(57)【要約】【課題】測定期間外における無駄な電力の消費を低減すること。【解決手段】電界計測装置１は、アンテナ１０と、ヘッド部２０と、コントローラ部４０とを備え、コントローラ部４０では、第１光源４１が連続光Ｌ１を出力し、制御回路４２が、測定の開始及び終了の指示に応じてオンオフ制御信号を含む駆動信号Ｓｄを出力し、第２光源４３が駆動信号Ｓｄに基づいて信号光Ｌ３を出力し、ヘッド部２０では、光変調器２２が、アンプ２１によって増幅された検出信号Ｓａに応じて連続光Ｌ１を変調して、変調光Ｌ２を出力し、光電変換器２５が、信号光Ｌ３を制御信号Ｓｐｄに変換し、信号出力回路２６が、制御信号Ｓｐｄに基づいてオンオフ信号Ｓｃをスイッチ２７に出力し、スイッチ２７が、オンオフ信号Ｓｃに応じてバッテリー２８からアンプ２１への電力の供給と遮断とを切り替える。【選択図】図１
2014194402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を受信し、前記電磁波の電界強度に応じた検出信号を出力するアンテナと、
前記検出信号に基づいて変調光を出力するヘッド部と、
前記変調光に基づいて、前記電磁波の電界強度を示す測定信号を出力するコントローラ部と、
を備え、
前記コントローラ部は、
連続光を出力する第１光源と、
信号光を出力する第２光源と、
前記第２光源を駆動するための駆動信号を出力する制御回路と、
を備え、
前記ヘッド部は、
前記検出信号を増幅する増幅器と、
前記増幅器によって増幅された前記検出信号に応じて前記連続光を変調し、前記変調光を出力する光変調器と、
前記増幅器に電力を供給するバッテリーと、
前記信号光を電気信号である制御信号に変換する光電変換器と、
オンオフ信号に応じて前記バッテリーから前記増幅器への電力の供給と遮断とを切り替えるスイッチと、
前記光電変換器によって変換された前記制御信号に基づいて、所定の信号を出力する信号出力回路と、
を備え、
前記制御回路は、前記オンオフ信号を前記信号出力回路に出力させるために、測定の開始及び終了の指示に応じてオンオフ制御信号を生成し、前記オンオフ制御信号を含む信号を前記駆動信号として出力し、
前記信号出力回路は、前記制御信号に基づいて前記オンオフ信号を抽出し、抽出した前記オンオフ信号を前記スイッチに出力することを特徴とする電界計測装置。
【請求項２】
前記コントローラ部は、前記変調光を受光する受光部をさらに備え、
前記制御回路は、前記光変調器の動作点を調整するためのバイアス信号を前記信号出力回路に出力させるために、前記受光部によって受光された前記変調光の光強度に基づいてバイアス制御信号を生成し、前記オンオフ制御信号と前記バイアス制御信号とを重畳した重畳信号を前記駆動信号として出力し、
前記信号出力回路は、前記制御信号に基づいて前記バイアス信号を抽出し、抽出した前記バイアス信号を前記光変調器に出力することを特徴とする請求項１に記載の電界計測装置。
【請求項３】
前記ヘッド部と前記コントローラ部との間に設けられた光ファイバをさらに備え、
前記ヘッド部は、第１光合分波器をさらに備え、
前記コントローラ部は、第２光合分波器をさらに備え、
前記第２光合分波器は、前記第２光源から入力する前記信号光を前記光ファイバに出力し、
前記第１光合分波器は、前記光変調器から入力する前記変調光を前記光ファイバに出力し、前記光ファイバから入力する前記信号光を前記光電変換器に出力することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電界計測装置。
【請求項４】
前記バッテリーは、さらに前記信号出力回路に電力を供給し、
前記スイッチは、さらに前記バッテリーから前記信号出力回路への電力の供給と遮断とを切り替えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電界計測装置。
【請求項５】
前記制御回路は、測定が行われない期間を検出し、前記期間の検出に応じて、前記スイッチをオフにするための前記オンオフ制御信号を生成することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の電界計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電界計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電波暗室に設置された被測定装置から放射される微弱な電磁波を測定するための電界計測装置がある。この電界計測装置では、電波暗室にアンテナ及びセンサヘッドが設置され、測定室にコントローラ及び測定器が設置され、センサヘッドとコントローラとが光ファイバによって接続されている。
【０００３】
ところで、センサヘッドは、電磁波を増幅するためのアンプ、及び、光変調器のバイアス制御回路を備えており、これらの回路は電力が供給されることによって動作する。例えば、特許文献１及び特許文献２には、センサヘッドに設けられたバッテリーによってアンプ及びバイアス制御回路に電力の供給を行う構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２０７９４２号公報
【特許文献２】特開２００２−３４０９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の構成では、測定室において測定を開始する前にセンサヘッドに電力を供給しておき、測定終了後にセンサヘッドへの電力の供給を停止する必要がある。また、電波暗室と測定室とは、被測定装置から放射される電磁波によって計測に障害が生じない程度に離れている。このため、実際の測定に要する時間よりもセンサヘッドへの電力の供給時間は長くなり、無駄な電力を消費することになる。
【０００６】
そこで本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、測定期間外における無駄な電力の消費を低減可能な構造を有する電界計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の一側面に係る電界計測装置は、電磁波を受信し、電磁波の電界強度に応じた検出信号を出力するアンテナと、検出信号に基づいて変調光を出力するヘッド部と、変調光に基づいて、電磁波の電界強度を示す測定信号を出力するコントローラ部と、を備える。コントローラ部は、連続光を出力する第１光源と、信号光を出力する第２光源と、第２光源を駆動するための駆動信号を出力する制御回路と、を備える。ヘッド部は、検出信号を増幅する増幅器と、増幅器によって増幅された検出信号に応じて連続光を変調し、変調光を出力する光変調器と、増幅器に電力を供給するバッテリーと、信号光を電気信号である制御信号に変換する光電変換器と、オンオフ信号に応じてバッテリーから増幅器への電力の供給と遮断とを切り替えるスイッチと、光電変換器によって変換された制御信号に基づいて、所定の信号を出力する信号出力回路と、を備える。制御回路は、オンオフ信号を信号出力回路に出力させるために、測定の開始及び終了の指示に応じてオンオフ制御信号を生成し、オンオフ制御信号を含む信号を駆動信号として出力し、信号出力回路は、制御信号に基づいてオンオフ信号を抽出し、抽出したオンオフ信号をスイッチに出力する。
【０００８】
このような電界計測装置では、バッテリーから増幅器への電力の供給と遮断とを切り替えるスイッチが設けられている。また、コントローラ部において、測定の開始及び終了の指示に応じてオンオフ制御信号が生成され、オンオフ制御信号を含む信号が駆動信号として第２光源に出力されることによって、信号光がヘッド部に出力される。そして、ヘッド部では、信号光が制御信号に変換され、制御信号から抽出されたオンオフ信号がスイッチに出力される。このため、コントローラ部における測定の開始及び終了の指示に応じて、スイッチのオンオフを切り替えることができる。したがって、ヘッド部とコントローラ部とが離れて設置されている場合であっても、実際に電磁波を測定していない期間における増幅器への電力の供給を抑制することができ、測定期間外における無駄な電力の消費を低減することが可能となる。
【０００９】
コントローラ部は、変調光を受光する受光部をさらに備えてもよい。制御回路は、光変調器の動作点を調整するためのバイアス信号を、信号出力回路に出力させるために、受光部によって受光された変調光の光強度に基づいてバイアス制御信号を生成し、オンオフ制御信号とバイアス制御信号とを重畳した重畳信号を駆動信号として出力してもよい。信号出力回路は、制御信号に基づいてバイアス信号を抽出し、抽出したバイアス信号を光変調器に出力してもよい。この場合、オンオフ制御信号とバイアス制御信号とを重畳することによって、配線の増加を抑えながら、スイッチのオンオフを切り替えと光変調器の動作点の調整とをコントローラ部から行うことができる。
【００１０】
電界計測装置は、ヘッド部とコントローラ部との間に設けられた光ファイバをさらに備えてもよい。ヘッド部は、第１光合分波器をさらに備えてもよく、コントローラ部は、第２光合分波器をさらに備えてもよい。第２光合分波器は、第２光源から出力される信号光を入力し、信号光を光ファイバに出力してもよい。第１光合分波器は、光変調器から出力される変調光を入力し、変調光を光ファイバに出力するとともに、光ファイバから出力される信号光を入力し、信号光を光電変換器に出力してもよい。この場合、ヘッド部とコントローラ部との間に設けられた光ファイバによって変調光及び信号光を伝送することができ、ヘッド部とコントローラ部との間の配線の増加を抑えることが可能となる。
【００１１】
バッテリーは、さらに信号出力回路に電力を供給してもよい。スイッチは、さらにバッテリーから信号出力回路への電力の供給と遮断とを切り替えてもよい。この場合、実際に電磁波を測定していない期間における信号出力回路への電力の供給をも抑制することができ、測定期間外における無駄な電力の消費をさらに低減することが可能となる。
【００１２】
制御回路は、測定が行われない期間を検出し、期間の検出に応じて、スイッチをオフにするためのオンオフ制御信号を生成してもよい。この場合、測定の終了の指示がなくても、測定が行われていない期間が検出されると、スイッチをオフすることができる。このため、実際に電磁波を測定していない期間における増幅器への電力の供給をさらに抑制することができ、測定期間外における無駄な電力の消費をさらに低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、測定期間外における無駄な電力の消費を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態に係る電界計測装置を概略的に示す図である。
【図２】（ａ）はオンオフ制御信号の一例を示す図、（ｂ）はバイアス制御信号の一例を示す図、（ｃ）は重畳信号の一例を示す図である。
【図３】図１の信号出力回路の一例を示す図である。
【図４】（ａ）はオンオフ制御信号の他の例を示す図、（ｂ）はバイアス制御信号の他の例を示す図、（ｃ）は重畳信号の他の例を示す図である。
【図５】図１の信号出力回路の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
図１は、本実施形態に係る電界計測装置を概略的に示す図である。図１に示されるように、電界計測装置１は、被測定装置（不図示）から放射される電磁波を測定するための装置であって、アンテナ１０と、ヘッド部２０と、コントローラ部４０と、測定器６０と、光ファイバＦ１と、光ファイバＦ２と、を備え得る。アンテナ１０及びヘッド部２０は電波暗室２に配置され、コントローラ部４０及び測定器６０は測定室３に配置される。また、被測定装置は電波暗室２に設置される。
【００１７】
電波暗室２は、被測定装置から放射される電磁波を検出するためのエリアであって、例えば外部からの電磁波が遮断された空間である。本実施形態ではアンテナの設置場所が電波暗室の例で説明するが、これに限定されない。電波暗室２は、オープンサイトなどであってもよい。測定室３は、電波暗室２において検出された電磁波を計測するためのエリアであって、被測定装置から放射される電磁波によって計測に障害が生じないエリアである。測定室３は、例えば電波暗室２の外部、被測定装置から十分離れた場所、または、被測定装置から放射される電磁波の漏出を遮断した空間などである。
【００１８】
アンテナ１０は、被測定装置から放射される電磁波を受信する。アンテナ１０は、受信した電磁波の電界強度に応じた電気信号である検出信号Ｓａをヘッド部２０に出力する。
【００１９】
ヘッド部２０は、アンプ２１（増幅器）と、光変調器２２と、バイアス制御回路２３と、光合分波器２４（第１光合分波器）と、光電変換器２５と、信号出力回路２６と、スイッチ２７と、バッテリー２８と、を備え得る。
【００２０】
アンプ２１は、アンテナ１０から出力される検出信号Ｓａを増幅する回路であって、バッテリー２８から電力供給を受けて駆動する。アンプ２１は、増幅した検出信号Ｓａを変調信号Ｓｍｄとして光変調器２２に出力する。
【００２１】
光変調器２２は、アンプ２１によって出力される変調信号Ｓｍｄを光信号に変換するデバイスであって、例えばマッハツェンダ型の光変調器である。光変調器２２は、例えばニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）などの電気光学効果を奏する誘電体材料から構成されている。光変調器２２は、光ファイバＦ１を介してコントローラ部４０から出力される連続光Ｌ１を入力する。また、光変調器２２は、アンプ２１によって出力される変調信号Ｓｍｄで連続光Ｌ１を変調し、変調した光である変調光Ｌ２を光合分波器２４及び光ファイバＦ２を介してコントローラ部４０に出力する。この変調光Ｌ２は、変調信号Ｓｍｄを変換した光変調信号光である。
【００２２】
また、光変調器２２には、バイアス制御回路２３によって出力されるバイアス電圧Ｖｂが印加され、バイアス電圧Ｖｂによって光変調器２２の動作点（バイアス点）が定められる。なお、本実施形態では、光変調器２２はＸカットの基板を有するが、これに限定されない。光変調器２２は、例えばＺカットの基板を有してもよい。
【００２３】
バイアス制御回路２３は、信号出力回路２６によって出力されるバイアス信号Ｓｂを受信し、バイアス信号Ｓｂに応じたバイアス電圧Ｖｂを光変調器２２に出力する。
【００２４】
光合分波器２４は、互いに異なる波長を有する複数の光を合波し、または合波された光を互いに異なる波長を有する複数の光に分波する光学素子であって、例えばＷＤＭ（Wavelength  Division  Multiplexing）カプラである。光合分波器２４は、光変調器２２から出力される変調光Ｌ２を入力して、変調光Ｌ２を光ファイバＦ２に出力し、光ファイバＦ２から出力される信号光Ｌ３を入力して、信号光Ｌ３を光電変換器２５に出力する。
【００２５】
光電変換器２５は、光信号を電気信号に変換するためのデバイスであって、例えばフォトダイオードである。光電変換器２５は、光合分波器２４によって出力される信号光Ｌ３を電気信号である制御信号Ｓｐｄに変換し、制御信号Ｓｐｄを信号出力回路２６に出力する。この光電変換器２５によって出力される制御信号Ｓｐｄの電圧値は、例えば０〜２５Ｖ程度の値を取り得る。
【００２６】
信号出力回路２６は、光電変換器２５によって出力される制御信号Ｓｐｄからバイアス信号Ｓｂとオンオフ信号Ｓｃとを抽出する。信号出力回路２６は、バイアス信号Ｓｂをバイアス制御回路２３に出力し、オンオフ信号Ｓｃをスイッチ２７に出力する。この信号出力回路２６の詳細については、後述する。
【００２７】
スイッチ２７は、アンプ２１とバッテリー２８との間に設けられ、バッテリー２８からアンプ２１への電力の供給及び遮断を切り替える。スイッチ２７は、信号出力回路２６によって出力されるオンオフ信号Ｓｃに基づいて、オン状態とオフ状態とを切り替える。具体的には、スイッチ２７は、オンオフ信号Ｓｃがオンを示す場合にオン状態となり、バッテリー２８からの電力をアンプ２１に供給する。また、スイッチ２７は、オンオフ信号Ｓｃがオフを示す場合にオフ状態となり、バッテリー２８からアンプ２１への電力の供給を停止する。
【００２８】
バッテリー２８は、ＤＣ電源であって、アンプ２１、バイアス制御回路２３及び信号出力回路２６のそれぞれに電力を供給する。
【００２９】
コントローラ部４０は、第１光源４１と、制御回路４２と、第２光源４３と、光合分波器４４（第２光合分波器）と、光分岐器４５と、第１光受信部４６と、アンプ４７と、第２光受信部４８（受光部）と、電源スイッチ４９と、を備え得る。
【００３０】
第１光源４１は、連続光Ｌ１を出力する光源であって、例えばレーザダイオードである。連続光Ｌ１は、一定のレベルの連続光であって、第１波長を有する。第１波長は例えば１．５５μｍである。第１光源４１は、光ファイバＦ１を介して、ヘッド部２０の光変調器２２に連続光Ｌ１を出力する。
【００３１】
制御回路４２は、光変調器２２の動作点を制御（バイアス制御）するとともに、スイッチ２７のオンオフの切替を制御する回路である。この例では、制御回路４２は、コントローラ部４０が起動してからコントローラ部４０が停止するまでの間、光変調器２２のバイアス制御を連続的に行っている。制御回路４２は、バイアス制御回路２３を制御するためのバイアス制御信号を生成する。制御回路４２は、第２光受信部４８によって検出される光強度の平均値が一定の値となるように、バイアス制御信号の電圧値を調整する。
【００３２】
制御回路４２は、信号出力回路２６にオンオフ信号Ｓｃを出力させるためのオンオフ制御信号を生成する。制御回路４２は、例えば外部から測定の開始を指示する測定指示信号を受信すると、スイッチ２７をオン状態に切り替えるためのオンオフ信号Ｓｃを信号出力回路２６に出力させるために、オンオフ制御信号を立ち上げる。また、制御回路４２は、外部から測定の終了を指示する測定指示信号を受信すると、スイッチ２７をオフ状態に切り替えるためのオンオフ信号Ｓｃを信号出力回路２６に出力させるために、オンオフ制御信号を立ち下げる。オンオフ制御信号は、電源スイッチ４９がオフ状態のとき、スイッチ２７をオフ状態とするための信号状態（ローレベル）となる。
【００３３】
そして、制御回路４２は、バイアス制御信号とオンオフ制御信号とを重畳した重畳信号を生成し、重畳信号を駆動信号Ｓｄとして第２光源４３に出力する。また、制御回路４２は、第１光源４１を駆動する。
【００３４】
図２の（ａ）はオンオフ制御信号の一例を示す図、図２の（ｂ）はバイアス制御信号の一例を示す図、図２の（ｃ）は重畳信号の一例を示す図である。図２の（ａ）に示されるように、オンオフ制御信号は、測定の開始を指示する測定指示信号を制御回路４２が受信したタイミングｔｏｎで立ち上がる。オンオフ制御信号は、測定期間中は基準電位Ｖｒｅｆを維持する。オンオフ制御信号は、測定の終了を指示する測定指示信号を制御回路４２が受信したタイミングｔｏｆｆで立ち下がる。また、オンオフ制御信号は、測定が行われていない期間ではローレベル（例えば０Ｖ）を維持している。基準電位Ｖｒｅｆは、バイアス制御信号の最大電圧値よりも高い電圧値に設定されており、例えば１３Ｖ程度である。
【００３５】
図２の（ｂ）に示されるように、バイアス制御信号は、コントローラ部４０が起動してからコントローラ部４０が停止するまでの間、連続的に出力されている。このバイアス制御信号の電圧値は、第２光受信部４８によって検出される光強度が一定値となるように調整される。バイアス制御信号の電圧値は、例えば最適動作点を検出するための初期動作設定時には電圧値をスキャンして検出するため０〜１２Ｖ程度の値を取り得る。また、バイアス制御信号の電圧値は、動作点が設定され、バイアス制御が開始されると、例えば３Ｖ程度の変動幅に収まり得る。図２の（ｃ）に示されるように、重畳信号は、オンオフ制御信号とバイアス制御信号とが重畳された信号である。
【００３６】
図１に戻って、電界計測装置１の説明を続ける。第２光源４３は、信号光Ｌ３を出力する光源であって、例えば発光ダイオード（Light  Emitting  Diode：ＬＥＤ）である。信号光Ｌ３は、連続光Ｌ１の第１波長と異なる波長の第２波長を有する。第２波長は例えば１．３１μｍである。第２光源４３は、制御回路４２によって出力される駆動信号Ｓｄに応じて信号光Ｌ３を生成し、光合分波器４４及び光ファイバＦ２を介して信号光Ｌ３をヘッド部２０に出力する。なお、変調光Ｌ２への影響を少なくするため、信号光Ｌ３の光強度は、変調光Ｌ２の光強度の１００分の１程度に設定されている。
【００３７】
光合分波器４４は、互いに異なる波長を有する複数の光を合波したり、または合波された光を互いに異なる波長を有する複数の光に分波する光学素子であって、例えばＷＤＭカプラである。光合分波器４４は、第２光源４３によって出力される信号光Ｌ３を入力して、信号光Ｌ３を光ファイバＦ２に出力し、光ファイバＦ２から出力される変調光Ｌ２を入力して、変調光Ｌ２を光分岐器４５に出力する。
【００３８】
光分岐器４５は、所定の波長の光を一定の比率で分岐するデバイスであって、例えば分岐カプラである。光分岐器４５は、光合分波器４４によって出力される変調光Ｌ２を入力し、変調光Ｌ２を信号光Ｌ２１と信号光Ｌ２２とに分岐する。また、光分岐器４５は、信号光Ｌ２１を第１光受信部４６に出力し、信号光Ｌ２２を第２光受信部４８に出力する。
【００３９】
第１光受信部４６は、例えばフォトダイオードであり、光分岐器４５によって出力される信号光Ｌ２１に含まれる光信号を電気信号に変換し、変換した電気信号を測定信号Ｓｍとしてアンプ４７に出力する。アンプ４７は、第１光受信部４６によって出力される測定信号Ｓｍを増幅し、増幅した測定信号Ｓｍを測定信号Ｓｍｘとして測定器６０に出力する。
【００４０】
第２光受信部４８は、光信号を電気信号に変換するためのデバイスであって、例えばフォトダイオードである。第２光受信部４８は、光分岐器４５によって出力される信号光Ｌ２２の光強度を電気信号に変換し、電気信号を制御回路４２に出力する。
【００４１】
電源スイッチ４９は、外部のＡＣ電源７０によって供給される電力をコントローラ部４０に供給するためのスイッチである。電源スイッチ４９がオン操作されることによって、ＡＣ電源７０からコントローラ部４０に電力が供給され、コントローラ部４０は駆動する。また、電源スイッチ４９がオフ操作されることによって、ＡＣ電源７０からコントローラ部４０への電力が遮断され、コントローラ部４０は動作を停止する。
【００４２】
測定器６０は、アンプ４７によって出力される測定信号Ｓｍｘに基づいて、アンテナ１０で受信した電磁波の強度等を測定する。
【００４３】
光ファイバＦ１は、コントローラ部４０の第１光源４１とヘッド部２０の光変調器２２とを接続する光ファイバであって、例えば偏波保持ファイバ（Polarization  Maintaining  Fiber：ＰＭＦ）である。光ファイバＦ１は、コントローラ部４０からヘッド部２０に連続光Ｌ１を伝送する。光ファイバＦ２は、ヘッド部２０の光合分波器２４とコントローラ部４０の光合分波器４４とを接続する光ファイバであって、例えばシングルモードファイバ（Single  Mode  Fiber：ＳＭＦ）である。光ファイバＦ２は、ヘッド部２０からコントローラ部４０に変調光Ｌ２を伝送するとともに、コントローラ部４０からヘッド部２０に信号光Ｌ３を伝送する。
【００４４】
次に、信号出力回路２６の構成例を説明する。図３は、信号出力回路２６の一例を示す図である。図３に示されるように、信号出力回路２６は、切替回路２６１と、差動回路２６２と、スイッチ制御回路２６３と、を備え得る。切替回路２６１は、光電変換器２５によって出力される制御信号Ｓｐｄの電圧値に応じて、制御信号Ｓｐｄの出力先を切り替える。切替回路２６１は、例えば制御信号Ｓｐｄの電圧値と検出電圧値Ｖｄｅｔとを比較する。切替回路２６１は、制御信号Ｓｐｄの電圧値が検出電圧値Ｖｄｅｔより小さい場合、制御信号Ｓｐｄをバイアス信号Ｓｂとしてバイアス制御回路２３に出力する。一方、切替回路２６１は、制御信号Ｓｐｄの電圧値が検出電圧値Ｖｄｅｔ以上である場合、制御信号Ｓｐｄを差動回路２６２及びスイッチ制御回路２６３に出力する。検出電圧値Ｖｄｅｔは、バイアス制御信号の最大電圧値よりも大きい値に設定されており、例えば１３Ｖ程度である。
【００４５】
差動回路２６２は、切替回路２６１によって出力される制御信号Ｓｐｄと、基準電位Ｖｒｅｆを有する信号とを入力し、その差分をバイアス信号Ｓｂとしてバイアス制御回路２３に出力する。差動回路２６２は、例えば差動アンプである。基準電位Ｖｒｅｆは、オンオフ制御信号のハイレベルの電圧値に等しく、例えば１３Ｖ程度である。
【００４６】
スイッチ制御回路２６３は、切替回路２６１によって出力される制御信号Ｓｐｄに基づいて、オンオフ信号Ｓｃをスイッチ２７に出力する。スイッチ制御回路２６３は、例えば制御信号Ｓｐｄの電圧値と基準電位Ｖｒｅｆとを比較する。この場合、スイッチ制御回路２６３は、制御信号Ｓｐｄの電圧値が基準電位Ｖｒｅｆ以上である場合、スイッチ２７をオン状態にするためのオンオフ信号Ｓｃをスイッチ２７に出力する。スイッチ制御回路２６３は、制御信号Ｓｐｄの電圧値が基準電位Ｖｒｅｆより小さい場合、スイッチ２７をオフ状態にするためのオンオフ信号Ｓｃをスイッチ２７に出力する。スイッチ２７をオン状態にするためのオンオフ信号Ｓｃの電圧値は、例えば２Ｖ程度である。スイッチ２７をオフ状態にするためのオンオフ信号Ｓｃの電圧値は、例えば０Ｖ程度である。
【００４７】
次に、電界計測装置１を用いた電磁波の測定方法を、電界計測装置１の動作とともに説明する。測定開始前においては、ヘッド部２０のスイッチ２７はオフ状態であるので、アンプ２１は、バッテリー２８から電力を供給されていない。まず、測定者は、電源スイッチ４９をオン状態とする操作を行う。電源スイッチ４９がオン操作されると、ＡＣ電源７０からコントローラ部４０に電力が供給され、コントローラ部４０が起動する。コントローラ部４０の起動後、制御回路４２は、バイアス電圧Ｖｂを掃引し（ここでは、０〜１２Ｖ）、光変調器２２の動作点電圧を検出する。ここで、動作点電圧は、光変調器２２の変調曲線における光出力が光出力の最大値と最小値との中点となるように設定される。バイアス電圧Ｖｂは、その後、検出された動作点電圧を維持するように制御される。
【００４８】
コントローラ部４０が起動した後、制御回路４２は、第１光源４１を制御して連続光Ｌ１を出力させる。この連続光Ｌ１は、光ファイバＦ１を介して光変調器２２に入力する。そして、光変調器２２は、バイアス制御回路２３によって出力されたバイアス電圧Ｖｂに応じて連続光Ｌ１を変調し、変調した連続光Ｌ１を変調光Ｌ２として出力する。変調光Ｌ２は、光合分波器２４及び光ファイバＦ２を介して、コントローラ部４０に入力する。
【００４９】
コントローラ部４０に入力した変調光Ｌ２は、光合分波器４４を介して光分岐器４５に入力する。そして、光分岐器４５は、変調光Ｌ２を信号光Ｌ２１と信号光Ｌ２２とに分岐し、信号光Ｌ２２を第２光受信部４８に出力する。第２光受信部４８は、信号光Ｌ２２を電気信号に変換し、電気信号を制御回路４２に出力する。制御回路４２は、光変調器２２の変調曲線における光出力の最大値と最小値との中点となるように、バイアス制御信号を生成する。そして、制御回路４２は、バイアス制御信号を駆動信号Ｓｄとして第２光源４３に出力する。
【００５０】
第２光源４３は、駆動信号Ｓｄに応じて信号光Ｌ３を出力する。信号光Ｌ３は、光合分波器４４、光ファイバＦ２及び光合分波器２４を介して光電変換器２５に入力する。光電変換器２５は、信号光Ｌ３に含まれる光信号を制御信号Ｓｐｄに変換し、制御信号Ｓｐｄを信号出力回路２６に出力する。信号出力回路２６では、切替回路２６１が制御信号Ｓｐｄを受信する。ここで、バイアス制御信号の電圧値は検出電圧値Ｖｄｅｔよりも小さいので、切替回路２６１は、制御信号Ｓｐｄをバイアス信号Ｓｂとしてバイアス制御回路２３に出力する。
【００５１】
バイアス制御回路２３は、バイアス信号Ｓｂに応じてバイアス電圧Ｖｂを光変調器２２に出力する。このようにして、変調光Ｌ２の光出力の強度が最大値と最小値との中点となるように、バイアス電圧Ｖｂが調整される。この光変調器２２のバイアス制御は、コントローラ部４０が起動してからコントローラ部４０が停止するまでの間、連続的に行われている。
【００５２】
また、コントローラ部４０の起動後、測定者は、測定の開始及び終了を指示するためのスイッチ（不図示）を操作し、コントローラ部４０の制御回路４２に測定開始を指示する測定指示信号を出力する。
【００５３】
制御回路４２は、測定開始を指示する測定指示信号を受信すると、スイッチ２７をオン状態とするオンオフ信号Ｓｃを信号出力回路２６に出力させるためのオンオフ制御信号を生成する。そして、制御回路４２は、オンオフ制御信号とバイアス制御信号とを重畳した重畳信号を駆動信号Ｓｄとして第２光源４３に出力する。
【００５４】
第２光源４３は、駆動信号Ｓｄに応じて信号光Ｌ３を出力する。信号光Ｌ３は、光合分波器４４、光ファイバＦ２及び光合分波器２４を介して光電変換器２５に入力する。光電変換器２５は、信号光Ｌ３を制御信号Ｓｐｄに変換し、制御信号Ｓｐｄを信号出力回路２６に出力する。信号出力回路２６では、切替回路２６１が制御信号Ｓｐｄを受信する。この場合、重畳信号の電圧値は検出電圧値Ｖｄｅｔ以上であるので、切替回路２６１は、制御信号Ｓｐｄを差動回路２６２及びスイッチ制御回路２６３に出力する。
【００５５】
差動回路２６２は、切替回路２６１によって出力された制御信号Ｓｐｄと、基準電位Ｖｒｅｆを有する信号との差分をバイアス信号Ｓｂとしてバイアス制御回路２３に出力する。また、切替回路２６１によって出力された制御信号Ｓｐｄの電圧値が基準電位Ｖｒｅｆ以上であるので、スイッチ制御回路２６３は、スイッチ２７をオン状態にするためのオンオフ信号Ｓｃをスイッチ２７に出力する。
【００５６】
バイアス制御回路２３は、信号出力回路２６によって出力されたバイアス信号Ｓｂに応じてバイアス電圧Ｖｂを光変調器２２に出力する。スイッチ２７は、信号出力回路２６によって出力されたオンオフ信号Ｓｃに応じてオン状態となる。スイッチ２７がオン状態となることにより、アンプ２１は、バッテリー２８から電力を供給され、動作する。
【００５７】
アンテナ１０は、被測定装置から放射された電磁波を受信し、検出信号Ｓａをアンプ２１に出力する。そして、アンプ２１は、検出信号Ｓａを増幅し、増幅した検出信号Ｓａを変調信号Ｓｍｄとして光変調器２２に出力する。光変調器２２は、アンプ２１によって出力された変調信号Ｓｍｄで連続光Ｌ１を変調し、変調光Ｌ２を光合分波器２４及び光ファイバＦ２を介してコントローラ部４０に出力する。
【００５８】
コントローラ部４０に入力した変調光Ｌ２は、光合分波器４４を介して光分岐器４５に入力する。そして、光分岐器４５は、変調光Ｌ２を信号光Ｌ２１と信号光Ｌ２２とに分岐して、信号光Ｌ２１を第１光受信部４６に出力し、信号光Ｌ２２を第２光受信部４８に出力する。そして、第１光受信部４６は、信号光Ｌ２１を測定信号Ｓｍに変換し、変換した測定信号Ｓｍをアンプ４７に出力する。アンプ４７は、第１光受信部４６によって出力された測定信号Ｓｍを増幅し、増幅した測定信号Ｓｍを測定信号Ｓｍｘとして測定器６０に出力する。そして、測定器６０は、測定信号Ｓｍｘに基づいて電磁波の周波数や強度等を測定する。信号光Ｌ２２に基づく処理については、上述のとおりであるので、ここでは説明を省略する。
【００５９】
電磁波の測定が終了すると、測定者は、測定の開始及び終了を指示するためのスイッチ（不図示）を操作し、コントローラ部４０の制御回路４２に測定終了を指示する測定指示信号を出力する。制御回路４２は、測定終了を指示する測定指示信号を受信すると、スイッチ２７をオフ状態とするオンオフ信号Ｓｃを信号出力回路２６に出力させるためのオンオフ制御信号を生成する。そして、制御回路４２は、オンオフ制御信号とバイアス制御信号とを重畳した重畳信号を駆動信号Ｓｄとして第２光源４３に出力する。
【００６０】
第２光源４３は、駆動信号Ｓｄに応じて信号光Ｌ３を出力する。信号光Ｌ３は、光合分波器４４、光ファイバＦ２及び光合分波器２４を介して光電変換器２５に入力する。光電変換器２５は、信号光Ｌ３に含まれる光信号を制御信号Ｓｐｄに変換し、制御信号Ｓｐｄを信号出力回路２６に出力する。信号出力回路２６では、切替回路２６１が制御信号Ｓｐｄを受信する。この場合、重畳信号の電圧値は検出電圧値Ｖｄｅｔよりも小さいので、切替回路２６１は、制御信号Ｓｐｄをバイアス信号Ｓｂとしてバイアス制御回路２３に出力する。また、スイッチ制御回路２６３は、切替回路２６１から制御信号Ｓｐｄを入力しなくなるので、スイッチ２７をオフ状態にするためのオンオフ信号Ｓｃをスイッチ２７に出力する。
【００６１】
スイッチ２７は、オンオフ信号Ｓｃに応じてオフ状態となる。そして、アンプ２１は、バッテリー２８から電力が供給されなくなり、その動作を停止する。以上のようにして、電界計測装置１を用いて、被測定装置の電磁波の測定を行う。
【００６２】
以上のように、電界計測装置１では、バッテリー２８からアンプ２１への電力の供給と遮断とを切り替えるスイッチ２７が設けられている。また、コントローラ部４０において、測定の開始及び終了の指示に応じてオンオフ制御信号が生成され、オンオフ制御信号を含む信号が駆動信号Ｓｄとして第２光源４３に出力されることによって、信号光Ｌ３がヘッド部２０に出力される。そして、ヘッド部２０では、信号光Ｌ３が制御信号Ｓｐｄに変換され、制御信号Ｓｐｄから抽出されたオンオフ信号Ｓｃがスイッチ２７に出力される。このため、コントローラ部４０における測定の開始及び終了の指示に応じて、スイッチ２７のオンオフを切り替えることができる。したがって、ヘッド部２０とコントローラ部４０とが離れて設置されている場合であっても、実際に電磁波を測定していない期間におけるアンプ２１への電力の供給を抑制することができ、測定期間外における無駄な電力の消費を低減することが可能となる。同じ被測定装置を続けて複数回測定する場合等、測定と次の測定との間にバッテリー２８の電源供給を停止することができるので、特に顕著な効果を奏する。
【００６３】
また、従来の電界計測装置では、システム全体が機能する前にヘッド部２０の電源が投入される必要があった。測定環境が整っていない場合、例えば、被測定装置からの電波、及び、配線の接続などによる過大な入力によって、アンプ２１が破損するおそれがあった。一方、電界計測装置１では、測定環境が整った後に、コントローラ部４０において測定開始の指示を行うことにより、アンプ２１に電力を供給することができる。その結果、アンプ２１の破損を防止することが可能となる。
【００６４】
制御回路４２は、光変調器２２の動作点を調整するためのバイアス信号Ｓｂを、信号出力回路２６に出力させるために、第２光受信部４８によって受光された信号光Ｌ２２の光強度に基づいてバイアス制御信号を生成し、オンオフ制御信号とバイアス制御信号とを重畳した重畳信号を駆動信号Ｓｄとして出力し得る。信号出力回路２６は、制御信号Ｓｐｄに基づいてオンオフ信号Ｓｃとともにバイアス信号Ｓｂを抽出し、バイアス信号Ｓｂを光変調器２２に出力し、オンオフ信号Ｓｃをスイッチ２７に出力し得る。この場合、オンオフ制御信号とバイアス制御信号とが重畳されることによって、配線の増加を抑えながら、スイッチ２７のオンオフの切り替えと光変調器２２の動作点の調整とをコントローラ部４０から行うことができる。
【００６５】
光合分波器４４は、第２光源４３から出力された信号光Ｌ３を入力し、信号光Ｌ３を光ファイバＦ２に出力する。光合分波器２４は、光変調器２２から出力された変調光Ｌ２を入力し、変調光Ｌ２を光ファイバＦ２に出力するとともに、光ファイバＦ２から出力された信号光Ｌ３を入力し、信号光Ｌ３を光電変換器２５に出力する。この場合、光ファイバＦ２によってヘッド部２０とコントローラ部４０との間で変調光Ｌ２及び信号光Ｌ３を伝送することができ、ヘッド部２０とコントローラ部４０との間の配線の増加を抑えることが可能となる。
【００６６】
なお、本発明に係る電界計測装置は上記実施形態に限定されない。例えば、電界計測装置１は、アンテナで受信した電磁波を検出するものであればよく、例えば衛星用のパラボラアンテナを用いて屋外で受信するシステム及びＲＯＦ（Radio  over  fiber）システムなど電界計測装置全般に適用され得る。また、電界計測装置１は、衛星からの電波を受信するための受信機、及び、電波望遠鏡等に適用され得る。これらの目的で使用する場合、ヘッド部２０は電波暗室等のような室内ではなく、屋外に設置されることもある。
【００６７】
スイッチ２７は、バッテリー２８からアンプ２１への電力の供給と遮断との切り替えに加えて、バッテリー２８から信号出力回路２６への電力の供給と遮断とをさらに切り替えてもよい。また、スイッチ２７は、バッテリー２８からバイアス制御回路２３への電力の供給と遮断とをさらに切り替えてもよい。この場合、実際に電磁波を測定していない期間における信号出力回路２６及びバイアス制御回路２３への電力の供給をも抑制することができ、測定期間外における無駄な電力の消費をさらに低減することが可能となる。
【００６８】
例えば、電界計測装置１では、バイアス制御回路２３及びスイッチ２７がともにオフからオンになり、バイアス制御回路２３及びスイッチ２７がともにオンからオフになるようにしてもよい。すなわち、制御回路４２は、測定の開始を指示する測定指示信号を受信してから、測定の終了を指示する測定指示信号を受信するまでの間だけ、光変調器２２のバイアス制御を連続的に行うとともに、スイッチ２７をオン状態にするためのオンオフ制御信号を生成してもよい。制御回路４２は、それ以外の時間には、スイッチ２７をオフ状態にするためのオンオフ制御信号を生成し、バイアス制御を行わない。
【００６９】
図４の（ａ）はオンオフ制御信号の他の例を示す図、図４の（ｂ）はバイアス制御信号の他の例を示す図、図４の（ｃ）は重畳信号の他の例を示す図である。図４の（ａ）に示されるように、オンオフ制御信号は、測定の開始を指示する測定指示信号を制御回路４２が受信したタイミングｔｏｎで立ち上がる。オンオフ制御信号は、測定期間中は基準電位Ｖｒｅｆを維持する。オンオフ制御信号は、測定の終了を指示する測定指示信号を制御回路４２が受信したタイミングｔｏｆｆで立ち下がる。また、オンオフ制御信号は、測定が行われていない期間ではローレベル（例えば０Ｖ）を維持している。ここで、基準電位Ｖｒｅｆは、例えば２Ｖ程度である。
【００７０】
図４の（ｂ）に示されるように、バイアス制御信号は、タイミングｔｏｎからタイミングｔｏｆｆまでの期間（測定期間）、出力される。このバイアス制御信号の電圧値は、第２光受信部４８によって受光された信号光Ｌ２２の光強度が一定値となるように調整される。バイアス制御信号の電圧値は、例えば０〜１２Ｖの値を取り得る。図４の（ｃ）に示されるように、重畳信号は、オンオフ制御信号とバイアス制御信号とが重畳された信号である。
【００７１】
次に、信号出力回路２６の他の構成例を説明する。図５は、信号出力回路２６の他の例を示す図である。図５に示されるように、信号出力回路２６は、差動回路２６２と、スイッチ制御回路２６３と、を備え得る。差動回路２６２は、光電変換器２５によって出力される制御信号Ｓｐｄと、基準電位Ｖｒｅｆを有する信号とを入力し、その差分をバイアス信号Ｓｂとして出力する。差動回路２６２は、例えば差動アンプである。基準電位Ｖｒｅｆは、オンオフ制御信号のハイレベルの電圧値に等しく、例えば２Ｖ程度である。
【００７２】
スイッチ制御回路２６３は、予め定められた検出電圧値Ｖｄｅｔ以上の電圧値を有する信号を検出する回路であって、例えばツェナーダイオード又はショットキーＩＣ等のスレッショルド電圧を有する素子で構成されている。スイッチ制御回路２６３は、光電変換器２５によって出力される制御信号Ｓｐｄの電圧値に応じてスイッチ２７にオンオフ信号Ｓｃを出力する。スイッチ制御回路２６３は、光電変換器２５からの制御信号Ｓｐｄの電圧値が検出電圧値Ｖｄｅｔ以上の場合、スイッチ２７をオン状態にするためのオンオフ信号Ｓｃを出力する。一方、スイッチ制御回路２６３は、光電変換器２５からの制御信号Ｓｐｄの電圧値が検出電圧値Ｖｄｅｔ未満の場合、スイッチ２７をオフ状態にするためのオンオフ信号Ｓｃを出力する。スイッチ２７をオン状態にするためのオンオフ信号Ｓｃの電圧値は、例えば２Ｖ程度である。スイッチ２７をオフ状態にするためのオンオフ信号Ｓｃの電圧値は、例えば０Ｖ程度である。検出電圧値Ｖｄｅｔは、例えば２Ｖ程度である。
【００７３】
また、上記実施形態では、バッテリー２８はヘッド部２０の内部に設けられているが、ヘッド部２０の外部に設けられてもよい。
【００７４】
また、制御回路４２は、測定が行われない期間を検出し、スイッチ２７をオフにするためのオンオフ制御信号を生成してもよい。制御回路４２は、例えば第２光受信部４８によって受光された信号光Ｌ２２の光強度が、予め定められた期間変動しない場合に、測定が行われていないと判定してもよい。この場合、制御回路４２は、測定の終了を指示する測定指示信号を受信しなくても、測定が行われていない期間を検出すると、スイッチ２７をオフ状態にすることができる。このため、実際に電磁波を測定していない期間におけるアンプ２１への電力の供給をさらに抑制することができ、測定期間外における無駄な電力の消費をさらに低減することが可能となる。
【００７５】
また、コントローラ部４０は、測定者によって、測定時間及び日時が設定され得る構成としてもよい。この場合、制御回路４２は、設定された時間においてはスイッチ２７をオンにするためのオンオフ制御信号を生成し、それ以外の時間ではスイッチ２７をオフにするためのオンオフ制御信号を生成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本実施形態によれば、測定期間外における無駄な電力の消費を低減可能な電界計測装置を提供できる。
【符号の説明】
【００７７】
１…電界計測装置、１０…アンテナ、２０…ヘッド部、２１…アンプ（増幅器）、２２…光変調器、２４…光合分波器（第１光合分波器）、２５…光電変換器、２６…信号出力回路、２７…スイッチ、２８…バッテリー、４０…コントローラ部、４１…第１光源、４２…制御回路、４３…第２光源、４４…光合分波器（第２光合分波器）、４８…第２光受信部（受光部）、Ｆ２…光ファイバ、Ｌ１…連続光、Ｌ２…変調光、Ｌ３…信号光、Ｓａ…検出信号、Ｓｂ…バイアス信号、Ｓｃ…オンオフ信号、Ｓｄ…駆動信号、Ｓｍｄ…変調信号、Ｓｍ，Ｓｍｘ…測定信号、Ｓｐｄ…制御信号、Ｖｂ…バイアス電圧。
【図１】
2014194402.tif 000003
【図２】
2014194402.tif 000004
【図３】
2014194402.tif 000005
【図４】
2014194402.tif 000006
【図５】
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