DATA (t) in the optical path received by the transmission signal are superimposed here, and the output spectrum of the photodiode 414 is shown in FIG.
  • the output spectrum of the amplifier 410d is as shown in FIG. As shown in these figures, in the output spectrum of the photodiode 414, the phase fluctuation in the optical path is for one way, and in the output spectrum of the limiter amplifier 410d, the phase fluctuation in the optical path is for round trip.
  • the output signal of the second analog filter 416 is input to the third mixer 417.
  • the output signal ( ⁇ ⁇ - ⁇ DATA ) t- ⁇ (t) + ⁇ 0 of the first mixer 405 t) Mix and up-convert.
  • the output signal of the third mixer 417 becomes 2 ( ⁇ ⁇ ⁇ DATA ) t ⁇ 2 ⁇ (t) + 2 ⁇ 0 (t) +2 ⁇ ⁇ (t) ⁇ DATA (t) ⁇ .
  • the output signal of the third mixer 417 is supplied to the divider 418, and the output phase is divided by half by the divider 418 (( ⁇ ⁇ - ⁇ DATA ) t- ⁇ (t) + ⁇ 0 (t) + ⁇ ⁇ (t) ⁇ DATA (t) ⁇ ) is supplied to the phase comparator 419.
  • the phase comparator 419 compares the phase of the output signal of the frequency divider 418 with the output signal of the second mixer 408 (( ⁇ ⁇ ⁇ DATA ) t ⁇ (t)), and the phase difference ⁇ 0 (t) + ⁇
  • An error signal corresponding to ⁇ (t) ⁇ DATA (t) is generated.
  • the loop filter 420 generates a control signal to the VCO 401 in response to the error signal from the phase comparator 419.
  • the first analog filter 415 is connected to the subsequent stage of the photodiode 414, and the transmission signal and the clock signal are as shown in FIG.
  • the frequency component of the difference beat signal (n 1) of Further, the third mixer 417 mixes and up-converts the difference beat signal of the transmission signal and the clock signal and the output signal of the second analog filter 416 in the spectrum shown in FIG.
  • the phase is compared with the clock reference signal by the phase comparator 419, and the error component ⁇ 0 (t) + ⁇ ⁇ (t) ⁇ DATA (t)
  • the loop filter 420 generates an error signal and feeds it back to the VCO 401.
  • the phase of the output signal from the VCO 401 is ⁇ ⁇ t ⁇ ⁇ ⁇ (t) ⁇ DATA (t)
  • the multitone signal of the transmission signal phase ⁇ DATA t + ⁇ (t) and the clock signal phase ⁇ ⁇ t ⁇ ⁇ ⁇ (t) ⁇ DATA (t) ⁇ is input to the light source 410 for digital communication.
  • the first analog filter 415 extracts the difference beat component between the clock signal and the transmission signal, so that the output phase fluctuation of the clock signal in the optical fiber 412 is obtained at the output end of the first analog filter 415. It is possible to extract a signal of phase ( ⁇ ⁇ - ⁇ DATA ) t- ⁇ (t) which is not affected by the terms of ⁇ ⁇ (t) and the output phase fluctuation ⁇ DATA (t) of the transmission signal, and This enables stable signal transmission that is not affected by phase fluctuations in the That is, assuming that the output signal of the VCO 401 is used as the clock signal as it is and the PLL does not operate, the output signal from the first analog filter 415 is ( ⁇ ⁇ ⁇ DATA ) t ⁇ (t) + ⁇ 0 ( t) + ⁇ ⁇ (t) ⁇ DATA (t), which is affected by the terms of the output phase fluctuation ⁇ ⁇ (t) of the clock signal in the optical fiber 412 and the output phase fluctuation ⁇ DATA
  • the first RF signal generation unit that generates the first RF signal to be transmitted and the first RF signal have different frequencies.
  • the second RF signal generation unit generates the RF signal for synchronizing the phases of the first RF signal and the third RF signal, so that the influence of the phase fluctuation in the optical path of the transmission signal can be eliminated. Therefore, it can contribute to expansion of the application range of a transmission signal.
  • the second RF signal generation unit generates a signal having a signal level higher than that of the first RF signal as the second RF signal, and the third RF signal. Since the generation unit generates the third RF signal by multiplexing the first RF signal and the second RF signal, the configuration as the phase control device can be simplified and the cost can be reduced. it can.
  • the third RF signal generation unit converts a signal obtained by combining the first RF signal and the second RF signal into an optical signal, and is a light source for digital communication.
  • the second RF signal generation unit generates the second RF signal using a signal obtained by folding the optical signal output from the light source for digital communication, so that the second RF signal generation unit is applied to an analog RoF circuit. This can contribute to the reduction of the number of parts and simplification of the configuration.
  • the third RF signal generation unit is a signal having a difference frequency between the fundamental wave of the second RF signal and the first RF signal as the third RF signal.
  • the third RF signal generation unit converts a signal obtained by combining the first RF signal and the second RF signal into an optical signal, and is a light source for digital communication. And a signal having a difference frequency between the fundamental wave of the second RF signal and the first RF signal is generated as the third RF signal, and the second RF signal generation unit performs digital communication Since the second RF signal is generated using a signal obtained by folding the optical signal output from the light source, it contributes to reduction in the number of parts and simplification of the configuration when applied to an analog RoF circuit. it can.
  • FIG. 14 is a block diagram showing a phase control apparatus according to the fifth embodiment.
  • an n-th harmonic (n is an arbitrary integer) of the second RF signal and the first RF as a third RF signal.
  • a signal having a difference frequency of the signal is generated.
  • the phase control device includes a VCO 401, a first splitter 402, a transmission signal source 403, a reference signal source 404, a first mixer 405, a phase synchronization circuit 406, a second splitter 407, a second Mixer 408, coupler 409, digital communication light source 410, optical circulator 411, optical fiber 412, optical partial reflector 413, photodiode 414, first analog filter 415, second analog filter 416, and third mixer 417.
  • the configuration other than the second frequency divider 501 to the fourth frequency divider 503 is the same as that of the phase control device according to the fourth embodiment shown in FIG. The explanation is omitted.
  • the second frequency divider 501 is a frequency divider provided in a path from the second demultiplexer 407 to the first mixer 405, and performs 1 / (2n + 1) frequency division.
  • the third frequency divider 502 is a frequency divider provided in a path from the second duplexer 407 to the second mixer 408, and performs 1 / (2n + 1) frequency division.
  • the fourth frequency divider 503 is a frequency divider provided in a path from the second analog filter 416 to the third mixer 417, and performs 1 / (2n + 1) frequency division.
  • the second frequency divider 501 and the third frequency divider 502 multiply the transmission signal frequency by 1 / (2n + 1).
  • the output phase is ( ⁇ DATA / (2n + 1)) t ⁇ (t) / (2n + 1).
  • the first analog filter 415 performs band limitation, and from the output signal from the photodiode 414, ((2n + 1) ⁇ ⁇ - ⁇ DATA ) t- ⁇ (t) + (2n + 1) ⁇ 0 (t) + ⁇ ⁇ (T) Take out the phase component of ⁇ DATA (t) ⁇ .
  • the second analog filter 416 performs band limitation, and from the output signal of the limiter amplifier 410 d of the digital communication light source 410, ((2n + 1) ⁇ ⁇ ⁇ DATA ) t ⁇ (t) + (2n + 1) ⁇ 0 (t The phase component of) + 2 ⁇ ⁇ (t) ⁇ DATA (t) ⁇ is extracted.
  • the fourth frequency divider 503 multiplies the output signal frequency of the second analog filter 416 by 1 / (2n + 1).
  • the phase of the output signal ( ⁇ ⁇ - ⁇ DATA / (2n + 1)) t- ⁇ (t) / (2n + 1) + ⁇ 0 (t) + (2 / (2n + 1)) ⁇ ⁇ ⁇ (t) - ⁇ DATA ( t) ⁇ .
  • the third mixer 417 outputs the output signal of the fourth frequency divider 503 and the output signal of the first mixer 405 (( ⁇ ⁇ ⁇ DATA ) / (2 n + 1) t ⁇ (t) / (2 n + 1) + ⁇ 0 Mix with (t) and upconvert.
  • the output signal of the third mixer 417 is 2 ( ⁇ ⁇ ⁇ DATA / (2 n + 1)) t ⁇ 2 ⁇ (t) / (2 n + 1) + 2 ⁇ 0 (t) + (2 / (2 n + 1)) ⁇ ⁇ It becomes ⁇ ⁇ (t) ⁇ DATA (t) ⁇ .
  • the frequency divider 418 performs 1/2 frequency division on the output signal of the third mixer 417 to obtain ( ⁇ ⁇ ⁇ DATA / (2 n + 1)) t ⁇ (t) / (2 n + 1) + ⁇ 0 t) + (1 / (2n + 1)) ⁇ ⁇ ⁇ (t) ⁇ DATA (t) ⁇ is output.
  • the phase comparator 419 performs phase comparison between the output signal of the frequency divider 418 and the output signal of the second mixer 408 (( ⁇ ⁇ ⁇ DATA ) / (2 n + 1) t ⁇ (t) / (2 n + 1), An error signal corresponding to the phase difference ⁇ 0 (t) + (1 / (2n + 1) ⁇ ⁇ (t) ⁇ DATA (t) ⁇ is generated.
  • the loop filter 420 generates an error signal from the phase comparator 419.
  • the transmission signal of the frequency f DATA and the angular frequency ⁇ DATA and the clock signal of the frequency f ⁇ and the angular frequency ⁇ ⁇ with respect to the light source for digital communication 410 are At the output end of the O / E conversion unit 410c incorporated in the photodiode 414 and the digital communication light source 410, which performs multitone input, the phase component ⁇ DATA t + ⁇ (t) + ⁇ DATA (t) of the transmission signal and the clock signal Frequency component of odd number multiple of phase component ⁇ ⁇ t + ⁇ 0 (t) + ⁇ ⁇ (t) (2n + 1) ⁇ ⁇ ⁇ t + ⁇ 0 (t) + ⁇ ⁇ (t) ⁇ Sum frequency component (2n + 1) ⁇ ⁇ ⁇ t + ⁇ 0 (t) + ⁇ ⁇ (t) ⁇ + ⁇ DATA t + ⁇ (t) + ⁇ DATA (t
  • the difference beat component of the (2n + 1) -th harmonic of the clock signal and the transmission signal is extracted to establish phase synchronization.
  • the error signal ⁇ 0 (t) + (1 / (2 n + 1)) ⁇ ⁇ (t) ⁇ DATA (t) ⁇ is input to the first analog filter 415.
  • the output phase fluctuation ⁇ ⁇ (t) of the clock signal in the optical fiber and the output phase fluctuation ⁇ DATA (t) of the transmission signal at the output end of the first analog filter 415 Stable signal transmission which can extract the signal of the phase ((2n + 1) ⁇ ⁇ - ⁇ DATA ) t- ⁇ (t) which is not affected by the term It becomes possible.
  • the third RF signal generation unit converts a signal obtained by combining the first RF signal and the second RF signal into an optical signal.
  • the third RF signal generation unit converts the signal obtained by multiplexing the first RF signal and the second RF signal into an optical signal.
  • the second RF signal generation unit generates a signal having a signal level higher than that of the first RF signal as the second RF signal, and uses a signal obtained by folding the optical signal output from the digital communication light source. Since the RF signal of (1) is generated, it can contribute to the reduction of the number of parts and the simplification of the configuration when applied to an analog RoF circuit.
  • FIG. 15 is a block diagram showing a phase control apparatus according to the sixth embodiment.
  • the phase control apparatus according to the sixth embodiment includes, in addition to the configuration according to the fifth embodiment, a filter characteristic calculation unit that determines the filter characteristic of an RF filter for extracting the third RF signal.
  • the phase control device includes a VCO 401, a first demultiplexer 402, a transmission signal source 403, a reference signal source 404, a first mixer 405, a phase synchronization circuit 406, a second splitter 407, and a second Mixer 408, coupler 409, digital communication light source 410, optical circulator 411, optical fiber 412, optical partial reflector 413, photodiode 414, third mixer 417, frequency divider (first frequency divider) 418, Phase comparator 419, loop filter 420, second frequency divider 501, third frequency divider 502, fourth frequency divider 503, first digital filter 601, second digital filter 602, third frequency A branching filter 603, a multiplier 604, a measuring instrument 605, and an arithmetic processing circuit 606 are provided.
  • the configuration other than the first digital filter 601 to the arithmetic processing circuit 606 is the same as that of the phase control device of the fourth embodiment shown in FIG. Omit.
  • the first digital filter 601 is an RF filter connected to the rear side of the photodiode 414 to block frequency components other than a specific frequency.
  • the second digital filter 602 is an RF filter connected between the limiter amplifier 410 d and the fourth frequency divider 503 to block frequency components other than a specific frequency.
  • the first digital filter 601 and the second digital filter 602 are configured such that their filter characteristics are set by the arithmetic processing circuit 606.
  • the third splitter 603 is a splitter that splits the output signal of the first mixer 405 into a signal to the third mixer 417 and a signal to the multiplier 604.
  • the multiplier 604 is a multiplier that multiplies the output signal of the first mixer 405 demultiplexed by the third demultiplexer 603 by (2n + 1).
  • the measuring instrument 605 is, for example, a measuring instrument that detects a difference beat frequency between the clock signal and the transmission signal, and is configured by, for example, a spectrum analyzer.
  • the arithmetic processing circuit 606 is an arithmetic circuit that determines the filter characteristics of the first digital filter 601 and the second digital filter 602 based on the frequency detected by the measuring instrument 605.
  • the measuring instrument 605 and the arithmetic processing circuit 606 constitute a filter characteristic calculation unit.
  • the first digital filter 601 performs band limitation based on the calculation result of the calculation processing circuit 606, and from the output signal of the photodiode 414, ((2n + 1) ⁇ ⁇ - ⁇ DATA ) t- ⁇ (t) + (2n + 1)
  • the phase component of ⁇ 0 (t) + ⁇ ⁇ (t) ⁇ DATA (t) ⁇ is extracted.
  • the second digital filter 602 performs band limitation based on the calculation result of the calculation processing circuit 606, and outputs ((2n + 1) ⁇ ⁇ - ⁇ DATA from the output signal of the limiter amplifier 410d built in the digital communication light source 410. T- ⁇ (t) + (2n + 1) ⁇ 0 (t) + 2 ⁇ ⁇ (t)- ⁇ DATA (t) ⁇ is extracted.
  • the output signal of the first mixer 405 demultiplexed by the third demultiplexer 603 is input to the multiplier 604, and the multiplier 604 multiplies the output frequency by (2n + 1).
  • the phase of the output signal of the multiplier 604 is ((2n + 1) ⁇ ⁇ - ⁇ DATA) t- ⁇ (t) + (2n + 1) ⁇ 0 (t), when converted into a frequency f 0, and as the following formula Become.
  • the measuring instrument 605 detects a difference beat frequency between the output signal of the VCO 401 and the transmission signal, and the arithmetic processing circuit 606 has the first digital filter 601 and the second digital filter 602 based on the detection result of the measuring instrument 605. Determine the filter characteristics to be satisfied. That is, calculation processing is performed to become a band pass filter with the center frequency being the frequency f 0 in the above equation. As an example, the contents of operation in the case of assuming a biquad filter are shown below.
  • a signal having a phase component of ((2n + 1) ⁇ ⁇ - ⁇ DATA ) t- ⁇ (t) + (2n + 1) ⁇ 0 (t) + ⁇ ⁇ (t) - ⁇ DATA (t) ⁇ is Digital filter 601 and a second digital filter 602 for extraction.
  • the central frequency to be extracted ((2 n +1) ⁇ ⁇ - ⁇ DATA ) t- ⁇ (t) + (2 n +1) ⁇ 0 (t) + ⁇ ⁇ (t)- ⁇ DATA (t) ⁇ Is measured by the measuring instrument 605, and the filter characteristics of the first digital filter 601 and the second digital filter 602 are determined in the arithmetic processing circuit 606 from the measurement result.
  • the filter characteristic of the RF filter for blocking frequency components other than the specific frequency for extracting the third RF signal is the same as that of the second RF signal.
  • a filter characteristic calculation unit is determined by detecting a difference frequency between a (2n + 1) harmonic (n is an arbitrary integer) and the first RF signal, and the third RF signal generation unit
  • the digital communication light source is used to convert a signal obtained by multiplexing the second RF signal into an optical signal, and the (2n + 1) -th harmonic of the second RF signal and the first RF signal are used as the third RF signal. Since the signal having the difference frequency of the RF signal is generated, it is not necessary to change the RF filter even if the frequency of the transmission signal changes, which can contribute to the simplification of the configuration.
  • the filter characteristic of the RF filter for blocking frequency components other than the specific frequency for extracting the third RF signal is (2n + 1) times the second RF signal.
  • a filter characteristic calculation unit that determines the difference frequency between the wave (n is an arbitrary integer) and the first RF signal, and the third RF signal generation unit includes the first RF signal and the second RF signal.
  • a digital communication light source is used to convert a signal obtained by multiplexing the signal and the signal into an optical signal, and a (2n + 1) -th harmonic of the second RF signal and the first RF signal are used as the third RF signal.
  • the second RF signal generation unit generates a signal having a signal level higher than that of the first RF signal as the second RF signal, and generates an optical signal output from the light source for digital communication as the second RF signal.
  • the second of the signal Since so as to generate an F signal, it can contribute to simplification of the structure and reduce the number of parts when applied to the analog RoF circuit.
  • the present invention allows free combination of each embodiment, or modification of any component of each embodiment, or omission of any component in each embodiment. .
  • the optical microwave transmission device, the frequency conversion device, and the phase control device according to the present invention relate to a configuration in which a signal from a low frequency signal source is multiplied and converted to generate a high frequency signal. Suitable for use in
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Transmission signal source, 102 clock signal source (1st clock signal source), 103 output control circuit, 104 coupler, 105 light source for digital communication (1st light source for digital communication) 105a, 302a Limiter amplifier, 105b, 302b E / O conversion unit, 106 optical fiber, 107 photodiode, 108 filter, 201, 304 optical amplifier, 202 optical splitter, 203a, 306a first photodiode, 203b, 306b second photodiode, 204a, 307a 1 filter, 204b and 307b second filter 205 and 308 RF mixer 301 second clock signal source 302 second digital communication light source 303 WDM coupler (optical multiplexer) 305 WDM coupler (optical distribution) ), 40 VCO, 402 first demultiplexer, 403 transmission signal source, 404 reference signal source, 405 first mixer, 406 phase synchronization circuit, 407 second demultiplexer, 408 second mixer,

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Abstract

送信信号源(101)はRF送信信号を出力する。クロック信号源(102)はRFクロック信号を出力する。デジタル通信用光源(105)は、カプラ(104)で合波されたRF送信信号とRFクロック信号とを含む電気信号を光信号に変換する。フォトダイオード(107)は、RF送信信号の周波数とRFクロック信号の周波数の奇数倍の高調波との和周波数及び差周波数の電気信号に変換する。フィルタ(108)は、フォトダイオード(107)で変換された電気信号から設定された周波数の電気信号を取り出す。

Description

光マイクロ波伝送装置及び周波数変換装置並びに位相制御装置
 本発明は、高周波信号通信に用いる光マイクロ波伝送装置と、この光マイクロ波伝送装置を用いた周波数変換装置と、位相制御装置に関する。
 近年、通信の高速化及び大容量化に伴い、使用周波数帯域は益々高くなっており、ミリ波帯やサブテラヘルツ帯など、高周波信号の生成処理技術が必要となってきている。
 ミリ波帯やサブテラヘルツ帯などの高周波信号の生成においては、低周波数信号源からの信号を逓倍変換して、高周波信号を生成するため、周波数変換装置が必要となる。従来の周波数変換装置においては、異なる周波数f,fを持つ二つの光信号をWDMカプラで合波してフォトミキサで光電気変換することにより、差ビート信号f-fを発生させ、周波数変換を実現している(例えば、特許文献1参照)。
特開2010-62619公報
 しかしながら、従来の周波数変換装置においては、異なる周波数を持つ変調信号を発生させるために二つの送信光源が必要である等、高コストであるという課題があった。また、実際の使用を考慮した場合、二つの送信光源の出力位相を同期させるため、PLL(Phase Locked Loop)などの位相同期回路を別途追加する必要があり、部品点数が増加すると共に装置が大型化し、コスト高になるという課題があった。
 この発明は、かかる問題を解決するためになされたもので、装置の小型化及び部品点数の削減が可能で低コスト化を図ることのできる光マイクロ波伝送装置及び周波数変換装置並びに位相制御装置を得ることを目的とする。
 この発明に係る光マイクロ波伝送装置は、伝送対象のRF送信信号を生成する送信信号源と、RF送信信号とは異なる周波数を持ち、かつRF送信信号よりレベルが大きいRFクロック信号を出力するクロック信号源と、RF送信信号とRFクロック信号とを合波した信号を光信号に変換するデジタル通信用光源とを備えたものである。
 この発明に係る光マイクロ波伝送装置は、RF送信信号を生成する送信信号源と、RF送信信号とは異なる周波数でレベルが大きいRFクロック信号を生成するクロック信号源とを備え、これらRF送信信号とRFクロック信号とをデジタル通信用光源で光信号に変換するようにしたものである。これにより、装置の小型化及び部品点数の削減が可能で低コスト化を図ることができる。
この発明の実施の形態1の周波数変換装置を示す構成図である。 デジタル通信用光源に対してRF送信信号のみを入力させるようにした周波数変換装置を示す構成図である。 図3AはRFクロック信号無しのスペクトルを示す説明図、図3BはRFクロック信号有りのスペクトルを示す説明図である。 図4A~図4Dは、この発明の実施の形態1の周波数変換装置における各部のスペクトルを示す説明図である。 この発明の実施の形態2の周波数変換装置を示す構成図である。 図6A~図6Fは、この発明の実施の形態2の周波数変換装置における各部のスペクトルを示す説明図である。 この発明の実施の形態3の周波数変換装置を示す構成図である。 図8A~図8Iは、この発明の実施の形態3の周波数変換装置における各部のスペクトルを示す説明図である。 この発明の実施の形態4の位相制御装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態4の位相制御装置のデジタル通信用光源への入力信号スペクトルを示す説明図である。 この発明の実施の形態4の位相制御装置のフォトダイオードの出力スペクトルを示す説明図である。 この発明の実施の形態4の位相制御装置の第1のアナログフィルタの出力スペクトルを示す説明図である。 この発明の実施の形態4の位相制御装置のデジタル通信用光源におけるリミッタアンプの出力スペクトルを示す説明図である。 この発明の実施の形態5の位相制御装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態6の位相制御装置を示す構成図である。
 以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態1.
 図1は、本実施の形態による周波数変換装置の構成図である。
 本実施の形態による周波数変換装置は、送信信号源101、クロック信号源102、出力制御回路103、カプラ104、デジタル通信用光源105、光ファイバ106、フォトダイオード107、フィルタ108を備える。送信信号源101は、伝送対象とするRF送信信号を生成する信号源である。クロック信号源102は、RF送信信号とは異なる周波数を持ち、かつ、RF送信信号よりレベルの大きいRFクロック信号を生成する信号源である。出力制御回路103は、クロック信号源102から出力されたRFクロック信号のレベルを制御するための制御回路である。カプラ104は、送信信号源101からのRF送信信号とクロック信号源102からのRFクロック信号とを合波するカプラである。デジタル通信用光源105は、カプラ104からの電気信号を取得し、光信号に変換して出力する装置であり、リミッタアンプ105aとE/O変換部105bとを備えている。リミッタアンプ105aは、入力レベルに対応してその利得を制御し、出力レベルを一定値に保持する増幅器である。E/O変換部105bは、電気信号を光信号に変換する変換部である。デジタル通信用光源105としては、例えば、SFP+(Small-Form-factor-Pluggable-plus)の送信部を使用する。また、これら送信信号源101~デジタル通信用光源105で、周波数変換装置における送信側の構成である光マイクロ波伝送装置が構成されている。光ファイバ106は、デジタル通信用光源105とフォトダイオード107とを接続するための光伝送路を構成している。フォトダイオード107は、光信号を電気信号に変換する変換素子である。フィルタ108は、設定された周波数の信号を取り出すためのフィルタである。
 先ず、本実施の形態の動作原理を説明する。
 本実施の形態では、図1に示す通り、周波数fDATAのRF送信信号に加えて、このRF送信信号の周波数fDATAとは異なる周波数fαxで、RF送信信号のレベルより高いレベルを持つRFクロック信号をデジタル通信用光源105に対してマルチトーン入力することを特徴としている。
 図2にデジタル通信用光源105に対してRF送信信号のみを入力した場合の構成を示す。すなわち、図示の構成は、図1の構成からクロック信号源102~カプラ104を取り除いた構成である。
 この構成下では、デジタル通信用光源105中のリミッタアンプ105aの効果により、送信信号の入力レベルにかかわらずフォトダイオード107からのRF出力信号レベルは一定値となり、図3Aに示す通り、RF送信信号の振幅情報は含ませることができない。すなわち、アナログ信号伝送不可となってしまう。図3A中、-10dBmのRF送信信号を点線で示し、-20dBmのRF送信信号を実線で示しているがほとんど重なっている。また、図3A及び図3Bは、RF送信信号が1GHzにおける出力スペクトルを示している。
 一方、本実施の形態の図1に示すように、デジタル通信用光源105に対してマルチトーン入力を行った場合、リミッタアンプ105aのアンプ利得はRFクロック信号の入力レベルに応じて固定される。その条件下でRF送信信号を入力した場合、図3Bに示す通り、フォトダイオード107からのRF出力信号レベルはRF送信信号レベルに応じて変動し、RF送信信号の振幅情報及び位相情報を含ませることができ、アナログ信号伝送可能となる。図3Bにおいても、点線が-10dBmのRF送信信号を示し、実線が-20dBmのRF送信信号を示している。図示のように、信号強度が10dB変化している。
 すなわち、通常、リミッタアンプはアンプへの入力レベルにかかわらず、出力レベルを一定に保持する。これは、リミッタアンプがアンプへの入力レベルに応じて、アンプ利得を変動させているからである。本発明では、RF送信信号とは別に、RFクロック信号をデジタル通信用光源105にマルチトーン入力する。この時、デジタル通信用光源105中のリミッタアンプ105aは、RF送信信号またはRFクロック信号のうち、より入力レベルの高い信号の入力レベルに従ってアンプ利得を固定する。従って、RFクロック信号の入力レベル>RF送信信号の入力信号レベルの条件を満たすRF信号をデジタル通信用光源105に入力する事で(RFクロック信号の入力レベルから決定したアンプ利得)×(RF送信信号の入力レベル)の信号がリミッタアンプ105aから出力される。
 さらにデジタル通信用光源105に対してマルチトーン入力を行った場合、送信信号は正弦波、クロック信号は矩形波で伝送される為、図4Cに示す通り、フォトダイオード107の出力端においては、RF送信信号の周波数成分fDATAとRFクロック信号の奇数倍の周波数成分(2n+1)×fαxの和周波成分(2n+1)×fαx+fDATAと差周波成分(2n+1)×fαx-fDATAが発生する。但し、nは任意の整数である。よって、RFクロック信号の周波数fαxを適切に設定することにより、従来では必要であったミキシング手段を用いることなく、低周波数信号源からの信号を逓倍変換して、高周波信号を生成することが可能となる。
 以下、実施の形態1の周波数変換装置の動作について説明する。
 送信信号源101は、RF送信信号として周波数fDATAの送信信号を出力する。また、クロック信号源102は、RFクロック信号として、周波数fαxのクロック信号を出力する。ここで、fαx≠fDATAである。また、RF送信信号とRFクロック信号の高調波の差ビート周波数が送信信号周波数と一致しないよう、(2n+1)×fαx-fDATA≠fDATAとする。さらに、RFクロック信号の出力レベルPαxは、RF送信信号の出力レベルPDATAより大きい(Pαx>PDATA)。
 カプラ104はRF送信信号とRFクロック信号を合波する。カプラ104の出力スペクトルを図4Aに示す。
 デジタル通信用光源105は、RF送信信号とRFクロック信号を光信号に変換する。デジタル通信用光源105の出力スペクトルを図4Bに示す。fはデジタル通信用光源105の光キャリア周波数である。なお、ここでは光変調信号はOOK変調信号であることを仮定しているが、QPSK信号やBPSK信号などの位相偏移変調信号も伝送可能である。
 フォトダイオード107は光送信信号と光クロック信号を電気信号に変換する。フォトダイオード107の出力スペクトルを図4Cに示す。RF送信信号の周波数fDATA、RFクロック信号の奇数倍成分(2n+1)×fαx、RF送信信号の周波数とRFクロック信号の周波数の和周波及び差周波成分(2n+1)×fαx±fDATA(nは整数)の信号が生成される。
 フィルタ108は帯域制限し、フォトダイオード107の出力信号周波数fDATA、(2n+1)×fαx、(2n+1)×fαx±fDATA(nは整数)から、所望の信号周波数のみを取り出す。なお、フィルタ108としては、所望の周波数以外の周波数成分を阻止する設計とするのであれば、バンドパスフィルタ、ハイパスフィルタ、ローパスフィルタといった種々のフィルタを用いても良い。フィルタ108の出力スペクトルを図4Dに示す。図4D中の破線はフィルタ108の帯域を示している。
 このように、実施の形態1の周波数変換装置によれば、送信信号とクロック信号のマルチトーン入力により、従来構成では二つの周波数の光信号を得るために、二つ必要であった送信光源が一つに削減でき、部品点数の削減に貢献する。また、二つの送信光源の出力位相を同期させるための、PLL(Phase Locked Loop)などの位相同期回路が不要となり、構成を簡素化することができる。
 さらに、デジタル通信用光源に対する送信信号とクロック信号のマルチトーン入力により、小型で集積化されたデジタル通信用光源をアナログRoF(Radio on/over Fiber)回路に適用することが可能となる。その結果、部品点数の削減及び装置の小型化に寄与することができる。
 なお、クロック信号源102からのRFクロック信号は矩形波として説明したがこれに限定されるものではなく、例えば正弦波であってもよい。すなわち、上述したように、リミッタアンプ105aはその入力レベルにかかわらず、出力レベルを一定に保つよう波形を歪ませる効果があるため、正弦波のクロック信号入力に対しても、デジタル通信用光源105からは矩形波で出力される。正弦波入力であっても、図4Bに示す通り、フォトダイオード107でO/E変換される際に(2n+1)×fαx±fDATAの周波数成分が発生させることができる。
 以上説明したように、実施の形態1の光マイクロ波伝送装置によれば、伝送対象のRF送信信号を生成する送信信号源と、RF送信信号とは異なる周波数を持ち、かつRF送信信号よりレベルが大きいRFクロック信号を出力するクロック信号源と、RF送信信号とRFクロック信号とを合波した信号を光信号に変換するデジタル通信用光源とを備えたので、送信光源としての部品点数を削減することができ、構成を簡素化し、低コスト化を図ることができる。
 また、実施の形態1の光マイクロ波伝送装置によれば、デジタル通信用光源は、RF送信信号の周波数の信号と、RFクロック信号の周波数の奇数倍の周波数の信号とを含む光信号に変換するようにしたので、従来は複数個必要であった異なる周波数の光信号を得るのに一つの通信用光源で済み、構成の簡素化に寄与することができる。
 また、実施の形態1の光マイクロ波伝送装置によれば、クロック信号源から出力されるRFクロック信号のレベルを制御する出力制御回路を備えると共に、デジタル通信用光源は、入力信号に応じて利得を変化させるリミッタアンプを有するようにしたので、デジタル通信用光源をアナログRoF回路に適用することが可能となる。
 また、実施の形態1の周波数変換装置によれば、実施の形態1の光マイクロ波伝送装置を用い、光デジタル通信用光源から送出された光信号を取得し、RF送信信号の周波数とRFクロック信号の周波数の奇数倍の高調波との和周波数及び差周波数の電気信号に変換するフォトダイオードと、フォトダイオードで変換された電気信号から設定された周波数の電気信号を取り出すフィルタとを備えたので、周波数変換装置として構成を簡素化し低コスト化を図ることができる。
実施の形態2.
 図5は実施の形態2の周波数変換装置を示す構成図である。実施の形態2の周波数変換装置は、受信側の経路を分岐させるようにしたものである。図中、光マイクロ波伝送装置の構成すなわち送信信号源101~デジタル通信用光源105の構成と、光ファイバ106については、図1に示した実施の形態1と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
 実施の形態2における受信側の構成は、光アンプ201、光分配器202、第1のフォトダイオード203a、第2のフォトダイオード203b、第1のフィルタ204a、第2のフィルタ204b、RFミキサ205を備える。光アンプ201は、受信側で光信号を増幅する増幅器である。光分配器202は光アンプ201からの出力信号を第1の受信経路と第2の受信経路の2系統に分岐させるための分配器である。ここで、第1の受信経路は、第1のフォトダイオード203aと第1のフィルタ204aとからなる経路であり、第2の受信経路は、第2のフォトダイオード203bと第2のフィルタ204bからなる経路である。
 第1の受信経路の第1のフォトダイオード203aは、光分配器202からの光信号から、RF送信信号の周波数fDATAとRFクロック信号の周波数の奇数倍の高調波(2n+1)×fαxとの和周波数及び差周波数(2n+1)×fαx±fDATAの電気信号に変換し、第1のフィルタ204aは、設定された周波数(ここでは(2n+1)×fαx-fDATA)の信号を第1の周波数の電気信号として取り出すフィルタである。また、第2の受信経路の第2のフォトダイオード203bは、RF送信信号の周波数fDATAとRFクロック信号の周波数の奇数倍でかつ第1のフォトダイオード203aの周波数とは異なる高調波(2n+1)×fαxとの和周波数及び差周波数(2n+1)×fαx±fDATAの電気信号に変換し、第2のフィルタ204bは、設定された周波数(ここでは(2n+1)×fαx+fDATA)の信号を第2の周波数の電気信号として取り出すフィルタである。RFミキサ205は、第1のフィルタ204aから出力される第1の周波数の電気信号と、第2のフィルタ204bから出力される第2の周波数の電気信号との差周波数(ここでは2(n-n)×fαx+2fDATA)を取り出すミキサである。
 次に、実施の形態2の周波数変換装置の動作について説明する。
 送信信号源101~デジタル通信用光源105からなる光マイクロ波伝送装置の動作については、実施の形態1の光マイクロ波伝送装置の動作と同様であるため、ここでの説明は省略する。カプラ104の出力スペクトルを図6Aに示し、デジタル通信用光源105の出力スペクトルを図6Bに示す。fはデジタル通信用光源105の光キャリア周波数である。実施の形態2においても、RF送信信号とRFクロック信号との関係は次の通りである。すなわち、fαx≠fDATAであり、また、RF送信信号とRFクロック信号の奇数倍の高調波の差ビート周波数がRF送信信号の周波数と一致しないよう、(2n+1)×fαx-fDATA≠fDATAとする。さらに、RFクロック信号の出力レベルPαxはRF送信信号の出力レベルPDATAより大きくする(Pαx>PDATA)。なお、ここでは光変調信号はOOK変調信号であることを仮定しているが、QPSK信号やBPSK信号などの位相偏移変調信号も伝送可能である。
 光アンプ201はデジタル通信用光源105から出力され、光ファイバ106を介して受信した伝送光信号の強度を増幅させる。すなわち、受信系の分岐による損失を光アンプ201にて補償する。
 光分配器202は受信系を第1の受信経路と第2の受信経路の2系統に分岐させる。なお、本実施の形態においては分岐させる受信系統を2系統としているが、系統を増やしてもいい。その場合、系統数に対応したフォトダイオードとフィルタを追加する。
 第1のフォトダイオード203a及び第2のフォトダイオード203bは分岐された光信号を電気信号に変換する。第1のフォトダイオード203a及び第2のフォトダイオード203bの出力スペクトルを図6Cに示す。RF送信信号の周波数fDATA、RFクロック信号の周波数(2n+1)×fαx及び(2n+1)×fαx、RF送信信号の周波数とRFクロック信号の周波数との和周波及び差周波成分(2n+1)×fαx±fDATA,(2n+1)×fαx±fDATA(nは整数)の信号が生成される。但し、ここでn≠nである。
 第1のフィルタ204a及び第2のフィルタ204bは帯域制限を行い、第1のフォトダイオード203a及び第2のフォトダイオード203bの出力信号周波数から、所望の信号周波数のみを取り出す。これら第1のフィルタ204a及び第2のフィルタ204bとしては、所望の周波数以外の周波数成分を阻止する設計であれば、例えば、バンドパスフィルタ、ハイパスフィルタ、ローパスフィルタといったフィルタのいずれのフィルタを用いてもよい。第1のフィルタ204aの出力スペクトルを図6Dに示し、第2のフィルタ204bの出力スペクトルを図6Eに示す。図6D中の破線は第1のフィルタ204aの帯域を示し、図6E中の破線は第2のフィルタ204bの帯域を示している。
 なお、一例として、図6Dに示すように、第1のフィルタ204aにおいて(2n+1)×fαx-fDATAの信号成分のみを抽出する構成とし、かつ、図6Eに示すように、第2のフィルタ204bでは(2n+1)×fαx+fDATAの信号成分のみを抽出する構成とした場合を示しているが、第1のフィルタ204a及び第2のフィルタ204bの設計により、任意のn及びnに対して拡張可能である。
 RFミキサ205は、第1のフィルタ204aと第2のフィルタ204bの出力信号周波数の差周波の信号を出力する。RFミキサ205の出力スペクトルを図6Fに示す。周波数(2n-2n)fαx+2fDATAの信号が出力される。
 実施の形態2における周波数変換装置は実施の形態1における周波数変換装置と比較し、第1のフィルタ204a及び第2のフィルタ204bの仕様帯域を適切に設定することにより、実施の形態1で変換不可であったRFクロック信号の周波数fαxの偶数倍とRF送信信号の周波数fDATAの和周波への変換が可能になる。その結果、変換可能な周波数範囲を拡大することができる。
 以上説明したように、実施の形態2の周波数変換装置によれば、伝送対象のRF送信信号を生成する送信信号源と、RF送信信号とは異なる周波数を持ち、かつRF送信信号よりレベルが大きいRFクロック信号を出力するクロック信号源と、RF送信信号の周波数の信号と、RFクロック信号の周波数の奇数倍の周波数の信号とを光信号に変換するデジタル通信用光源と、デジタル通信用光源から送出された光信号の伝送経路を第1の受信経路と第2の受信経路とに分岐させる光分配器を備え、第1の受信経路は、デジタル通信用光源から送出された光信号を取得し、RF送信信号の周波数とRFクロック信号の周波数の奇数倍の高調波との和周波数及び差周波数の電気信号に変換する第1のフォトダイオードと、第1のフォトダイオードで変換された電気信号から設定された第1の周波数の電気信号を取り出す第1のフィルタとからなり、第2の受信経路は、デジタル通信用光源から送出された光信号を取得し、RF送信信号の周波数とRFクロック信号の周波数の奇数倍でかつ第1のフォトダイオードの周波数とは異なる高調波との和周波数及び差周波数の電気信号に変換する第2のフォトダイオードと、第2のフォトダイオードで変換された電気信号から設定された第2の周波数の電気信号を取り出す第2のフィルタとからなるようにしたので、実施の形態1の効果に加えて、異なる二つの周波数に同時に変換が可能であるという効果がある。
 また、実施の形態2の周波数変換装置によれば、第1の周波数の電気信号と第2の周波数の電気信号との差周波数の電気信号を取り出すミキサを備えたので、変換可能な周波数範囲を拡大することができる。
 また、実施の形態2の周波数変換装置によれば、クロック信号源から出力されるRFクロック信号のレベルを制御する出力制御回路を備えると共に、デジタル通信用光源は、入力信号に応じて利得を変化させるリミッタアンプを有するようにしたので、デジタル通信用光源をアナログRoF回路に適用することが可能となる。
実施の形態3.
 図7は実施の形態3の周波数変換装置を示す構成図である。実施の形態3の周波数変換装置は、第1のRFクロック信号源に加えて第2のRFクロック信号源を備え、周波数変換可能な範囲を拡大するようにしたものである。
 図7において、周波数変換装置は、送信信号源101、第1のクロック信号源102、出力制御回路103、カプラ104、第1のデジタル通信用光源105、光ファイバ106、第2のクロック信号源301、第2のデジタル通信用光源302、WDM(Wavelength Division Multiplex:光波長多重通信)カプラ303、光アンプ304、WDMカプラ305、第1のフォトダイオード306a、第2のフォトダイオード306b、第1のフィルタ307a、第2のフィルタ307b、RFミキサ308を備える。
 送信信号源101、出力制御回路103、カプラ104、光ファイバ106は、実施の形態1,2の構成と同様であるため、ここでの説明は省略する。第1のクロック信号源102は、実施の形態1,2におけるクロック信号源102と同様の構成であり、第1のデジタル通信用光源105は、実施の形態1,2におけるデジタル通信用光源105と同様の構成である。第2のクロック信号源301は、送信信号源101が出力するRF送信信号と、第1のクロック信号源102が出力する第1のRFクロック信号とは異なる周波数を持つ第2のRFクロック信号を出力する信号源である。第2のデジタル通信用光源302は、デジタル通信用光源105と同様に、第2のクロック信号源301から出力された電気信号を光信号に変換する装置であり、リミッタアンプ302aとE/O変換部302bとを備えている。WDMカプラ303は、第1のデジタル通信用光源105から出力された光信号と、第2のデジタル通信用光源302から出力された光信号とを光波長多重するための光合波器である。光アンプ304は、受信側で光信号を増幅する増幅器である。WDMカプラ305は、光アンプ304で増幅された光信号を取得し、その光信号を第1のフォトダイオード306aと第2のフォトダイオード306bとに分配する光分配器である。
 第1のフォトダイオード306a及び第1のフィルタ307aは、RF送信信号の周波数と第1のRFクロック信号の周波数の奇数倍の高調波との和周波数または差周波数の電気信号に変換する第1の受信信号変換部を構成している。すなわち、第1のフォトダイオード306aは、RF送信信号の周波数fDATAと第1のRFクロック信号の周波数fαx_1の奇数倍の高調波(2n+1)×fαx_1との和周波数(2n+1)×fαx_1+fDATA(nは整数)及び差周波数(2n+1)×fαx_1-fDATA(nは整数)の電気信号とに変換する。また、第1のフィルタ307aは、設定された周波数帯域の信号を第1の周波数の電気信号として出力する。
 第2のフォトダイオード306b及び第2のフィルタ307bは、第2のRFクロック信号の周波数の奇数倍の高調波の電気信号に変換する第2の受信信号変換部を構成している。ここで、第2のフォトダイオード306bは、第2のRFクロック信号の周波数fαx_2の奇数倍の高調波(2n+1)×fαx_2(nは整数)の電気信号に変換し、第2のフィルタ307bは、設定された周波数帯域の信号を第2の周波数の電気信号として出力する。
 RFミキサ308は、第1のフィルタ307aから出力される第1の周波数の電気信号と、第2のフィルタ307bから出力される第2の周波数の電気信号の差周波の電気信号を第3の周波数の電気信号として発生させるミキサである。
 次に、実施の形態3の周波数変換装置の動作について説明する。
 送信信号源101、第1のクロック信号源102、出力制御回路103、カプラ104、第1のデジタル通信用光源105の動作については、実施の形態1と同様であるため、ここでの説明は省略する。カプラ104の出力スペクトルを図8Aに示す。実施の形態3においても、RF送信信号とRFクロック信号との関係は次の通りである。すなわち、fαx_1≠fDATAであり、また、送信信号周波数fDATAと第1のクロック信号源102からのクロック信号の奇数倍の高調波(2n+1)×fαx_1の差ビート周波数が送信信号周波数と一致しないよう、(2n+1)×fαx_1-fDATA≠fDATAとする。さらにクロック信号の出力レベルPαx_1は送信信号の出力レベルPDATAより大きくする(Pαx>PDATA)。なお、ここでは光変調信号はOOK変調信号であることを仮定しているが、QPSK信号やBPSK信号などの位相偏移変調信号も伝送可能である。
 第2のクロック信号源301は周波数fαx_2のクロック信号を出力する。fαx_1≠fαx_2とする。第2のクロック信号源301の出力スペクトルを図8Bに示す。第2のデジタル通信用光源302は第2のクロック信号源301からのクロック信号を矩形波のデジタル光信号に変換する。
 なお、ここでは光変調信号はOOK変調信号であることを仮定しているが、QPSK信号やBPSK信号などの位相偏移変調信号も伝送可能である。
 WDMカプラ303は、第1のデジタル通信用光源105及び第2のデジタル通信用光源302からのそれぞれの出射光を合波し、光ファイバ106を介して受信側に送出する。
 受信側の光アンプ304は光ファイバ106を介して受信した伝送光信号の強度を増幅させる。受信系の分岐による損失を光アンプ304にて補償する。次に、WDMカプラ305は、受信系を第1の受信信号変換部と第2の受信信号変換部の2系統に分岐する。第1のフォトダイオード306aと第1のフィルタ307aで構成される第1の受信信号変換部には、第1のデジタル通信用光源105の光キャリア周波数fc1で搬送される信号を伝送する。一方、第2のフォトダイオード306bと第2のフィルタ307bで構成される第2の受信信号変換部には、第2のデジタル通信用光源302の光キャリア周波数fc2で搬送される信号を伝送する。
 なお、本実施の形態においては分岐する受信系統を2系統としているが、系統を増やしてもいい。その場合、系統数に対応したフォトダイオードとフィルタを追加する。WDMカプラ305の出力スペクトルを図8Cと図8Dに示す。
 第1の受信信号変換部における第1のフォトダイオード306aはRF送信信号とRFクロック信号の光信号を電気信号に変換する。第1のフォトダイオード306aの出力スペクトルを図8Eに示す。送信信号周波数fDATA、第1のクロック信号源102からのRFクロック信号の周波数fαx_1、RF送信信号の周波数とRFクロック信号の周波数の和周波及び差周波成分(2n+1)×fαx_1±fDATA(nは整数)の信号が生成される。また、第2の受信信号変換部における第2のフォトダイオード306bの出力スペクトルを図8Fに示す。第2のデジタル通信用光源302からのRFクロック信号の周波数fαx_2の奇数倍成分(2n+1)×fαx_2(nは整数)の信号が生成される。
 第1の受信信号変換部及び第2の受信信号変換部の第1のフィルタ307a及び第2のフィルタ307bは帯域制限を行い、所望の信号周波数のみを取り出す。ここで、これら第1のフィルタ307a及び第2のフィルタ307bとしては、所望の周波数以外の周波数成分を阻止することができるフィルタであれば、バンドパスフィルタ、ハイパスフィルタ、ローパスフィルタのいずれを用いてもよい。第1のフィルタ307aの出力スペクトルを図8Gに示し、第2のフィルタ307bの出力スペクトルを図8Hに示す。図8G中の破線は第1のフィルタ307aの帯域を示し、図8H中の破線は第2のフィルタ307bの帯域を示している。一例として図8Gに示すように、第1のフィルタ307aにおいて(2n+1)×fαx_1+fDATAの信号成分のみを抽出する構成とし、図8Hに示すように、第2のフィルタ307bにおいて(2n+1)×fαx_2の信号成分のみを抽出する構成とした場合を示しているが、第1のフィルタ307a及び第2のフィルタ307bの設計により、任意のn及びnに対して拡張可能である。
 RFミキサ308は第1のフィルタ307a及び第2のフィルタ307bの出力信号周波数の差周波を出力する。RFミキサ308の出力スペクトルを図8Iに示す。周波数(2n+1)×fαx_1+fDATA-(2n+1)×fαx_2の信号が出力される。
 このように、実施の形態3における周波数変換装置は、第2のクロック信号源301からのクロック信号周波数fαx_2を適切に設定することによって、実施の形態1では変換できなかった(2n-1)×fαx_1+fDATA≦(2n+1)×fαx_1+fDATA-(2n+1)×fαx_2≦(2n+1)×fαx_1+fDATAの範囲にある周波数に変換可能であり、変換可能な周波数範囲を拡大することができる。
 以上説明したように、実施の形態3の光マイクロ波伝送装置によれば、伝送対象のRF送信信号を生成する送信信号源と、RF送信信号とは異なる周波数を持ち、かつRF送信信号よりレベルが大きい第1のRFクロック信号を出力する第1のクロック信号源と、RF送信信号と第1のRFクロック信号とを合波した信号を取得し、RF送信信号の周波数の信号と、第1のRFクロック信号の周波数の奇数倍の周波数の信号とを含む光信号に変換する第1のデジタル通信用光源と、RF送信信号及び第1のRFクロック信号とは異なる周波数を持つ第2のRFクロック信号を出力する第2のクロック信号源と、第2のRFクロック信号を光信号に変換する第2のデジタル通信用光源と、第1のデジタル通信用光源から出力される光信号と、第2のデジタル通信用光源から出力される光信号とを合波する光合波器とを備えたので、構成の簡素化を図りながら発生する信号の周波数範囲を拡大させることができる。
 また、実施の形態3の光マイクロ波伝送装置によれば、第1のクロック信号源から出力される第1のRFクロック信号のレベルを制御する出力制御回路を備えると共に、第1のデジタル通信用光源は、入力信号に応じて利得を変化させるリミッタアンプを有するようにしたので、デジタル通信用光源をアナログRoF回路に適用することが可能となる。
 また、実施の形態3の周波数変換装置によれば、実施の形態3の光マイクロ波伝送装置を用い、光合波器で合波された光信号の伝送経路を分岐させる光分配器と、光分配器で分岐された光信号を取得し、RF送信信号の周波数と第1のRFクロック信号の周波数の奇数倍の高調波との和周波数または差周波数の電気信号を第1の周波数の電気信号として変換する第1の受信信号変換部と、光分配器で分配された光信号を取得し、第2のRFクロック信号の周波数の奇数倍の高調波の電気信号を第2の周波数の電気信号として変換する第2の受信信号変換部と、第1の周波数の電気信号と第2の周波数の電気信号の差周波の電気信号を第3の周波数の電気信号として発生させるミキサとを備えたので、周波数変換可能な範囲を拡大させることができる。
実施の形態4.
 図9は実施の形態4の位相制御装置を示す構成図である。実施の形態4の位相制御装置は、第1のRF信号と第2のRF信号とから生成される第3のRF信号の位相を第1のRF信号と同期させるようにしたものである。
 図9において、位相制御装置は、VCO(Voltage-Controlled-Oscillator:電圧制御発振器)401、第1の分波器402、伝送信号源403、基準信号源404、第1のミキサ405、位相同期回路406、第2の分波器407、第2のミキサ408、カプラ409、デジタル通信用光源410、光サーキュレータ411、光ファイバ412、光部分反射器413、フォトダイオード414、第1のアナログフィルタ415、第2のアナログフィルタ416、第3のミキサ417、分周器418、位相比較器419、ループフィルタ420を備える。
 VCO401は、クロック信号源となる第2のRF信号を出力する発振器である。第1の分波器402は、VCO401から出力されたクロック信号を分波する分波器である。伝送信号源403は、伝送信号である第1のRF信号を出力する信号源であり、第1のRF信号生成部を構成する。基準信号源404は、クロック信号の基準信号源である。第1のミキサ405は、伝送信号源403から出力され第2の分波器407で分波された伝送信号と、第1の分波器402で分波されたVCO401からのクロック信号とをミキシングするミキサである。位相同期回路406は、伝送信号源403から出力される伝送信号と基準信号源404から出力される基準信号の位相を同期させる回路である。第2の分波器407は、伝送信号源403から出力される伝送信号を分波する分波器である。第2のミキサ408は、伝送信号源403から出力され第2の分波器407で分波された伝送信号と、基準信号源404から出力された基準信号とをミキシングするミキサである。カプラ409は、VCO401から出力され第1の分波器402で分波されたクロック信号と、伝送信号源403から出力され第2の分波器407で分波された伝送信号とを合波する合波器である。
 デジタル通信用光源410は、送受信一体のモジュールであり、電気信号と光信号の変換を行う。デジタル通信用光源410は、リミッタアンプ410a,410d、E/O変換部410b、O/E変換部410cを有している。リミッタアンプ410aは、実施の形態1~3のリミッタアンプ105aと同様に、入力レベルに対応してその利得を制御し、出力レベルを一定値に保持するデジタル駆動の増幅器である。リミッタアンプ410dは、O/E変換部410cから出力された電気信号に対してリミッタアンプ410aと同様の動作を行う増幅器である。E/O変換部410bは、実施の形態1~3のE/O変換部105bと同様に電気信号を光信号に変換する回路である。O/E変換部410cは、光サーキュレータ411からの光信号を電気信号に変換する回路である。デジタル通信用光源410の一例としては、SFP+(Small-Form-factor-Pluggable-plus)の送信部の使用が挙げられる。デジタル通信用光源410及びカプラ409によって、第3のRF信号生成部が構成されている。光サーキュレータ411は、光信号の送信経路と受信経路とを切り分ける処理部であり、E/O変換部410bからの光信号を光ファイバ412に通過させ、光ファイバ412からの光信号をO/E変換部410cに通過させる。
 光ファイバ412は、実施の形態1~3の光ファイバ106と同様の光ファイバである。光部分反射器413は、光ファイバ412を介して伝送されたデジタル通信用光源410からの光信号の一部をデジタル通信用光源410側に反射させ、残りの光信号をフォトダイオード414に出力する反射器である。フォトダイオード414は、光信号を電気信号に変換するO/E変換器である。第1のアナログフィルタ415は、フォトダイオード414から出力された電気信号のうち、所望のRF信号周波数の信号のみを取り出すためのフィルタであり、例えばバンドパスフィルタで構成される。
 第2のアナログフィルタ416は、送信側に戻されたRF信号のうち、所望のRF信号周波数のみを取り出すためのフィルタであり、例えば、バンドパスフィルタで構成される。なお、第1のアナログフィルタ415及び第2のアナログフィルタ416としては、所望の周波数以外の周波数成分を阻止するものであれば、どのようなものであっても良い。第3のミキサ417は、第2のアナログフィルタ416から出力されたRF信号と、VCO401から出力され、第1の分波器402及び第1のミキサ405を介して取得したクロック信号とをミキシングするミキサである。分周器418は、第3のミキサ417から出力された信号を1/2倍に分周する分周器である。位相比較器419は、分周器418の出力信号と第2のミキサ408の出力信号の位相を比較する比較器である。ループフィルタ420は、帰還回路により、位相比較器419から出力された信号から誤差信号を生成してVCO401の出力信号の位相制御を行う回路である。ここで、VCO401、分周器418、位相比較器419及びループフィルタ420によってPLLが構成されている。また、VCO401、第1の分波器402、基準信号源404~第2のミキサ408、第2のアナログフィルタ416~ループフィルタ420によって、第2のRF信号生成部が構成されている。
 次に、実施の形態4の位相制御装置の動作について説明する。
 実施の形態4においては、図10に示す通り、RF伝送信号に加えて、伝送信号周波数fDATAとは異なる周波数(fDATA≠fα)及び伝送信号レベルより高いレベルを持つ(Pα>PDATA)、RFクロック信号をデジタル通信用光源410に対してマルチトーン入力を行い、デジタル通信用光源410内蔵のリミッタアンプ410a,410dをアナログ駆動させること。また、伝送信号とクロック信号の差ビート信号の位相誤差成分φ(t)+Δθα(t)-ΔθDATA(t)を送信端において検出し、VCO401にフィードバックすることにより、伝送信号とクロック信号の差ビート信号の位相を同期していることを特徴とする。ここで、φ(t)をクロック信号の出力位相変動量、Δθα(t)をクロック信号が受ける光路中の位相変動量、ΔθDATA(t)を伝送信号が受ける光路中の位相変動量とする。
 先ず、クロック信号源であるVCO401は、周波数fα、角周波数ωαのクロック信号を出力する。ここで、クロック信号の出力位相変動量をφ(t)とする。すなわち、VCO401から出力される信号はωαt+φ(t)である。送信信号とクロック信号との関係は、fα≠fDATAとすること。また、送信信号とクロック信号の高調波の差ビート周波数が送信信号周波数と一致しないよう、(2n+1)×fα-fDATA≠fDATAとすること。さらにクロック信号の出力レベルPαは送信信号の出力レベルPDATAより大きい(Pα>PDATA)ことが必要である。
 第1の分波器402はVCO401からの出力信号を分波する。一方、伝送信号源403は周波数fDATA、角周波数ωDATAの伝送信号を出力する。ここで、伝送信号の出力位相変動量をδ(t)とする。すなわち、伝送信号源403から出力される信号はωDATAt+δ(t)である。基準信号源404は周波数fα、角周波数ωαのクロック基準信号を出力する。ここで、クロック基準信号の出力位相変動量をφ(t)とする。また、伝送信号源403が出力する伝送信号と基準信号源404が出力するクロック基準信号は第2の分波器407によって位相同期がなされている。
 第1のミキサ405は、第1の分波器402によって分波されたVCO401からのクロック信号と、第2の分波器407によって分波された伝送信号源403からの伝送信号をミキシングし、ダウンコンバージョンする。また、第2のミキサ408は、基準信号源404から出力されたクロック基準信号と第2の分波器407で分波された伝送信号源403からの伝送信号をミキシングし、ダウンコンバージョンする。
 カプラ409は、第2の分波器407で分波された伝送信号と第1の分波器402で分波されたクロック信号を合波し、これがデジタル通信用光源410にマルチトーン信号として入力される。デジタル通信用光源410では、送信信号とクロック信号のマルチトーン信号の入力により、リミッタアンプ410a及びリミッタアンプ410dはアナログ駆動される。
 光サーキュレータ411は、デジタル通信用光源410のE/O変換部410bから出力された光信号を光ファイバ412に送出する。光部分反射器413は、光ファイバ412を介して受信した送信光の一部を送信端へ反射する。フォトダイオード414は、光部分反射器413を介して受信した光信号を電気信号に変換する。図11にフォトダイオード414の出力スペクトルを示す。クロック信号の出力位相ωαt+φ(t)+Δθα(t)の奇数倍の位相成分(2n+1)×{ωαt+φ(t)+Δθα(t)}と送信信号の出力位相ωDATAt+δ(t)+ΔθDATA(t)との和成分(2n+1)×{ωαt+φ(t)+Δθα(t)}+{ωDATAt+δ(t)+ΔθDATA(t)}及び差成分(2n+1)×{ωαt+φ(t)+Δθα(t)}-{ωDATAt+δ(t)+ΔθDATA(t)}が発生する。第1のアナログフィルタ415は、帯域制限を行い、フォトダイオード414の出力信号から、所望の信号周波数のみを取り出す。図12に第1のアナログフィルタ415の出力スペクトルを示す。
 光部分反射器413で反射された光信号の一部は、光ファイバ412及び光サーキュレータ411を介してデジタル通信用光源410のO/E変換部410cに入力される。O/E変換部410cは、光信号を電気信号に変換し、この電気信号がリミッタアンプ410dを介して第2のアナログフィルタ416に与えられる。第2のアナログフィルタ416は、帯域制限を行い、リミッタアンプ410dの出力信号から、(ωα-ωDATA)t-δ(t)+φ(t)+2{Δθα(t)-ΔθDATA(t)}の位相成分を取り出す。図13にリミッタアンプ410dの出力スペクトルを示す。
 すなわち、デジタル通信用光源410に対してマルチトーン入力を行った場合、送信信号は正弦波、クロック信号は矩形波で伝送されるため、フォトダイオード414及びデジタル通信用光源410のO/E変換部410cの出力端では、送信信号の出力位相成分ωDATAt+δ(t)とクロック信号の出力位相成分ωαt+φ(t)の奇数倍の周波数成分(2n+1)×{ωαt+φ(t)}の和周波成分(2n+1)×{ωαt+φ(t)}+{ωDATAt+δ(t)}及び差周波成分(2n+1)×{ωαt+φ(t)}-{ωDATAt+δ(t)}が発生する。さらに、ここにクロック信号が受ける光路中の位相変動量Δθα(t)及び伝送信号が受ける光路中の位相変動量ΔθDATA(t)が重畳され、フォトダイオード414の出力スペクトルは図11、リミッタアンプ410dの出力スペクトルは図13に示す通りとなる。これらの図に示すように、フォトダイオード414の出力スペクトルでは、光路中の位相変動は片道分であり、リミッタアンプ410dの出力スペクトルでは、光路中の位相変動が往復分となっている。
 第2のアナログフィルタ416の出力信号は第3のミキサ417に入力され、第3のミキサ417では、第1のミキサ405の出力信号(ωα-ωDATA)t-δ(t)+φ(t)とミキシングし、アップコンバージョンする。これにより、第3のミキサ417の出力信号は、2(ωα-ωDATA)t-2δ(t)+2φ(t)+2{Δθα(t)-ΔθDATA(t)}となる。第3のミキサ417の出力信号は分周器418に与えられ、分周器418によって出力位相が1/2倍され((ωα-ωDATA)t-δ(t)+φ(t)+{Δθα(t)-ΔθDATA(t)})、これが位相比較器419に与えられる。位相比較器419では、分周器418の出力信号と第2のミキサ408の出力信号((ωα-ωDATA)t-δ(t))を位相比較し、位相差φ(t)+Δθα(t)-ΔθDATA(t)に応じた誤差信号を生成する。ループフィルタ420は、位相比較器419からの誤差信号に応じて、VCO401への制御信号を生成する。
 このように、実施の形態4の位相制御装置では、フォトダイオード414の後段に第1のアナログフィルタ415を接続し、図11に示すスペクトルのうち、図12に示すように、伝送信号とクロック信号の差ビート信号(n=1)の周波数成分を抽出する。
 また、伝送信号とクロック信号の差ビート信号と、図13に示すスペクトルのうち第2のアナログフィルタ416の出力信号とを第3のミキサ417でミキシングし、アップコンバージョンする。そして、分周器418で出力位相を1/2倍とした後、位相比較器419でクロック基準信号と位相を比較し、誤差成分φ(t)+Δθα(t)-ΔθDATA(t)を検出し、ループフィルタ420で誤差信号を生成し、VCO401にフィードバックする。
 誤差成分φ(t)+Δθα(t)-ΔθDATA(t)がVCO401にフィードバックされた状態では、VCO401からの出力信号位相は、ωαt-{Δθα(t)-ΔθDATA(t)}となり、伝送信号位相ωDATAt+δ(t)、クロック信号位相ωαt-{Δθα(t)-ΔθDATA(t)}のマルチトーン信号がデジタル通信用光源410に入力されることとなる。この場合、フォトダイオード414の出力端では、クロック信号の位相ωαt-{Δθα(t)-ΔθDATA(t)}の奇数倍と送信信号の位相ωDATAt+δ(t)の和成分及び差成分が発生する。
 この条件下で第1のアナログフィルタ415にて、クロック信号と伝送信号の差ビート成分を抽出することにより、第1のアナログフィルタ415の出力端では、光ファイバ412中におけるクロック信号の出力位相変動Δθα(t)及び伝送信号の出力位相変動ΔθDATA(t)の項の影響を受けない、位相(ωα-ωDATA)t-δ(t)の信号を抽出することができ、光路中における位相変動の影響を受けない、安定な信号伝送が可能となる。すなわち、VCO401の出力信号をそのままクロック信号とし、PLLが動作を行わないとした場合、第1のアナログフィルタ415からの出力信号は、(ωα-ωDATA)t-δ(t)+φ(t)+Δθα(t)-ΔθDATA(t)であり、光ファイバ412中におけるクロック信号の出力位相変動Δθα(t)及び伝送信号の出力位相変動ΔθDATA(t)の項の影響を受けることになるが、実施の形態1ではこの影響を排除することができる。
 以上説明したように、実施の形態4の位相制御装置によれば、伝送対象となる第1のRF信号を生成する第1のRF信号生成部と、第1のRF信号とは異なる周波数の第2のRF信号を生成する第2のRF信号生成部と、第1のRF信号と第2のRF信号を用いて第3のRF信号を生成する第3のRF信号生成部とを備え、第2のRF信号生成部は、第1のRF信号と第3のRF信号の位相を同期させるRF信号を生成するようにしたので、伝送信号の光路中の位相変動の影響を排除することができるため、伝送信号の適用範囲の拡大に寄与することができる。
 また、実施の形態4の位相制御装置によれば、第2のRF信号生成部は、第2のRF信号として、第1のRF信号より信号レベルの高い信号を生成し、第3のRF信号生成部は、第1のRF信号と第2のRF信号とを合波して第3のRF信号を生成するようにしたので、位相制御装置として構成を簡素化し、低コスト化を図ることができる。
 また、実施の形態4の位相制御装置によれば、第3のRF信号生成部は、第1のRF信号と第2のRF信号とを合波した信号を光信号に変換するデジタル通信用光源を用いて構成され、第2のRF信号生成部は、デジタル通信用光源から出力された光信号を折り返した信号を用いて第2のRF信号を生成するようにしたので、アナログRoF回路に適用した場合の部品点数の削減と構成の簡素化に寄与することができる。
 また、実施の形態4の位相制御装置によれば、第3のRF信号生成部は、第3のRF信号として、第2のRF信号の基本波と第1のRF信号の差周波数を持つ信号を生成するようにしたので、位相制御装置として構成を簡素化し、低コスト化を図ることができる。
 また、実施の形態4の位相制御装置によれば、第3のRF信号生成部は、第1のRF信号と第2のRF信号とを合波した信号を光信号に変換するデジタル通信用光源を用いて構成され、かつ、第3のRF信号として、第2のRF信号の基本波と第1のRF信号の差周波数を持つ信号を生成し、第2のRF信号生成部は、デジタル通信用光源から出力された光信号を折り返した信号を用いて第2のRF信号を生成するようにしたので、アナログRoF回路に適用した場合の部品点数の削減と構成の簡素化に寄与することができる。
実施の形態5.
 図14は実施の形態5の位相制御装置を示す構成図である。実施の形態5の位相制御装置は、実施の形態4の構成に加えて、第3のRF信号として、前記第2のRF信号のn倍波(nは任意の整数)と前記第1のRF信号の差周波数を持つ信号を生成するようにしたものである。
 図14において、位相制御装置は、VCO401、第1の分波器402、伝送信号源403、基準信号源404、第1のミキサ405、位相同期回路406、第2の分波器407、第2のミキサ408、カプラ409、デジタル通信用光源410、光サーキュレータ411、光ファイバ412、光部分反射器413、フォトダイオード414、第1のアナログフィルタ415、第2のアナログフィルタ416、第3のミキサ417、分周器(第1の分周器)418、位相比較器419、ループフィルタ420、第2の分周器501、第3の分周器502、第4の分周器503を備える。ここで、第2の分周器501~第4の分周器503以外の構成は、図9に示した実施の形態4の位相制御装置と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
 第2の分周器501は、第2の分波器407から第1のミキサ405への経路に設けられた分周器であり、1/(2n+1)分周を行う。第3の分周器502は、第2の分波器407から第2のミキサ408への経路に設けられた分周器であり、1/(2n+1)分周を行う。第4の分周器503は、第2のアナログフィルタ416から第3のミキサ417への経路に設けられた分周器であり、1/(2n+1)分周を行う。
 次に、実施の形態5の位相制御装置の動作について実施の形態4とは異なる点を中心に説明する。
 実施の形態5では、伝送信号の周波数fDATEとクロック信号の奇数倍の高調波(2n+1)×fαの差ビート周波数が送信信号周波数と一致しないよう、(2n+1)×fα-fDATA≠fDATAとする。また、VCO401の出力周波数fαと伝送信号源403の出力周波数fDATAはfα≠fDATAとすることと、クロック信号の出力レベルPαは送信信号の出力レベルPDATAより大きくすること(Pα>PDATA)は実施の形態4と同様である。
 第2の分周器501と第3の分周器502は、伝送信号周波数を1/(2n+1)倍にする。出力位相は(ωDATA/(2n+1))t-δ(t)/(2n+1)となる。
 第1のアナログフィルタ415は帯域制限を行い、フォトダイオード414からの出力信号から、((2n+1)ωα-ωDATA)t-δ(t)+(2n+1)φ(t)+{Δθα(t)-ΔθDATA(t)}の位相成分を取り出す。
 第2のアナログフィルタ416は帯域制限を行い、デジタル通信用光源410のリミッタアンプ410dの出力信号から、((2n+1)ωα-ωDATA)t-δ(t)+(2n+1)φ(t)+2{Δθα(t)-ΔθDATA(t)}の位相成分を取り出す。
 第4の分周器503は、第2のアナログフィルタ416の出力信号周波数を1/(2n+1)倍にする。出力信号の位相は(ωα-ωDATA/(2n+1))t-δ(t)/(2n+1)+φ(t)+(2/(2n+1))×{Δθα(t)-ΔθDATA(t)}となる。第3のミキサ417は、第4の分周器503の出力信号と第1のミキサ405の出力信号((ωα-ωDATA)/(2n+1)t-δ(t)/(2n+1)+φ(t))とミキシングし、アップコンバージョンする。これにより、第3のミキサ417の出力信号は、2(ωα-ωDATA/(2n+1))t-2δ(t)/(2n+1)+2φ(t)+(2/(2n+1))×{Δθα(t)-ΔθDATA(t)}となる。分周器418は、第3のミキサ417の出力信号に対して1/2分周を行って、(ωα-ωDATA/(2n+1))t-δ(t)/(2n+1)+φ(t)+(1/(2n+1))×{Δθα(t)-ΔθDATA(t)}を出力する。位相比較器419は、分周器418の出力信号と第2のミキサ408の出力信号((ωα-ωDATA)/(2n+1)t-δ(t)/(2n+1))を位相比較し、位相差φ(t)+(1/(2n+1){Δθα(t)-ΔθDATA(t)}に応じた誤差信号を生成する。ループフィルタ420は、位相比較器419からの誤差信号に応じて、VCO401への制御信号を生成する。これにより、VCO401からの出力信号は、ωαt-(1/(2n+1)){Δθα(t)-ΔθDATA(t)}となる。すなわちφt=-(1/(2n+1)){Δθα(t)-ΔθDATA(t)}だからである。
 このように、実施の形態5では、実施の形態4と同様に、デジタル通信用光源410に対して周波数fDATA、角周波数ωDATAの伝送信号と周波数fα、角周波数ωαのクロック信号のマルチトーン入力を行い、フォトダイオード414及びデジタル通信用光源410に内蔵されるO/E変換部410cの出力端で、送信信号の位相成分ωDATAt+δ(t)+ΔθDATA(t)とクロック信号の位相成分ωαt+φ(t)+Δθα(t)の奇数倍の周波数成分(2n+1)×{ωαt+φ(t)+Δθα(t)}の和周波成分(2n+1)×{ωαt+φ(t)+Δθα(t)}+{ωDATAt+δ(t)+ΔθDATA(t)}及び差周波成分(2n+1)×{ωαt+φ(t)+Δθα(t)}-{ωDATAt+δ(t)+ΔθDATA(t)}を発生させる。ここで、実施の形態5においては、クロック信号の(2n+1)倍波と伝送信号の差ビート成分を抽出し、位相同期を確立する。VCO401に対して誤差信号φ(t)+(1/(2n+1)){Δθα(t)-ΔθDATA(t)}が入力することで、第1のアナログフィルタ415にて、クロック信号と伝送信号の差ビート成分を抽出することにより、第1のアナログフィルタ415の出力端では、光ファイバ中におけるクロック信号の出力位相変動Δθα(t)及び伝送信号の出力位相変動ΔθDATA(t)の項の影響を受けない、位相((2n+1)ωα-ωDATA)t-δ(t)の信号を抽出することができ、光路中における位相変動の影響を受けない、安定な信号伝送が可能となる。
 以上説明したように、実施の形態5の位相制御装置によれば、第3のRF信号生成部は、第1のRF信号と第2のRF信号とを合波した信号を光信号に変換するデジタル通信用光源を用いて構成され、かつ、第3のRF信号として、第2のRF信号の(2n+1)倍波(nは任意の整数)と第1のRF信号の差周波数を持つ信号を生成するようにしたので、伝送信号の光路中の位相変動の影響を排除することができるため、伝送信号の適用範囲の拡大に寄与することができる。
 また、実施の形態5の位相制御装置によれば、第3のRF信号生成部は、第1のRF信号と第2のRF信号とを合波した信号を光信号に変換するデジタル通信用光源を用いて構成され、かつ、第3のRF信号として、第2のRF信号の(2n+1)倍波(nは任意の整数)と第1のRF信号の差周波数を持つ信号を生成し、第2のRF信号生成部は、第2のRF信号として、第1のRF信号より信号レベルの高い信号を生成すると共に、デジタル通信用光源から出力された光信号を折り返した信号を用いて第2のRF信号を生成するようにしたので、アナログRoF回路に適用した場合の部品点数の削減と構成の簡素化に寄与することができる。
実施の形態6.
 図15は実施の形態6の位相制御装置を示す構成図である。実施の形態6の位相制御装置は、実施の形態5の構成に加えて、第3のRF信号を抽出するためのRFフィルタのフィルタ特性を決定するフィルタ特性演算部を備えたものである。
 図15において、位相制御装置は、VCO401、第1の分波器402、伝送信号源403、基準信号源404、第1のミキサ405、位相同期回路406、第2の分波器407、第2のミキサ408、カプラ409、デジタル通信用光源410、光サーキュレータ411、光ファイバ412、光部分反射器413、フォトダイオード414、第3のミキサ417、分周器(第1の分周器)418、位相比較器419、ループフィルタ420、第2の分周器501、第3の分周器502、第4の分周器503、第1のデジタルフィルタ601、第2のデジタルフィルタ602、第3の分波器603、逓倍器604、計測器605、演算処理回路606を備える。ここで、第1のデジタルフィルタ601~演算処理回路606以外の構成は、図14に示した実施の形態4の位相制御装置と同様であるため、対応する部分に同一符号を付してその説明を省略する。
 第1のデジタルフィルタ601はフォトダイオード414の後段側に接続され、特定の周波数以外の周波数成分を阻止するRFフィルタである。第2のデジタルフィルタ602は、リミッタアンプ410dと第4の分周器503との間に接続され、特定の周波数以外の周波数成分を阻止するRFフィルタである。また、これら第1のデジタルフィルタ601及び第2のデジタルフィルタ602は、そのフィルタ特性が演算処理回路606によって設定されるよう構成されている。第3の分波器603は第1のミキサ405の出力信号を第3のミキサ417への信号と逓倍器604への信号とに分波する分波器である。逓倍器604は、第3の分波器603で分波された第1のミキサ405の出力信号を(2n+1)倍する逓倍器である。計測器605は、例えば、クロック信号と伝送信号の差ビート周波数を検出する計測器であり、例えば、スペクトルアナライザーで構成されている。演算処理回路606は、計測器605で検出された周波数に基づいて第1のデジタルフィルタ601及び第2のデジタルフィルタ602のフィルタ特性を決定する演算回路である。これら計測器605と演算処理回路606によって、フィルタ特性演算部が構成されている。
 次に、実施の形態6の位相制御装置の動作について実施の形態5とは異なる点を中心に説明する。
 実施の形態6では、伝送信号の周波数fDATEとクロック信号の奇数倍の高調波(2n+1)×fαの差ビート周波数が送信信号周波数と一致しないよう、(2n+1)×fα-fDATA≠fDATAとし、また、VCO401の出力周波数fαと伝送信号源403の出力周波数fDATAはfα≠fDATAとすると共に、クロック信号の出力レベルPαは送信信号の出力レベルPDATAより大きくすること(Pα>PDATA)は実施の形態5と同様である。
 第1のデジタルフィルタ601は、演算処理回路606の演算結果に基づいて帯域制限を行い、フォトダイオード414の出力信号から、((2n+1)ωα-ωDATA)t-δ(t)+(2n+1)φ(t)+{Δθα(t)-ΔθDATA(t)}の位相成分を取り出す。
 第2のデジタルフィルタ602は、演算処理回路606の演算結果に基づいて帯域制限を行い、デジタル通信用光源410に内蔵されているリミッタアンプ410dの出力信号から、((2n+1)ωα-ωDATA)t-δ(t)+(2n+1)φ(t)+2{Δθα(t)-ΔθDATA(t)}の位相成分を取り出す。
 第3の分波器603によって分波された第1のミキサ405の出力信号は逓倍器604に入力され、逓倍器604は出力周波数を(2n+1)倍する。逓倍器604の出力信号の位相は、((2n+1)ωα-ωDATA)t-δ(t)+(2n+1)φ(t)であり、周波数fに換算すると、下式の通りとなる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
 計測器605は、VCO401の出力信号と伝送信号の差ビート周波数を検出し、演算処理回路606は、計測器605の検出結果に基づいて、第1のデジタルフィルタ601及び第2のデジタルフィルタ602が満たすべきフィルタ特性を決定する。すなわち、上式の周波数fを中心周波数としたバンドバスフィルタとなる演算処理を行う。一例として、双二次フィルタを想定した場合における演算内容を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
 このように、実施の形態6の位相制御装置では、実施の形態5と同様に、デジタル通信用光源410に対して周波数fDATA、角周波数ωDATAの伝送信号と周波数fα、角周波数ωαのクロック信号のマルチトーン入力を行い、フォトダイオード414及びデジタル通信用光源410に内蔵されるO/E変換部410cの出力端で、送信信号の位相成分ωDATAt+δ(t)+ΔθDATA(t)とクロック信号の位相成分ωαt+φ(t)+Δθα(t)の奇数倍の周波数成分(2n+1)×{ωαt+φ(t)+Δθα(t)}の和周波成分(2n+1)×{ωαt+φ(t)+Δθα(t)}+{ωDATAt+δ(t)+ΔθDATA(t)}及び差周波成分(2n+1)×{ωαt+φ(t)+Δθα(t)}-{ωDATAt+δ(t)+ΔθDATA(t)}が発生させる。そして、((2n+1)ωα-ωDATA)t-δ(t)+(2n+1)φ(t)+{Δθα(t)-ΔθDATA(t)}の位相成分を持つ信号を第1のデジタルフィルタ601及び第2のデジタルフィルタ602で抽出する。実施の形態6では、抽出するべき中心周波数((2n+1)ωα-ωDATA)t-δ(t)+(2n+1)φ(t)+{Δθα(t)-ΔθDATA(t)}を計測器605で計測し、計測結果から演算処理回路606にて第1のデジタルフィルタ601及び第2のデジタルフィルタ602のフィルタ特性を決定する。
 以上説明したように、実施の形態6の位相制御装置によれば、第3のRF信号を抽出するための特定の周波数以外の周波数成分を阻止するRFフィルタのフィルタ特性を第2のRF信号の(2n+1)倍波(nは任意の整数)と第1のRF信号の差周波数を検出することで決定するフィルタ特性演算部を備え、第3のRF信号生成部は、第1のRF信号と第2のRF信号とを合波した信号を光信号に変換するデジタル通信用光源を用いて構成され、かつ、第3のRF信号として、第2のRF信号の(2n+1)倍波と第1のRF信号の差周波数を持つ信号を生成するようにしたので、伝送信号の周波数が変化した場合でもRFフィルタを変更する必要がなく、構成の簡素化に寄与することができる。
 また、実施の形態6の位相制御装置によれば、第3のRF信号を抽出するための特定の周波数以外の周波数成分を阻止するRFフィルタのフィルタ特性を第2のRF信号の(2n+1)倍波(nは任意の整数)と第1のRF信号の差周波数を検出することで決定するフィルタ特性演算部を備え、第3のRF信号生成部は、第1のRF信号と第2のRF信号とを合波した信号を光信号に変換するデジタル通信用光源を用いて構成され、かつ、第3のRF信号として、第2のRF信号の(2n+1)倍波と第1のRF信号の差周波数を持つ信号を生成し、第2のRF信号生成部は、第2のRF信号として、第1のRF信号より信号レベルの高い信号を生成すると共に、デジタル通信用光源から出力された光信号を折り返した信号を用いて第2のRF信号を生成するようにしたので、アナログRoF回路に適用した場合の部品点数の削減と構成の簡素化に寄与することができる。
 なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
 以上のように、この発明に係る光マイクロ波伝送装置及び周波数変換装置並びに位相制御装置は、低周波数信号源からの信号を逓倍変換して高周波信号を生成する構成に関するものであり、アナログRoF回路に用いるのに適している。
 101 送信信号源、102 クロック信号源(第1のクロック信号源)、103 出力制御回路、104 カプラ、105 デジタル通信用光源(第1のデジタル通信用光源)、105a,302a リミッタアンプ、105b,302b E/O変換部、106 光ファイバ、107 フォトダイオード、108 フィルタ、201,304 光アンプ、202 光分配器、203a,306a 第1のフォトダイオード、203b,306b 第2のフォトダイオード、204a,307a 第1のフィルタ、204b,307b 第2のフィルタ、205,308 RFミキサ、301 第2のクロック信号源、302 第2のデジタル通信用光源、303 WDMカプラ(光合波器)、305 WDMカプラ(光分配器)、401 VCO、402 第1の分波器、403 伝送信号源、404 基準信号源、405 第1のミキサ、406 位相同期回路、407 第2の分波器、408 第2のミキサ、409 カプラ、410 デジタル通信用光源、410a,410d リミッタアンプ、410b E/O変換部、410c O/E変換部、411 光サーキュレータ、412 光ファイバ、413 光部分反射器、414 フォトダイオード、415 第1のアナログフィルタ、416 第2のアナログフィルタ、417 第3のミキサ、418 分周器(第1の分周器)、419 位相比較器、420 ループフィルタ、501 第2の分周器、502 第3の分周器、503 第4の分周器、601 第1のデジタルフィルタ、602 第2のデジタルフィルタ、603 第3の分波器、604 逓倍器、605 計測器、606 演算処理回路。

Claims (19)

  1.  伝送対象のRF送信信号を生成する送信信号源と、
     前記RF送信信号とは異なる周波数を持ち、かつ当該RF送信信号よりレベルが大きいRFクロック信号を出力するクロック信号源と、
     前記RF送信信号と前記RFクロック信号とを合波した信号を光信号に変換するデジタル通信用光源とを備えたことを特徴とする光マイクロ波伝送装置。
  2.  前記デジタル通信用光源は、前記RF送信信号の周波数の信号と、前記RFクロック信号の周波数の奇数倍の周波数の信号とを光信号に変換することを特徴とする請求項1記載の光マイクロ波伝送装置。
  3.  前記クロック信号源から出力される前記RFクロック信号のレベルを制御する出力制御回路を備えると共に、前記デジタル通信用光源は、入力信号に応じて利得を変化させるリミッタアンプを有することを特徴とする請求項1または請求項2記載の光マイクロ波伝送装置。
  4.  請求項3の光マイクロ波伝送装置を用い、
     前記光デジタル通信用光源から送出された光信号を取得し、前記RF送信信号の周波数と前記RFクロック信号の周波数の奇数倍の高調波との和周波数及び差周波数の電気信号に変換するフォトダイオードと、
     前記フォトダイオードで変換された電気信号から設定された周波数の電気信号を取り出すフィルタとを備えたことを特徴とする周波数変換装置。
  5.  伝送対象のRF送信信号を生成する送信信号源と、
     前記RF送信信号とは異なる周波数を持ち、かつ当該RF送信信号よりレベルが大きいRFクロック信号を出力するクロック信号源と、
     前記RF送信信号の周波数の信号と、前記RFクロック信号の周波数の奇数倍の周波数の信号とを光信号に変換するデジタル通信用光源と、
     前記デジタル通信用光源から送出された光信号の伝送経路を第1の受信経路と第2の受信経路とに分岐させる光分配器を備え、
     前記第1の受信経路は、前記デジタル通信用光源から送出された光信号を取得し、前記RF送信信号の周波数と前記RFクロック信号の周波数の奇数倍の高調波との和周波数及び差周波数の電気信号に変換する第1のフォトダイオードと、前記第1のフォトダイオードで変換された電気信号から設定された第1の周波数の電気信号を取り出す第1のフィルタとからなり、
     前記第2の受信経路は、前記デジタル通信用光源から送出された光信号を取得し、前記RF送信信号の周波数と前記RFクロック信号の周波数の奇数倍でかつ前記第1のフォトダイオードの周波数とは異なる高調波との和周波数及び差周波数の電気信号に変換する第2のフォトダイオードと、前記第2のフォトダイオードで変換された電気信号から設定された第2の周波数の電気信号を取り出す第2のフィルタとからなることを特徴とする周波数変換装置。
  6.  前記第1の周波数の電気信号と前記第2の周波数の電気信号との差周波数の電気信号を取り出すミキサを備えたことを特徴とする請求項5記載の周波数変換装置。
  7.  前記クロック信号源から出力される前記RFクロック信号のレベルを制御する出力制御回路を備えると共に、前記デジタル通信用光源は、入力信号に応じて利得を変化させるリミッタアンプを有することを特徴とする請求項5または請求項6記載の周波数変換装置。
  8.  伝送対象のRF送信信号を生成する送信信号源と、
     前記RF送信信号とは異なる周波数を持ち、かつ当該RF送信信号よりレベルが大きい第1のRFクロック信号を出力する第1のクロック信号源と、
     前記RF送信信号と前記第1のRFクロック信号とを合波した信号を取得し、前記RF送信信号の周波数の信号と、前記第1のRFクロック信号の周波数の奇数倍の周波数の信号とを含む光信号に変換する第1のデジタル通信用光源と、
     前記RF送信信号及び前記第1のRFクロック信号とは異なる周波数を持つ第2のRFクロック信号を出力する第2のクロック信号源と、
     前記第2のRFクロック信号を光信号に変換する第2のデジタル通信用光源と、
     前記第1のデジタル通信用光源から出力される光信号と、前記第2のデジタル通信用光源から出力される光信号とを合波する光合波器とを備えたことを特徴とする光マイクロ波伝送装置。
  9.  前記第1のクロック信号源から出力される前記第1のRFクロック信号のレベルを制御する出力制御回路を備えると共に、前記第1のデジタル通信用光源は、入力信号に応じて利得を変化させるリミッタアンプを有することを特徴とする請求項8記載の光マイクロ波伝送装置。
  10.  請求項8または請求項9に記載の光マイクロ波伝送装置を用い、
     前記光合波器で合波された光信号の伝送経路を分岐させる光分配器と、
     前記光分配器で分岐された光信号を取得し、前記RF送信信号の周波数と前記第1のRFクロック信号の周波数の奇数倍の高調波との和周波数または差周波数の電気信号を第1の周波数の電気信号として変換する第1の受信信号変換部と、
     前記光分配器で分配された光信号を取得し、前記第2のRFクロック信号の周波数の奇数倍の高調波の電気信号を第2の周波数の電気信号として変換する第2の受信信号変換部と、
     前記第1の周波数の電気信号と前記第2の周波数の電気信号の差周波の電気信号を第3の周波数の電気信号として発生させるミキサとを備えた周波数変換装置。
  11.  伝送対象となる第1のRF信号を生成する第1のRF信号生成部と、
     前記第1のRF信号とは異なる周波数の第2のRF信号を生成する第2のRF信号生成部と、
     前記第1のRF信号と前記第2のRF信号を用いて第3のRF信号を生成する第3のRF信号生成部とを備え、
     前記第2のRF信号生成部は、前記第1のRF信号と前記第3のRF信号の位相を同期させるRF信号を生成することを特徴とする位相制御装置。
  12.  前記第2のRF信号生成部は、前記第2のRF信号として、前記第1のRF信号より信号レベルの高い信号を生成し、
     前記第3のRF信号生成部は、前記第1のRF信号と前記第2のRF信号とを合波して前記第3のRF信号を生成することを特徴とする請求項11記載の位相制御装置。
  13.  前記第3のRF信号生成部は、前記第1のRF信号と前記第2のRF信号とを合波した信号を光信号に変換するデジタル通信用光源を用いて構成され、
     前記第2のRF信号生成部は、前記デジタル通信用光源から出力された光信号を折り返した信号を用いて前記第2のRF信号を生成することを特徴とする請求項11または請求項12記載の位相制御装置。
  14.  前記第3のRF信号生成部は、前記第3のRF信号として、前記第2のRF信号の基本波と前記第1のRF信号の差周波数を持つ信号を生成することを特徴とする請求項11または請求項12記載の位相制御装置。
  15.  前記第3のRF信号生成部は、前記第1のRF信号と前記第2のRF信号とを合波した信号を光信号に変換するデジタル通信用光源を用いて構成され、かつ、前記第3のRF信号として、前記第2のRF信号の基本波と前記第1のRF信号の差周波数を持つ信号を生成し、
     前記第2のRF信号生成部は、前記デジタル通信用光源から出力された光信号を折り返した信号を用いて前記第2のRF信号を生成することを特徴とする請求項11または請求項12記載の位相制御装置。
  16.  前記第3のRF信号生成部は、前記第1のRF信号と前記第2のRF信号とを合波した信号を光信号に変換するデジタル通信用光源を用いて構成され、かつ、前記第3のRF信号として、前記第2のRF信号の(2n+1)倍波(nは任意の整数)と前記第1のRF信号の差周波数を持つ信号を生成することを特徴とする請求項11または請求項12記載の位相制御装置。
  17.  前記第3のRF信号生成部は、前記第1のRF信号と前記第2のRF信号とを合波した信号を光信号に変換するデジタル通信用光源を用いて構成され、かつ、前記第3のRF信号として、前記第2のRF信号の(2n+1)倍波(nは任意の整数)と前記第1のRF信号の差周波数を持つ信号を生成し、
     前記第2のRF信号生成部は、前記第2のRF信号として、前記第1のRF信号より信号レベルの高い信号を生成すると共に、前記デジタル通信用光源から出力された光信号を折り返した信号を用いて前記第2のRF信号を生成することを特徴とする請求項11または請求項12記載の位相制御装置。
  18.  前記第3のRF信号を抽出するための特定の周波数以外の周波数成分を阻止するRFフィルタのフィルタ特性を前記第2のRF信号の(2n+1)倍波(nは任意の整数)と前記第1のRF信号の差周波数を検出することで決定するフィルタ特性演算部を備え、
     前記第3のRF信号生成部は、前記第1のRF信号と前記第2のRF信号とを合波した信号を光信号に変換するデジタル通信用光源を用いて構成され、かつ、前記第3のRF信号として、前記第2のRF信号の(2n+1)倍波と前記第1のRF信号の差周波数を持つ信号を生成することを特徴とする請求項11または請求項12記載の位相制御装置。
  19.  前記第3のRF信号を抽出するための特定の周波数以外の周波数成分を阻止するRFフィルタのフィルタ特性を前記第2のRF信号の(2n+1)倍波(nは任意の整数)と前記第1のRF信号の差周波数を検出することで決定するフィルタ特性演算部を備え、
     前記第3のRF信号生成部は、前記第1のRF信号と前記第2のRF信号とを合波した信号を光信号に変換するデジタル通信用光源を用いて構成され、かつ、前記第3のRF信号として、前記第2のRF信号の(2n+1)倍波と前記第1のRF信号の差周波数を持つ信号を生成し、
     前記第2のRF信号生成部は、前記第2のRF信号として、前記第1のRF信号より信号レベルの高い信号を生成すると共に、前記デジタル通信用光源から出力された光信号を折り返した信号を用いて前記第2のRF信号を生成することを特徴とする請求項11または請求項12記載の位相制御装置。
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