(57)【要約】      （修正有）【課題】ミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号を光領域のフィルタリングで受信することができる無線信号受信システムを提供する。【解決手段】無線信号受信システム１において、受信されたミリ波帯又はテラヘルツ帯の無線信号を電気信号に変換する第１電気信号変換部４Ａ、第２電気信号変換部４Ｂと、第１電気信号変換部４Ａ、第２電気信号変換部４Ｂにて変換された電気信号を光信号に変換する第１光変換部６Ａ、第２光変換部６Ｂと、第１光変換部６Ａ、第２光変換部６Ｂにて変換した光信号を、受信アンテナ部２にて受信した無線信号の周波数帯域に等しい帯域に分離する第１光フィルタ７Ａ、第２光フィルタ７Ｂと、を有する。第１光変換部６Ａ、第２光変換部６Ｂには、第１電気信号変換部４Ａ、第２電気信号変換部４Ｂにて変換された電気信号を光信号に変換するにあたって、ヌルバイアス設定を用いる。【選択図】図１
2020102685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミリ波帯又はテラヘルツ帯の無線信号を受信する受信部と、
前記受信部にて受信された無線信号を電気信号に変換する電気信号変換部と、
前記電気信号変換部にて変換された電気信号を光信号に変換する光変換部と、
前記光変換部にて変換した光信号を、前記受信部にて受信した無線信号の周波数帯域に等しい帯域に分離する光フィルタ部と、を有し、
前記光変換部は、前記電気信号変換部にて変換された電気信号を光信号に変換するにあたって、ヌルバイアス設定を用いてなる無線信号受信システム。
【請求項２】
前記電気信号変換部は、前記受信部にて受信された無線信号と、局発信号との差分を取ることによって、前記受信部にて受信された無線信号の搬送波周波数を、中間周波数にダウンコンバートした電気信号に変換し、
前記ミリ波帯又はテラヘルツ帯の無線信号の周波数帯域をΔｆｔ０、前記中間周波数をｆＲＦとした際、
前記無線信号の周波数帯域は、Δｆｔ０≦２ｆＲＦの条件を満たすものである請求項１に記載の無線信号受信システム。
【請求項３】
前記受信部にて受信された無線信号を分岐する分岐部をさらに有し、
前記ミリ波帯又はテラヘルツ帯の無線信号は、少なくとも２チャネルのサブキャリア信号を有する分割多重信号であって、前記受信部にて受信され、
前記分岐部は、前記受信部にて受信された無線信号を分岐し、
前記電気信号変換部は、前記分岐部にて分岐された無線信号を、それぞれ異なる局発信号を用いて差分を取ることによって、前記分岐部にて分岐された無線信号の搬送波周波数を、中間周波数にダウンコンバートした電気信号に変換し、
前記光変換部は、前記電気信号変換部にて変換された電気信号を光信号に変換し、
前記光フィルタ部は、前記光変換部にて変換した光信号を、前記チャネル毎に分離してなる請求項１又は２に記載の無線信号受信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線信号受信システムに関し、特に、ミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号を光領域のフィルタリングで受信することができる無線信号受信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムの一つの変調方式として、半導体レーザを連続的に発光させて、この光を外部変調器でオン／オフする外部変調器方式が採用されている。外部変調器として最も一般的なものがマッハツェンダ型光変調器である。
【０００３】
上記のようなマッハツェンダ型光変調器は、温度変化または経時変化等により駆動信号に対する光出力特性が時間的にドリフトして、光出力のオン／オフレベルに符号間干渉が生じてしまうという問題があった。しかして、このような問題を解決してマッハツェンダ型光変調器の動作点を安定に制御するためには、駆動電圧に対する光出力特性において、曲線の変動に応じて、駆動信号によるバイアス電圧を変化させる動作点の制御が必要である。
【０００４】
このようなバイアス電圧を変化させる動作点の制御の好適なものとして、一般的に直交バイアスが使用されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−２０３７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号を光領域のフィルタリングで受信する際、光変調器にて直交バイアス設定を使用すると、ミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号を光領域のフィルタリングで受信することができないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑み、ミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号を光領域のフィルタリングで受信することができる無線信号受信システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記本発明の目的は、以下の手段によって達成される。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０００９】
請求項１に係る無線信号受信システムは、ミリ波帯又はテラヘルツ帯の無線信号を受信する受信部（受信アンテナ部２）と、
前記受信部（受信アンテナ部２）にて受信された無線信号を電気信号に変換する電気信号変換部（第１電気信号変換部４Ａ、第２電気信号変換部４Ｂ）と、
前記電気信号変換部（第１電気信号変換部４Ａ、第２電気信号変換部４Ｂ）にて変換された電気信号を光信号に変換する光変換部（第１光変換部６Ａ、第２光変換部６Ｂ）と、
前記光変換部（第１光変換部６Ａ、第２光変換部６Ｂ）にて変換した光信号を、前記受信部（受信アンテナ部２）にて受信した無線信号の周波数帯域に等しい帯域に分離する光フィルタ部（第１光フィルタ７Ａ、第２光フィルタ７Ｂ）と、を有し、
前記光変換部（第１光変換部６Ａ、第２光変換部６Ｂ）には、前記電気信号変換部（第１電気信号変換部４Ａ、第２電気信号変換部４Ｂ）にて変換された電気信号を光信号に変換するにあたって、ヌルバイアス設定を用いてなることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２に係る無線信号受信システムは、上記請求項１に記載の無線信号受信システムにおいて、前記電気信号変換部（第１電気信号変換部４Ａ、第２電気信号変換部４Ｂ）は、前記受信部（受信アンテナ部２）にて受信された無線信号と、局発信号との差分を取ることによって、前記受信部（受信アンテナ部２）にて受信された無線信号の搬送波周波数を、中間周波数にダウンコンバートした電気信号に変換し、
前記ミリ波帯又はテラヘルツ帯の無線信号の周波数帯域をΔｆｔ０、前記中間周波数をｆＲＦとした際、
前記無線信号の周波数帯域は、Δｆｔ０≦２ｆＲＦの条件を満たすものであることを特徴としている。
【００１１】
さらに、請求項３に係る無線信号受信システムは、上記請求項１又は２に記載の無線信号受信システムにおいて、前記受信部（受信アンテナ部２）にて受信された無線信号を分岐する分岐部（３）をさらに有し、
前記ミリ波帯又はテラヘルツ帯の無線信号は、少なくとも２チャネルのサブキャリア信号を有する分割多重信号であって、前記受信部（受信アンテナ部２）にて受信され、
前記分岐部（３）は、前記受信部（受信アンテナ部２）にて受信された無線信号を分岐し、
前記電気信号変換部（第１電気信号変換部４Ａ、第２電気信号変換部４Ｂ）は、前記分岐部（３）にて分岐された無線信号を、それぞれ異なる局発信号を用いて差分を取ることによって、前記分岐部（３）にて分岐された無線信号の搬送波周波数を、中間周波数にダウンコンバートした電気信号に変換し、
前記光変換部（第１光変換部６Ａ、第２光変換部６Ｂ）は、前記電気信号変換部（第１電気信号変換部４Ａ、第２電気信号変換部４Ｂ）にて変換された電気信号を光信号に変換し、
前記光フィルタ部（第１光フィルタ７Ａ、第２光フィルタ７Ｂ）は、前記光変換部（第１光変換部６Ａ、第２光変換部６Ｂ）にて変換した光信号を、前記チャネル毎に分離してなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、光変換部（第１光変換部６Ａ、第２光変換部６Ｂ）は、電気信号変換部（第１電気信号変換部４Ａ、第２電気信号変換部４Ｂ）にて変換された電気信号を光信号に変換するにあたって、ヌルバイアス設定を用いているから、ミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号を光領域のフィルタリングで受信することができる。
【００１４】
また、ヌルバイアス設定を用いるにあたっては、請求項２に係る発明に示すΔｆｔ０≦２ｆＲＦの条件を満たす際に用いられるのが好適である。
【００１５】
さらに、請求項３に係る発明によれば、少なくとも２チャネルのサブキャリア信号を有する分割多重信号である無線信号を受信部（受信アンテナ部２）にて受信し、受信した無線信号を分岐部（３）にて分岐し、それぞれ異なる局発信号を用いて差分を取ることによって、分岐部（３）にて分岐された無線信号の搬送波周波数を、電気信号変換部（第１電気信号変換部４Ａ、第２電気信号変換部４Ｂ）にて中間周波数にダウンコンバートした電気信号に変換し、電気信号変換部（第１電気信号変換部４Ａ、第２電気信号変換部４Ｂ）にて変換された電気信号を光変換部（第１光変換部６Ａ、第２光変換部６Ｂ）にて光信号に変換し、光変換部（第１光変換部６Ａ、第２光変換部６Ｂ）にて変換した光信号を、光フィルタ部（第１光フィルタ７Ａ、第２光フィルタ７Ｂ）を用いてチャネル毎に分離している。これにより、少なくとも２チャネルのサブキャリア信号を有する分割多重信号である無線信号であっても、受信することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る無線信号受信システムの一実施形態を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は、基地局や移動局等から送信されてくるミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号を示し、（ｂ−１）は、局発信号ｆＬ２を示し、（ｂ−２）は、局発信号ｆＬ１を示し、（ｃ−１）は、同実施形態に係る第１電気信号変換部にてダウンコンバートした中間周波数を示し、（ｃ−２）は、同実施形態に係る第２電気信号変換部にてダウンコンバートした中間周波数を示し、（ｄ−１）は、同実施形態に係る第１光フィルタにて分離した第２チャネルを示し、（ｄ−２）は、同実施形態に係る第２光フィルタにて分離した第１チャネルを示す図である。
【図３】同実施形態に係る第１光変調器、第２光変調器の概念ブロック図である。
【図４】第１種ベッセル関数の特性を示すグラフ図である。
【図５】（ａ）は、突起が存在する光信号のスペクトルを示し、（ｂ）は、符号間干渉（隣接パルス間の重なり）が発生している光信号のアイパターンを示し、（ｃ）は、符号間干渉（隣接パルス間の重なり）の発生が低減されている光信号のアイパターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る無線信号受信システムを、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明において、上下左右の方向を示す場合は、図示正面から見た場合の上下左右をいうものとする。
【００１８】
図１に示すように、無線信号受信システム１は、ミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号を受信可能な受信アンテナ部２と、受信アンテナ部２にて受信された無線信号を分岐する分岐部３と、分岐部３にて分岐された一方の無線信号を電気信号に変換する第１電気信号変換部４Ａと、分岐部３にて分岐された他方の無線信号を電気信号に変換する第２電気信号変換部４Ｂと、第１電気信号変換部４Ａにて変換された電気信号の電圧を増幅する第１線形増幅器５Ａと、第２電気信号変換部４Ｂにて変換された電気信号の電圧を増幅する第２線形増幅器５Ｂと、第１線形増幅器５Ａにて電圧が増幅された電気信号を光信号に変換する第１光変換部６Ａと、第２線形増幅器５Ｂにて電圧が増幅された電気信号を光信号に変換する第２光変換部６Ｂと、第１光変換部６Ａにて変換された光信号を分離する第１光フィルタ７Ａと、第２光変換部６Ｂにて変換された光信号を分離する第２光フィルタ７Ｂと、で構成されている。
【００１９】
ミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号は、図２（ａ）に示すように、ナイキストＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：波長分割多重）方式を用いたものである。より詳しく説明すると、ミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号は、図２（ａ）に示すように、搬送波周波数ｆＴ、各チャネルの周波数帯域Δｆ，総周波数帯域Δｆｔ０＝２Δｆからなるもので、複数のチャネルのサブキャリア信号（図２（ａ）では、第１チャネルＣＨ１，第２チャネルＣＨ２の２つのチャネルのサブキャリア信号を図示）を有するものである。そして、この複数のチャネルのサブキャリア信号の間隔は、Δfとなっている。
【００２０】
なお、上記無線信号のミリ波帯は、３０ＧＨｚ〜１００ＧＨｚ又は３００ＧＨｚの範囲をいい、テラヘルツ帯は、１００ＧＨｚ又は３００ＧＨｚ〜１０ＴＨｚの範囲をいうものである。また、広周波数帯域とは、２５ＧＨｚ以上をいうものである。
【００２１】
かくして、上記のようなミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号は、図示しない基地局や移動局等から送信され、図１に示す受信アンテナ部２にて受信されることとなる。そして、受信アンテナ部２にて受信されたミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号は、図１に示す分岐部３にて電圧が分配されて分岐されることとなる。そして、この分岐されたミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号の一方は、第１電気信号変換部４Ａにて電気信号に変換され、分岐されたミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号の他方は、第２電気信号変換部４Ｂにて電気信号に変換されることとなる。
【００２２】
第１電気信号変換部４Ａは、図１に示すように、第１局発信号発生器４Ａａと、第１逓倍器４Ａｂと、第１ミキサ４Ａｃとで構成されている。この第１局発信号発生器４Ａａは、局発信号を発生させるもので、この発生させた局発信号は、第１逓倍器４Ａｂにて逓倍され、もって、図２（ｂ−１）に示すように、ミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号の搬送波周波数ｆＴに近い局発信号ｆＬ２が生成されることとなる。具体的な値を例示すると、ミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号の搬送波周波数ｆＴが３００ＧＨｚ、周波数帯域Δｆが４０ＧＨｚとした場合、局発信号ｆＬ２は３５０ＧＨｚが生成されることとなる。
【００２３】
かくして、上記のように生成された局発信号ｆＬ２は、第１ミキサ４Ａｃによって、ミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号の搬送波周波数ｆＴとで差分が取られ、もって、図２（ｃ−１）に示すような、中間周波数｜ｆＴ-ｆＬ２｜にダウンコンバートした電気信号に変換されることとなる。具体的な値を例示すると、中間周波数｜ｆＴ-ｆＬ２｜は、５０ＧＨｚとなる。
【００２４】
一方、第２電気信号変換部４Ｂは、図１に示すように、第２局発信号発生器４Ｂａと、第２逓倍器４Ｂｂと、第２ミキサ４Ｂｃとで構成されている。この第２局発信号発生器４Ｂａは、局発信号を発生させるもので、この発生させた局発信号は、第２逓倍器４Ｂｂにて逓倍され、もって、図２（ｂ−２）に示すように、ミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号の搬送波周波数ｆＴに近い局発信号ｆＬ１が生成されることとなる。具体的な値を例示すると、ミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号の搬送波周波数ｆＴが３００ＧＨｚ、周波数帯域Δｆが４０ＧＨｚとした場合、局発信号ｆＬ１は２５０ＧＨｚが生成されることとなる。
【００２５】
かくして、上記のように生成された局発信号ｆＬ１は、第２ミキサ４Ｂｃによって、ミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号の搬送波周波数ｆＴとで差分が取られ、もって、図２（ｃ−２）に示すような、中間周波数｜ｆＴ-ｆＬ１｜にダウンコンバートした電気信号に変換されることとなる。なお、具体的な値を例示すると、中間周波数｜ｆＴ-ｆＬ１｜は、５０ＧＨｚとなる。
【００２６】
第１線形増幅器５Ａは、第１電気信号変換部４Ａにてダウンコンバートした中間周波数｜ｆＴ-ｆＬ２｜の電圧を増幅させるもので、第２線形増幅器５Ｂは、第２電気信号変換部４Ｂにてダウンコンバートした中間周波数｜ｆＴ-ｆＬ１｜の電圧を増幅させるものである。なお、この第１線形増幅器５Ａ，第２線形増幅器５Ｂは、中間周波数の電圧を増幅させる必要がなければ不要である。
【００２７】
第１光変換部６Ａは、第１線形増幅器５Ａにて電圧が増幅された中間周波数｜ｆＴ-ｆＬ２｜の電気信号を光信号に変換するものである。具体的に説明すると、第１光変換部６Ａは、図１に示すように、第１半導体レーザ６Ａａと、第１光変調器６Ａｂとで構成されている。この第１半導体レーザ６Ａａにて光が出力され、第１半導体レーザ６Ａａにて出力された光は、第１線形増幅器５Ａにて電圧が増幅された中間周波数｜ｆＴ-ｆＬ２｜の電気信号に応じて第１光変調器６Ａｂにて変調されることとなる。これにより、第１線形増幅器５Ａにて電圧が増幅された中間周波数｜ｆＴ-ｆＬ２｜の電気信号は、光信号に変換されることとなる。
【００２８】
一方、第２光変換部６Ｂは、第２線形増幅器５Ｂにて電圧が増幅された中間周波数｜ｆＴ-ｆＬ１｜の電気信号を光信号に変換するものである。具体的に説明すると、第２光変換部６Ｂは、図１に示すように、第２半導体レーザ６Ｂａと、第２光変調器６Ｂｂとで構成されている。この第２半導体レーザ６Ｂａにて光が出力され、第２半導体レーザ６Ｂａにて出力された光は、第２線形増幅器５Ｂにて電圧が増幅された中間周波数｜ｆＴ-ｆＬ１｜の電気信号に応じて第２光変調器６Ｂｂにて変調されることとなる。これにより、第２線形増幅器５Ｂにて電圧が増幅された中間周波数｜ｆＴ-ｆＬ１｜の電気信号は、光信号に変換されることとなる。
【００２９】
第１光フィルタ７Ａは、光領域のフィルタリングを行い、第１光変換部６Ａにて変換された光信号を分離するものである。これにより、図２（ｄ−１）に示すように、第２チャネルＣＨ２が分離されることとなる。
【００３０】
一方、第２光フィルタ７Ｂは、光領域のフィルタリングを行い、第２光変換部６Ｂにて変換された光信号を分離するものである。これにより、図２（ｄ−２）に示すように、第１チャネルＣＨ１が分離されることとなる。
【００３１】
しかして、上記のようなナイキストＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：波長分割多重）方式を用いた複数のチャネルのサブキャリア信号を有するミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号を受信するにあたっては、第１電気信号変換部４Ａ又は第２電気信号変換部４Ｂにて、中間周波数にダウンコンバートした上で受信されることとなる。
【００３２】
しかしながら、第１ミキサ４Ａｃ又は第２ミキサ４Ｂｃの帯域制限によって、高周波ほど振幅が劣化する。そのため、図２（ａ）に示す第１チャネルＣＨ１，第２チャネルＣＨ２のうち、高周波である第２チャネルＣＨ２の振幅が劣化し、第２チャネルＣＨ２の分離処理が困難となる。これにより、第１チャネルＣＨ１しか受信できないという問題が生じる。
【００３３】
そこで、本実施形態においては、上記のようなナイキストＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：波長分割多重）方式を用いた複数のチャネルのサブキャリア信号を有するミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号を受信するにあたって、分岐部３にて分岐し、分岐部３にて分岐された無線信号を、それぞれ異なる局発信号を用いて差分を取ることによって、分岐部３にて分岐された無線信号の搬送波周波数を、中間周波数にダウンコンバートするようにしている。
【００３４】
しかして、このようにすれば、第１電気信号変換部４Ａにて、図２（ｃ−１）に示すような、中間周波数｜ｆＴ-ｆＬ２｜の電気信号にダウンコンバートした際、高周波である第１チャネルＣＨ１の振幅が劣化するものの、振幅が劣化していない第２チャネルＣＨ２を、第１光フィルタ７Ａを用いて分離することが可能となる。そして、第２電気信号変換部４Ｂにて、図２（ｃ−２）に示すような、中間周波数｜ｆＴ-ｆＬ１｜の電気信号にダウンコンバートした際、高周波である第２チャネルＣＨ２の振幅が劣化するものの、振幅が劣化していない第１チャネルＣＨ１を、第２光フィルタ７Ｂを用いて分離することが可能となる。これにより、図２（ａ）に示す第１チャネルＣＨ１，第２チャネルＣＨ２を共に受信することが可能となる。また、第１光フィルタ７Ａ，第２光フィルタ７Ｂを用いることにより、様々な形状を良好な特性（高周波側の特性劣化がない）で得られるため、光処理を導入することでより良いチャネル分離が可能となる。さらに、光処理を導入することで、複雑な受信信号処理を行う電子回路を無くすことができるため、消費電力を削減することができる。
【００３５】
ところで、ミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号を受信するにあたっては、第１光変調器６Ａｂ及び第２光変調器６Ｂｂにてヌルバイアス設定を使用する必要がある。この点、以下、詳述する。
【００３６】
第１光変調器６Ａｂ及び第２光変調器６Ｂｂは、図３に示すように、入力側の光導波路６０に入射した光を２つの光導波路（アーム）６１ａ，６１ｂに１：１の強度で分岐し、分岐した光を一定の長さ伝播させた後に、再度合波させて、出力側の光導波路６２から出力するものである。そして、２つに分岐された光導波路（アーム）６１ａ，６１ｂには、それぞれ、位相変調部６１ａ１，６１ｂ１が設けられている。
【００３７】
ここで、入射した光の電界をＥｉｎ、出力した光の電界をＥｏｕｔ、変調器駆動ＲＦ信号をφ（ｔ）とすると、以下の数式１，２が成り立つこととなる。
【００３８】
【数１】
2020102685.tif 000003
【００３９】
【数２】
2020102685.tif 000004
【００４０】
ここで、φ（ｔ）を以下の数式３に示すように定義する。
【００４１】
【数３】
2020102685.tif 000005
【００４２】
上記のように定義した数式３を数式２に代入すると、以下の数式４が成り立つこととなる。
【００４３】
【数４】
2020102685.tif 000006
【００４４】
そして、上記数式４の実部は、以下の数式５で表すことができる。
【００４５】
【数５】
2020102685.tif 000007
【００４６】
ここで、変調器駆動バイアスの設定として、ヌルバイアス設定を使用した場合、φ０＝πとなるから、以下の数式６が成り立つこととなる。
【００４７】
【数６】
2020102685.tif 000008
【００４８】
そして、この数式６から、ｆ＝ｆ０±ｆＲＦ，ｆ０±３ｆＲＦ，ｆ０±５ｆＲＦ，・・・・の測帯波に信号が発生することが分かる。すなわち、隣接チャネル周波数間隔は、２ｆＲＦである。
【００４９】
ここで、第１種ｋ次ベッセル関数は、図４に示す特性がある。この図４に示すグラフの縦軸Ｊｎは、光電界出力に対応しており、横軸ｚは電圧に対応しているものである。これにより、ｆ＝ｆ０±ｆＲＦでのＪ１の振幅特性から、ミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号の総周波数帯域Δｆｔｏが２ｆＲＦ以下（Δｆｔｏ≦２ｆＲＦ）であれば、中間周波数信号を光信号にスペクトルの重なりなく、線形変換可能であることが分かる。特に、ｄ（ｔ）の振幅が１．７４ｒａｄ以下であれば、誤差１０％以内で線形変換可能である。
【００５０】
一方、変調器駆動バイアスの設定として、直交バイアス設定を使用した場合、φ０＝-π／２となるから、以下の数式７が成り立つこととなる。
【００５１】
【数７】
2020102685.tif 000009
【００５２】
そして、この数式７から、ｆ＝ｆ０，ｆ０±ｆＲＦ，ｆ０±２ｆＲＦ，・・・・の搬送波、あるいは、測帯波に信号が発生することが分かる。すなわち、隣接チャネル周波数間隔は、ｆＲＦである。
【００５３】
ここで、ｆ＝ｆ０±ｆＲＦでのＪ１の振幅特性（図４参照）から、ミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号の総周波数帯域ΔｆｔｏがｆＲＦ以下（Δｆｔｏ≦ｆＲＦ）であれば、中間周波数信号を光信号にスペクトルの重なりなく、線形変換可能であることが分かる。ただし、ｆ＝ｆ０の搬送波に信号パワーが集中するため、ｆ＝ｆ０±ｆＲＦの測帯波での信号強度は弱くなるという欠点がある。
【００５４】
かくして、ミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号は、総周波数帯域Δｆｔｏ（例えば、８０ＧＨｚ）が中間周波数ｆＲＦ（例えば、５０ＧＨｚ）よりも大きい信号であるから、第１光変調器６Ａｂ及び第２光変調器６Ｂｂにて直交バイアス設定を使用すると、上述したように、中間周波数信号を光信号に、スペクトルの重なりなく線形変換できないこととなる。それゆえ、ミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号を光領域のフィルタリングで受信することができないという問題が生じる。
【００５５】
そこで、本実施形態においては、ミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号を受信するにあたって、第１光変調器６Ａｂ及び第２光変調器６Ｂｂにてヌルバイアス設定を使用するようにしている。しかるに、ヌルバイアス設定を使用するようにすれば、総周波数帯域Δｆｔｏ（例えば、８０ＧＨｚ）が中間周波数ｆＲＦ（例えば、５０ＧＨｚ）よりも大きい信号であっても、中間周波数信号を光信号に、スペクトルの重なりなく線形変換できることとなる。特に、ヌルバイアス設定を使用するにあたっては、ミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号の総周波数帯域Δｆｔｏが、Δｆｔｏ≦２ｆＲＦの条件を満たす場合に好適で、さらに好適には、ｆＲＦ＜Δｆｔｏ≦２ｆＲＦの条件を満たす場合である。
【００５６】
しかして、本実施形態によれば、ミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号を光領域のフィルタリングで受信することができることとなる。
【００５７】
なお、本実施形態にて例示した内容は、あくまで一例であり、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において種々の変形・変更が可能である。例えば、本実施形態においては、ミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号として、複数のチャネルのサブキャリア信号を有するものを例示したが、それに限らず、１チャネルのサブキャリア信号のみを有するものでも良い。なお、この際、分岐部３は不要となる。
【００５８】
また、本実施形態において示した第１光フィルタ７Ａ，第２光フィルタ７Ｂとしては、どのような光フィルタでも良いが、矩形フィルタなどの通常の光フィルタを使用すると、図５（ａ）に示すように、スペクトルの突起Ｐ１が存在する光信号を分離する可能性がある。この場合、図５（ｂ）に示すように、符号間干渉（隣接パルス間の重なり）が発生し、光信号が劣化することとなる。なお、図５に示す信号は、４０Ｇｂｉｔ／ｓの２値変調信号である。
【００５９】
それゆえ、第１光フィルタ７Ａ，第２光フィルタ７Ｂとしては、グレーティング＋ＬＣｏＳ（Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）型光フィルタ、又は、矩形光フィルタに結合率可変非対称マッハツェンダ干渉計型光フィルタを組み合わせた構成を用いて、スペクトルの突起Ｐ１を除去し、図５（ａ）に示す破線Ｐ２に示すように、スペクトルの上部を平らにするのが好ましい。このようにすれば、図５（ｃ）に示すように、符号間干渉（隣接パルス間の重なり）を低減させることができ、もって、光信号の劣化を低減することができるため、良好な光信号を分離することが可能となる。
【００６０】
また、本実施形態においては、第１光変換部６Ａ、第２光変換部６Ｂにそれぞれ、第１半導体レーザ６Ａａ、第２半導体レーザ６Ｂａを設ける例を示したが、それに限らず、１つの半導体レーザを用いて、その半導体レーザより出力された光を分岐させて、第１光変調器６Ａｂ、第２光変調器６Ｂｂにそれぞれ入射させて変調するようにしても良い。
【００６１】
一方、第１光変換部６Ａ、第２光変換部６Ｂにそれぞれ、第１半導体レーザ６Ａａ、第２半導体レーザ６Ｂａを設けた場合、受信したミリ波帯又はテラヘルツ帯の広周波数帯域の無線信号を、別の場所に送信するような場合に好適である。すなわち、第１半導体レーザ６Ａａ、第２半導体レーザ６Ｂａからそれぞれ波長の異なる光を出力し、第１光フィルタ７Ａにて、光領域のフィルタリングを行い、図２（ｄ−１）に示すような第２チャネルＣＨ２を分離し、第２光フィルタ７Ｂにて、光領域のフィルタリングを行い、図２（ｄ−２）に示すような第１チャネルＣＨ１を分離する。そして、その分離した第１チャネルＣＨ１及び第２チャネルＣＨ２を組み合わせ、別の場所に送信するというものである。
【符号の説明】
【００６２】
１                  無線信号受信システム
２                  受信アンテナ（受信部）
３                  分岐部
４Ａ                第１電気信号変換部（電気信号変換部）
４Ｂ                第２電気信号変換部（電気信号変換部）
６Ａ                第１光変換部（光変換部）
６Ａｂ              第１光変調器
６Ｂ                第２光変換部（光変換部）
６Ｂｂ              第２光変調器
７Ａ                第１光フィルタ
７Ｂ                第２光フィルタ
【図１】
2020102685.tif 000010
【図２】
2020102685.tif 000011
【図３】
2020102685.tif 000012
【図４】
2020102685.tif 000013
【図５】
2020102685.tif 000014