(57)【要約】【課題】  本発明は，光周波数シフト変調器を用いた無線信号の周波数測定装置を提供することを目的とする。【解決手段】    本発明は，基本的には，光周波数シフト変調器を用いてＵＳＢ信号及びＬＳＢ信号を発生させて，その強度比を用いることで，効果的に無線信号の周波数を測定できるという知見に基づくものである。本発明は，光周波数シフト変調器を用いた無線信号の周波数測定装置に関する。そして，この周波数測定装置は，光周波数シフト変調器１６と，受信部３３と，分岐部３６と，遅延付与部３７と，光フィルタ４１と，強度測定器５１と，制御装置５２を有する。【選択図】図１
2014025736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のアーム（１１）及び第２のアーム（１２）を有するメインマッハツェンダー導波路（１３）と，
第１のアーム（１１）に存在する第１のサブマッハツェンダー導波路（１４）と，第２のアーム（１２）に存在する第２のサブマッハツェンダー導波路（１５）とを有する，光周波数シフト変調器（１６）と，
無線信号（３１）を受信し電気信号（３２）に変換する受信部（３３）と，
前記受信部（３３）から出力された前記電気信号（３２）を分岐し，第１のサブマッハツェンダー導波路（１４）に印加される第１の電気信号（３４）及び第２のサブマッハツェンダー導波路（１５）に印加される第２の電気信号（３５）を得る分岐部（３６）と，
第１の電気信号（３４）及び第２の電気信号（３５）のいずれか又は両方に遅延を与えるための遅延付与部（３７）と，
前記光周波数シフト変調器（１６）の出力信号をＵＳＢ信号又はＬＳＢ信号に分別するための光フィルタ（４１）と，
前記光周波数シフト変調器（１６）からのＵＳＢ信号及びＬＳＢ信号の強度を測定する強度測定器（５１）と，
前記強度測定器が測定したＵＳＢ信号及びＬＳＢ信号の強度を用いて，前記無線信号の周波数を求める制御装置（５２）を有する，
周波数測定装置（６０）。
【請求項２】
請求項１に記載の周波数測定装置であって，
前記無線信号（３１）に含まれる周波数をｆ［Ｈｚ］とし，
前記遅延付与部（３７）によって付与される遅延をΔｔ［秒］とし，
第１のサブマッハツェンダー導波路（１４）に印加される第１の電気信号（３４）及び第２のサブマッハツェンダー導波路（１５）に印加される第２の電気信号（３５）の位相差をΔφとし，
前記強度測定器が測定した前記ＵＳＢ信号及び前記ＬＳＢ信号の強度をそれぞれＩＵＳＢ及びＩＬＳＢとしたときに，
前記制御装置（５２）は，
Δφ＝２πｆΔｔ
＝arctan（ＩＵＳＢ／ＩＬＳＢ）又はarctan（ＩＬＳＢ／ＩＵＳＢ）  の関係から，Δｔ，ＩＵＳＢ及びＩＬＳＢを用いて前記無線信号（３１）に含まれる周波数をｆ［Ｈｚ］を求める，
周波数測定装置（６０）。
【請求項３】
請求項１に記載の周波数測定装置であって，
出力信号の周波数を変化することができる変調信号源（７１）であって，前記変調信号源（７１）から出力された変調信号は，前記遅延付与部（３７）により遅延が与えられたのちに第１のサブマッハツェンダー導波路（１４）に印加されるとともに，第２のサブマッハツェンダー導波路（１５）に印加されるものを更に有し，
前記制御装置（５２）は，前記変調信号源（７１）の出力信号の周波数を掃引するとともに，
前記強度測定器が測定した前記ＵＳＢ信号の強度及び前記ＬＳＢ信号の強度の比を求め，前記比の周期を求めることで，
前記遅延付与部（３７）によって付与される遅延を求める,
周波数測定装置（６０）。
【請求項４】
出力信号の周波数を変化することができる変調信号源（７１）であって，前記変調信号源（７１）から出力された変調信号は，前記遅延付与部（３７）により遅延が与えられたのちに第１のサブマッハツェンダー導波路（１４）に印加されるとともに，第２のサブマッハツェンダー導波路（１５）に印加されるものを更に有し，
前記制御装置（５２）は，前記変調信号源（７１）の出力信号の周波数を掃引するとともに，
前記強度測定器が測定した前記ＵＳＢ信号の強度及び前記ＬＳＢ信号の強度の比を求め，前記比が最大又は最少となる条件を求めることで，
第１のサブマッハツェンダー導波路（１４）に印加される第１の電気信号（３４）及び第２のサブマッハツェンダー導波路（１５）に印加される第２の電気信号（３５）の位相差Δφが±９０°となる条件を求める，
周波数測定装置（６０）。
【請求項５】
請求項１に記載の周波数測定装置であって，
出力信号の周波数を変化することができる変調信号源（７２）であって，ディザ信号を出力できる変調信号源（７２）を更に有し，
前記変調信号源（７２）から出力されたディザ信号は，±９０°位相差をもって第１のサブマッハツェンダー導波路（１４）及び第２のサブマッハツェンダー導波路（１５）に印加され，
前記制御装置（５２）は，前記変調信号源（７２）の出力信号の周波数を掃引するとともに，
前記強度測定器が測定した前記ディザ信号に由来する２倍波の強度変化を求め，前記２倍波の強度が最大となる条件を求めることで，
第１のサブマッハツェンダー導波路（１４）に印加される第１の電気信号（３４）及び第２のサブマッハツェンダー導波路（１５）に印加される第２の電気信号（３５）の位相差Δφが±９０°となる条件を求める，
周波数測定装置（６０）。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の周波数測定装置を含む電波検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，ＦＳＫ変調器によるＲＦ信号の周波数測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＯ２００９−１１００３９号パンフレットには，ＦＳＫ（周波数シフトキーイング）変調器が開示されている。しかしながら，ＦＳＫ変調器を用いて無線信号の周波数を測定することは開示されていない。
【０００３】
電波発信源を迅速に特定するためには受信信号の周波数を高速に測定する技術の開発が必要である。例えば従来のスペクトラムアナライザによる測定では，スペクトラムアナライザ内蔵の発振器の発振周波数を掃引させ，受信信号と混合し，中間周波数の強度を順次得る必要があり，測定に時間がかかるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２００９−１１００３９号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は，光周波数シフト変調器を用いた無線信号の周波数測定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明は，環境の変化に柔軟に対応できる無線信号の周波数測定装置を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明は，上記した無線信号の周波数測定装置を含む電波検出器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】
【０００８】
本発明は，基本的には，光周波数シフト変調器を用いてＵＳＢ信号及びＬＳＢ信号を発生させて，その強度比を用いることで，効果的に無線信号の周波数を測定できるという知見に基づくものである。
【０００９】
本発明は，光周波数シフト変調器を用いた無線信号の周波数測定装置に関する。そして，この周波数測定装置は，光周波数シフト変調器１６と，受信部３３と，分岐部３６と，遅延付与部３７と，光フィルタ４１と，強度測定器５１と，制御装置５２を有する。
【００１０】
光周波数シフト変調器１６は，第１のアーム１１及び第２のアーム１２を有するメインマッハツェンダー導波路１３と，第１のアーム１１に存在する第１のサブマッハツェンダー導波路１４と，第２のアーム１２に存在する第２のサブマッハツェンダー導波路１５とを有する。
【００１１】
受信部３３は，無線信号３１を受信し電気信号３２に変換するための要素である。
【００１２】
分岐部３６は，受信部３３から出力された電気信号３２を分岐し，第１のサブマッハツェンダー導波路１４に印加される第１の電気信号３４及び第２のサブマッハツェンダー導波路１５に印加される第２の電気信号３５を得るための要素である。
【００１３】
遅延付与部３７は，第１の電気信号３４及び第２の電気信号３５のいずれか又は両方に遅延を与えるための要素である。
【００１４】
光フィルタ４１は，光周波数シフト変調器１６の出力信号をＵＳＢ信号又はＬＳＢ信号に分別するための要素である。
【００１５】
強度測定器５１は，光周波数シフト変調器１６からのＵＳＢ信号及びＬＳＢ信号の強度を測定するための要素である。
【００１６】
制御装置５２は，強度測定器が測定したＵＳＢ信号及びＬＳＢ信号の強度を用いて，無線信号の周波数を求めるための要素である。
【００１７】
本発明の好ましい態様のひとつは以下のものである。無線信号３１に含まれる周波数をｆ［Ｈｚ］とする。遅延付与部３７によって付与される遅延をΔｔ［秒］とする。第１のサブマッハツェンダー導波路１４に印加される第１の電気信号３４及び第２のサブマッハツェンダー導波路１５に印加される第２の電気信号３５の位相差をΔφとする。強度測定器が測定したＵＳＢ信号及びＬＳＢ信号の強度をそれぞれＩＵＳＢ及びＩＬＳＢとする。
【００１８】
そして，制御装置５２は，Δφ＝２πｆΔｔ＝arctan（ＩＵＳＢ／ＩＬＳＢ）又はΔφ＝２πｆΔｔ＝arctan（ＩＬＳＢ／ＩＵＳＢ）の関係から，Δｔ，ＩＵＳＢ及びＩＬＳＢを用いて無線信号３１に含まれる周波数をｆ［Ｈｚ］を求めるものである。
【００１９】
本発明の好ましい態様のひとつは以下のものである。この周波数測定装置は，出力信号の周波数を変化することができる変調信号源７１を更に有する。変調信号源７１から出力された変調信号は，遅延付与部３７により遅延が与えられたのちに第１のサブマッハツェンダー導波路１４に印加されるとともに，第２のサブマッハツェンダー導波路１５に印加される。そして，制御装置５２は，変調信号源７１の出力信号の周波数を掃引するとともに，強度測定器が測定したＵＳＢ信号の強度及びＬＳＢ信号の強度の比を求め，比の周期を求める。このため，この周波数測定装置は，遅延付与部３７によって付与される遅延を求めることができる。
【００２０】
このようにすることで，この態様の周波数測定装置は，遅延付与部３７によって付与される遅延をΔｔ［秒］をキャリブレーションすることができる。
【００２１】
本発明の好ましい態様のひとつは以下のものである。この周波数測定装置は，出力信号の周波数を変化することができる変調信号源７１を更に有する。そして，変調信号源７１から出力された変調信号は，遅延付与部３７により遅延が与えられたのちに第１のサブマッハツェンダー導波路１４に印加されるとともに，第２のサブマッハツェンダー導波路１５に印加される。制御装置５２は，変調信号源７１の出力信号の周波数を掃引するとともに，強度測定器が測定したＵＳＢ信号の強度及びＬＳＢ信号の強度の比を求め，比が最大又は最少となる条件を求めること。このため，この周波数測定装置は，第１のサブマッハツェンダー導波路１４に印加される第１の電気信号３４及び第２のサブマッハツェンダー導波路１５に印加される第２の電気信号３５の位相差Δφが±９０°となる条件を求めることができる。
【００２２】
本発明の好ましい態様のひとつは以下のものである。この周波数測定装置は，出力信号の周波数を変化することができる変調信号源７２であって，ディザ信号を出力できる変調信号源７２を更に有する。そして，変調信号源７２から出力されたディザ信号は，±９０°位相差をもって第１のサブマッハツェンダー導波路１４及び第２のサブマッハツェンダー導波路１５に印加される。制御装置５２は，変調信号源７２の出力信号の周波数を掃引するとともに，強度測定器が測定したディザ信号に由来する２倍波の強度変化を求め，２倍波の強度が最大となる条件を求める。このため，この周波数測定装置は，第１のサブマッハツェンダー導波路１４に印加される第１の電気信号３４及び第２のサブマッハツェンダー導波路１５に印加される第２の電気信号３５の位相差Δφが±９０°となる条件を求めることができる。
【００２３】
本発明は，上記した態様を適宜組み合わせた無線信号の周波数測定装置をも提供する。
【００２４】
本発明の好ましい側面は，上記したいずれかの無線信号の周波数測定装置を含む電波検出器に関する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は，光周波数シフト変調器を用いた無線信号の周波数測定装置を提供できる。
【００２６】
本発明は，キャリブレーション機能を備えることで，環境の変化に柔軟に対応できる無線信号の周波数測定装置を提供できる。
【００２７】
本発明は，上記した無線信号の周波数測定装置を含む電波検出器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は，本発明の周波数測定装置のブロック図である。
【図２】図２は，光ＦＳＫ変調器の例を示す図である。
【図３】図３は，遅延時間のキャリブレーション機能を有する周波数測定装置を示すブロック図である。
【図４】図４は，位相差のキャリブレーション機能を有する周波数測定装置を示すブロック図である。
【図５】図５は，無線信号の周波数測定装置を含む電波検出器を説明するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下，図面を参照しつつ，本発明の実施の形態について説明する。本発明は，以下に説明する形態に限定されず，公知の要素を適宜取り入れることができる。
【００３０】
図１は，本発明の周波数測定装置のブロック図である。本発明は，光周波数シフト変調器を用いた無線信号の周波数測定装置に関する。そして，この周波数測定装置は，図１に示されるように光周波数シフト変調器１６と，受信部３３と，分岐部３６と，遅延付与部３７と，光フィルタ４１と，強度測定器５１と，制御装置５２を有する。
【００３１】
本発明の光周波数シフト変調器１６は，第１のアーム１１及び第２のアーム１２を有するメインマッハツェンダー導波路１３と，第１のアーム１１に存在する第１のサブマッハツェンダー導波路１４と，第２のアーム１２に存在する第２のサブマッハツェンダー導波路１５とを有する。
【００３２】
光周波数シフト変調器１６の例は，特許３８６７１４８号，特許３８７４１１９号，特許３９３７２３７号，特許４５３３９９９号，特許４６３１００６号，特許４６６５１０２号又は特許４７９８３３８号に開示される光単側波帯変調器（光ＳＳＢ変調器）及び光ＦＳＫ変調器である。本明細書は，これらの公報を引用することで，これらの公報の全体を明細書に取り込むものである。
【００３３】
図２は，光ＦＳＫ変調器の例を示す図である。図２に示されるように，光ＦＳＫ変調器１は，例えば，第１のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＡ）と，第２のサブマッハツェンダー導波路（ＭＺＢ）と，前記ＭＺＡ及び前記ＭＺＢとを含み，光の入力部と，変調された光の出力部とを具備するメインマッハツェンダー導波路（ＭＺＣ）を有する。そして，前記ＭＺＡを構成する２つのアーム間のバイアス電圧を制御することにより，前記ＭＺＡの２つのアームを伝播する光の位相を制御する第１の直流または低周波用電極（ＤＣＡ電極）５と，前記ＭＺＢを構成する２つのアーム間のバイアス電圧を制御することにより，前記ＭＺＢの２つのアームを伝播する光の位相を制御する第２の直流または低周波用電極（ＤＣＢ電極）と，前記ＭＺＡを構成する２つのアームにラジオ周波数（ＲＦ）信号を入力する第１のＲＦ電極（ＲＦＡ電極）と，前記ＭＺＢを構成する２つのアームにＲＦ信号を入力する第２のＲＦ電極（ＲＦＢ電極）と，入力されるＲＦ信号の電圧値，または位相を制御することにより前記出力部から出力される光の周波数を制御する電極（ＲＦＣ電極）とを具備する。
【００３４】
それぞれのマッハツェンダー導波路は，例えば，略六角形状の導波路（これが２つのアームを構成する）を具備し，並列する２つの位相変調器を具備するようにして構成される。
【００３５】
第１のバイアス調整電極（ＤＣＡ電極）は，ＭＺＡを構成する２つのアーム間のバイアス電圧を制御することにより，ＭＺＡの２つのアームを伝播する光の位相を制御するための電極である。一方，第２のバイアス調整電極（ＤＣＢ電極）は，ＭＺＢを構成する２つのアーム間のバイアス電圧を制御することにより，ＭＺＢの２つのアームを伝播する光の位相を制御するための電極である。ＤＣＡ電極及びＤＣＢ電極は，好ましくは通常直流または低周波用電極である。ここで低周波用電極における「低周波」とは，例えば，０Ｈｚ〜５００ＭＨｚの周波数を意味する。なお，この信号源の出力には位相変調器が設けられ，出力信号の位相を制御できるようにされていることが好ましい。
【００３６】
第１の変調電極（ＲＦＡ電極）は，ＭＺＡを構成する２つのアームにラジオ周波数（ＲＦ）信号を入力するための電極である。一方，第２の変調電極（ＲＦＢ電極）は，ＭＺＢを構成する２つのアームにＲＦ信号を入力するための電極である。ＲＦＡ電極及びＲＦＢ電極としては，進行波型電極または共振型電極が挙げられ，好ましくは共振型電極である。
【００３７】
ＤＣＡ電極とＲＦＡ電極とは，別々の電極とされてもよいし，一つの電極がそれらの機能を果たしてもよい。後者の場合は，一つの電極にバイアス電圧とラジオ周波数信号とが印加されることとなる。ＤＣＢ電極とＲＦＢ電極とは，別々の電極とされてもよいし，一つの電極がそれらの機能を果たしてもよい。
【００３８】
ＲＦＡ電極及びＲＦＢ電極は，好ましくは高周波電気信号源と接続される。高周波電気信号源は，ＲＦＡ電極及びＲＦＢ電極へ伝達される信号を制御するためのデバイスであり，公知の高周波電気信号源を採用できる。ＲＦＡ電極及びＲＦＢ電極に入力される高周波信号の周波数（ｆｍ）の例は１ＧＨｚ〜１００ＧＨｚである。
【００３９】
第３のＲＦ電極（ＲＦＣ電極）は，ＭＺＡ及びＭＺＢのバイアス電圧を制御することによりＭＺＡ及びＭＺＢを伝播する光の位相を制御するための電極である。第３の電極（ＲＦＣ電極）は，進行波型の電極であることが好ましい。ＲＦＣ電極の切り換え速度が，光ＦＳＫ変調器のデータ速度になるので，ＲＦＣ電極を進行波型電極とすることで高速の切り換え（ＵＳＢとＬＳＢとの切換し）が可能となる。
【００４０】
光ＦＳＫ変調器の動作は，光ＳＳＢ変調器の動作と同様である。光ＳＳＢ変調器の動作は，例えば，「川西哲也，井筒雅之，"光ＳＳＢ変調器を用いた光周波数シフター"，信学技報，TECHNICAL REPORT OF IEICE, OCS2002-49, PS2002-33,
OFT2002-30(2002-08)」，「日隅ら，Ｘカットリチウムニオブ光ＳＳＢ変調器，エレクトロンレター，vol.
37， 515-516 (2001)．」に詳しく報告されている。すなわち，光ＳＳＢ変調器によれば，所定量周波数がプラスにシフトした上側波帯（ＵＳＢ）信号，及び下側波帯（ＬＳＢ）信号を得ることができる。
【００４１】
受信部３３は，無線信号３１を受信し電気信号３２に変換するための要素である。受信部３３の例は，無線信号を受信するアンテナ３８と，アンテナで受信した無線信号を信号データに変換する信号処理モジュール３９とを有する受信部３３である。このような受信部は，例えば特許第４７１０３２７号に開示されるとおり既に知られている。
【００４２】
分岐部３６は，受信部３３から出力された電気信号３２を分岐し，第１のサブマッハツェンダー導波路１４に印加される第１の電気信号３４及び第２のサブマッハツェンダー導波路１５に印加される第２の電気信号３５を得るための要素である。受信部３３と１本の配線が接続され，その１本の配線が分岐している部分を分岐部としてもよい。また，受信部３３と２本の配線が接続している場合は，受信部３３内に分岐部が存在するものであってもよい。
【００４３】
遅延付与部３７は，第１の電気信号３４及び第２の電気信号３５のいずれか又は両方に遅延を与えるための要素である。電気信号に遅延を与える要素は既に知られている。この遅延は，変調信号の周波数より小さくなるように制御されることが好ましい。遅延付与部３７によって付与される遅延をΔｔ［秒］とする。例えば，この遅延付与部により遅延が与えられることによって，第１のサブマッハツェンダー導波路１４に印加される第１の電気信号３４及び第２のサブマッハツェンダー導波路１５に印加される第２の電気信号３５の位相差をΔφとする。
【００４４】
光フィルタ４１は，光周波数シフト変調器１６の出力信号をＵＳＢ信号又はＬＳＢ信号に分別するための要素である。光フィルタ４１の例は，ＵＳＢ信号の周波数を含む周波数領域の光を透過させ，ＬＳＢ信号の周波数を含む周波数領域の光を透過させないものや，その逆のものである。光フィルタは，例えば，対象となる無線信号の周波数を受信したときに，ＵＳＢ信号及びＬＳＢ信号のいずれかが主に出力されるように周波数測定装置の諸条件（例えば，搬送波の周波数及び光フィルタの透過領域）を調整する。すると，測定されたＵＳＢ信号又はＬＳＢ信号からのずれをＵＳＢ信号及びＬＳＢ信号の強度比から求めることができる。図１及び図３に示される例では，光フィルタ４１は，１入力２出力型である。そして，この例では，光フィルタ４１は，ＵＳＢ信号用の出力部とＬＳＢ信号用の出力部とを有する。例えば，光フィルタ４１は，ＵＳＢ信号及びＬＳＢ信号のいずれかを主に透過し，残りの光を反射する光学フィルタ素子を含んでおり，透過光と反射光とをそれぞれに対応した出力部に導く光学系を有する。このようにすることで，この光フィルタ４１は，入力信号のうち主にＵＳＢ信号を含む成分をＵＳＢ信号用の出力部から出力し，主にＬＳＢ信号を含む成分をＬＳＢ信号用の出力部から出力することができる。
【００４５】
強度測定器５１は，光周波数シフト変調器１６からのＵＳＢ信号及びＬＳＢ信号の強度を測定するための要素である。強度測定器５１は，例えば，光周波数シフト変調器１６の出力部と接続された検出器である。図１及び図３に示される例では，光フィルタ４１がＵＳＢ信号用の出力部とＬＳＢ信号用の出力部とを有している。そして，この例では，ＵＳＢ信号用の出力部と第１の強度測定器５１が接続され，ＵＳＢ信号の強度を測定する。一方，ＬＳＢ信号用の出力部と第２の強度測定器５１が接続され，LＳＢ信号の強度を測定する。そして，これら２つの強度測定器５１によって測定されたＵＳＢ信号の強度及びLＳＢ信号の強度が後述する制御装置５２に入力され，各種演算に用いられる。図１及び図３に示される例では，ＵＳＢ信号の強度及びLＳＢ信号の強度を同時に測定することができる。
【００４６】
制御装置５２は，強度測定器が測定したＵＳＢ信号及びＬＳＢ信号の強度を用いて，無線信号の周波数を求めるための要素である。制御装置５２の例は，コンピュータである。コンピュータは，入出力部，制御部，演算部及び記憶部を有し，各要素はバスなどで接続され，情報の授受を行うことができるようにされている。記憶部には，所定の制御プログラムが記憶されている。記憶部は，コンピュータのハードディスクを含む記憶装置であってもよいし，ＤＲＡＭ，ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤといった情報記録媒体であってもよい。入出力部から情報や指令がコンピュータに入力される。すると，コンピュータの制御部は，記憶部に記憶される制御プログラムを読み出す。そして，コンピュータは，記憶部に記憶される各種情報を適宜読み出して，演算部に所定の演算を行わせる。コンピュータは，演算部が求めた演算結果を適宜記憶部に記憶する。また，コンピュータは，制御プログラムの制御指令や演算結果を適宜入出力部から出力する。このようにして制御装置５２は，様々な制御を行うことができる。
【００４７】
本発明の周波数測定装置の動作例を説明する。光源からの搬送波が，光周波数シフト変調器１６へ入力する。搬送波の周波数をｆ０［Ｈｚ］とする。光周波数シフト変調器１６へ入力した搬送波は，分岐部で分岐され，第１のサブマッハツェンダー導波路１４及び第２のサブマッハツェンダー導波路１５へと伝播する。搬送波は任意である。搬送波の例は，連続光（ＣＷ）である、光源の例は，分布帰還型半導体レーザ（ＤＦＢレーザ）である。搬送波の強度の例は，１ｍＷ〜５０ｍＷである。
【００４８】
一方，周波数測定装置が無線信号の受信を開始する。すると，受信部３３は，無線信号３１を受信し，電気信号３２に変換する。ここで，無線信号３１に含まれる周波数をｆ［Ｈｚ］とする。なお，例えば，受信部３３が受信する無線信号３１に複数の周波数成分が含まれている場合は，特定の周波数領域の無線信号のみを電気信号に変換するようにしてもよい。また，さらに，強度の強い成分のみを電気信号に変換するようにしてもよい。受信部３３が，無線信号を受信し，電気信号に変換した後に，受信部３３は，電気信号を光周波数シフト変調器１６へ向けて出力する。
【００４９】
受信部３３から出力された電気信号は，分岐部３６で分岐される。この分岐された電気信号は，第１のサブマッハツェンダー導波路１４に印加される第１の電気信号３４及び第２のサブマッハツェンダー導波路１５に印加される第２の電気信号３５となる。
【００５０】
ただし，第１の電気信号３４及び第２の電気信号３５のうち少なくとも一方は，遅延付与部３７により遅延Δｔ［秒］が与えられる。その後，第１の電気信号３４及び第２の電気信号３５は，それぞれ第１のサブマッハツェンダー導波路１４及び第２のサブマッハツェンダー導波路１５に印加される。
【００５１】
光フィルタ４１により分別されたＵＳＢ信号又はＬＳＢ信号が強度測定器５１に入力される。      
【００５２】
強度測定器５１は，光周波数シフト変調器１６からのＵＳＢ信号又はＬＳＢ信号の強度を測定する。強度測定器が測定したＵＳＢ信号の強度及びＬＳＢ信号の強度をそれぞれＩＵＳＢ及びＩＬＳＢとする。そして，強度測定器５１は，ＵＳＢ信号の強度及びＬＳＢ信号の強度を制御装置５２へと出力する。
【００５３】
制御装置５２は，例えば，光フィルタ４１の状況に関する情報を記憶部から受け取ることで，強度測定器から受け取った強度情報が，ＵＳＢ信号のものかＬＳＢ信号のものかを把握できる。例えば，制御装置５２は，Δφ＝２πｆΔｔ＝arctan（ＩＵＳＢ／ＩＬＳＢ）又はΔφ＝２πｆΔｔ＝arctan（ＩＬＳＢ／ＩＵＳＢ）の関係から，Δｔ，ＩＵＳＢ及びＩＬＳＢを用いて無線信号３１に含まれる周波数をｆ［Ｈｚ］を求める。上記した式によると，ｆ＝arctan（ＩＵＳＢ／ＩＬＳＢ）／２πΔｔ又はｆ＝arctan（ＩＬＳＢ／ＩＵＳＢ）／２πΔｔである。遅延時間Δｔは，適宜記憶部に記憶する。そして，（ＩＵＳＢ／ＩＬＳＢ）及び（ＩＬＳＢ／ＩＵＳＢ）は，強度測定器５１が求めた実測値から求めることができる。そして，arctan（ＩＵＳＢ／ＩＬＳＢ）及びarctan（ＩＬＳＢ／ＩＵＳＢ）は，関数計算やアークタンジェントテーブルを参照することで求めることができる。
【００５４】
制御装置５２は，例えば，強度測定器５１から受け取ったＵＳＢ信号の強度及びＬＳＢ信号の強度を記憶部に記憶する。そして，制御装置５２は，ＵＳＢ信号の強度及びＬＳＢ信号の強度の比を求める。すると制御装置５２は，（ＩＵＳＢ／ＩＬＳＢ）又は（ＩＬＳＢ／ＩＵＳＢ）を得ることができる。そして，例えば，制御装置５２は，アークタンジェント（arctan）に関するテーブルを有している。このため，制御装置５２は，（ＩＵＳＢ／ＩＬＳＢ）及び（ＩＬＳＢ／ＩＵＳＢ）の値を用いて，テーブルから対象となる値を読み出すことで，arctan（ＩＵＳＢ／ＩＬＳＢ）及びarctan（ＩＬＳＢ／ＩＵＳＢ）を求めることができる。制御装置５２は，Δｔ又は２πΔｔの値を記憶部に記憶している。このため，制御装置５２は，arctan（ＩＵＳＢ／ＩＬＳＢ）及びarctan（ＩＬＳＢ／ＩＵＳＢ）を２πΔｔで割ることで，ｆ［Ｈｚ］を求めることができる。遅延付与部３７によって付与される遅延であるΔｔ［秒］はあらかじめ記憶しておいてもよい。また，後述するキャリブレーションを用いて適宜更新したΔｔを制御装置５２の記憶部に記憶し，この値を用いてもよい。Δｔが固定値である場合やΔｔを更新した後，制御装置５２は，２πΔｔの値を求めて，記憶部に記憶しておいてもよいし，１／（２πΔｔ）の値を求めて記憶部に記憶しておいてもよい。すると，arctan（ＩＵＳＢ／ＩＬＳＢ）及びarctan（ＩＬＳＢ／ＩＵＳＢ）に１／（２πΔｔ）をかけることで，ｆ［Ｈｚ］を求めることができる。
【００５５】
図３は，本発明の好ましい態様のひとつであるΔｔのキャリブレーション機能（キャリブレーション機構）を有する周波数測定装置を示すブロック図である。図３に示されるとおり，この周波数測定装置は，出力信号の周波数を変化することができる変調信号源７１を更に有する。変調信号源７１から出力された変調信号は，遅延付与部３７により遅延が与えられた後に第１のサブマッハツェンダー導波路１４に印加される。一方，変調信号源７１から出力された変調信号は，第２のサブマッハツェンダー導波路１５に印加される。      
【００５６】
制御装置５２は，変調信号源７１の出力信号の周波数ｆｍ［Ｈｚ］を掃引する。そして，変調信号源７１からの出力信号は，適宜分波される。そして，第１のサブマッハツェンダー導波路１４に印加される第１の電気信号３４及び第２のサブマッハツェンダー導波路１５に印加される第２の電気信号３５が得られる。第１の電気信号３４及び第２の電気信号３５のうち少なくとも一方は，遅延付与部３７により遅延Δｔ［秒］が与えられる。その後，第１の電気信号３４及び第２の電気信号３５は，それぞれ第１のサブマッハツェンダー導波路１４及び第２のサブマッハツェンダー導波路１５に印加される。先に説明したと同様にして，制御装置５２は，強度測定器が測定したＵＳＢ信号の強度及びＬＳＢ信号の強度の比を求める。その上で，制御装置５２は，周波数ｆｍ［Ｈｚ］の変化に関連したＵＳＢ信号の強度及びＬＳＢ信号の強度の比の変化を求める。すると，変調信号源７１の出力信号の周波数ｆｍ［Ｈｚ］が変化すると，ＵＳＢ信号の強度及びＬＳＢ信号の強度の比が増減する。この増減から周波数ｆｍ［Ｈｚ］の変化に関連したＵＳＢ信号の強度及びＬＳＢ信号の強度の比の周期を求める。この周期はΔｔと関連する。制御装置は，ＵＳＢ信号の強度及びＬＳＢ信号の強度の比の周期とΔｔとの関係式を記憶部に記憶する。そして，求めたＵＳＢ信号の強度及びＬＳＢ信号の強度の比の周期を用いて，Δｔを求める。制御装置５２は，Δｔを求めた後に，記憶部に記憶されるΔｔの値を更新してもよい。
【００５７】
このようにすることで，この態様の周波数測定装置は，遅延付与部３７によって付与される遅延をΔｔ［秒］をキャリブレーションすることができる。すなわち，適切なΔｔの値はシステムの状況により変化する。この態様の周波数測定装置は，装置の置かれている環境の変化に伴う適切なΔｔの変化を適切に校正できることとなる。
【００５８】
次に，本発明の好ましい態様のひとつについて説明する。この周波数測定装置は，出力信号の周波数を変化することができる変調信号源７１を更に有する。そして，変調信号源７１から出力された変調信号は，遅延付与部３７により遅延が与えられたのちに第１のサブマッハツェンダー導波路１４に印加されるとともに，第２のサブマッハツェンダー導波路１５に印加される。
【００５９】
制御装置５２は，変調信号源７１の出力信号の周波数を掃引するよう変調信号源７１に指令を出す。すると，変調信号源７１は，制御装置５２からの指令にしたがって，変調信号源７１の出力信号の周波数ｆｍ［Ｈｚ］を掃引する。この場合も先の態様と同様にして，制御装置５２は，強度測定器が測定したＵＳＢ信号の強度及びＬＳＢ信号の強度の比を求める。そして，制御装置５２は，周波数ｆｍ［Ｈｚ］の変化に関連したＵＳＢ信号の強度及びＬＳＢ信号の強度の比の変化を求める。この周波数ｆｍ［Ｈｚ］の変化に関連したＵＳＢ信号の強度及びＬＳＢ信号の強度の比の変化を用いて，制御装置５２は，比が最大又は最小となる条件を求める。この条件とは，例えば，変調信号，バイアス電圧，搬送波の周期，遅延時間，電極の長さ及び温度といった，位相差Δφに影響を与える諸条件である。ＵＳＢ信号の強度及びＬＳＢ信号の強度の比が最大又は最小となる条件が，位相差Δφが±９０°となる条件である。この態様の周波数測定装置は，位相差Δφをキャリブレーションすることができる。すなわち，適切な位相差Δφの値はシステムの状況により変化する。この態様の周波数測定装置は，装置の置かれている環境の変化に伴う適切な位相差Δφの変化を適切に校正できることとなる。
【００６０】
図４は，本発明の好ましい態様のひとつである位相差Δφが±９０°となる条件を決定できる位相差のキャリブレーション機能（キャリブレーション機構）を有する周波数測定装置を示すブロック図である。この周波数測定装置は，出力信号の周波数を変化することができる変調信号源７２であって，ディザ信号を出力できる変調信号源７２を更に有する。「ディザリング信号」の例は，周波数がビットレートに比べて十分低い正弦波信号である。ディザリング信号の振幅の例は，変調器の半波長電圧Ｖπの１／５０以上１／３以下，又はＶπの１／２０以上１／５以下である。変調信号源７２から出力されたディザ信号は，±９０°位相差をもって第１のサブマッハツェンダー導波路１４及び第２のサブマッハツェンダー導波路１５に印加される。制御装置５２は，変調信号源７２の出力信号の周波数を掃引するとともに，強度測定器が測定したディザ信号に由来する２倍波の強度変化を求め，２倍波の強度が最大となる条件を求める。このため，この周波数測定装置は，第１のサブマッハツェンダー導波路１４に印加される第１の電気信号３４及び第２のサブマッハツェンダー導波路１５に印加される第２の電気信号３５の位相差Δφが±９０°となる条件を求めることができる。この態様の周波数測定装置は，位相差Δφをキャリブレーションすることができる。すなわち，適切な位相差Δφの値はシステムの状況により変化する。この態様の周波数測定装置は，装置の置かれている環境の変化に伴う適切な位相差Δφの変化を適切に校正できることとなる。
【００６１】
図５は，無線信号の周波数測定装置を含む電波検出器を説明するためのブロック図である。図５に示されるように，この電波検出器８０は，上記したいずれかの無線信号の周波数測定装置６０を含む。電波検出器は，例えば，受信部３３を送受信部として機能させてもよいし，受信部とは別に送信部を有してもよい。電波検出器は，無線信号を放出し，対象物から反射した又は対象物から放出された無線信号を検出する。このため，電波検出器は，制御装置５２と接続された電磁波又は無線信号の発生部８１を有するものが好ましい。もちろん，電波検出器は，電磁波又は無線信号の発生部８１を有していなくても構わない。電波検出器は，対象物が本来放出する無線信号を検出してもよい。電波検出器は，電波検出器の記憶部８２に問題とする対象物が放出する周波数領域を記憶する。そして，電波検出器は，無線信号の周波数測定装置が測定した周波数と，記憶部から読み出した対象物の周波数領域とを比較する。このようにして，電波検出器は，特定の対象物の存在を検出することができる。
【００６２】
本明細書における「部」は，各要素の機能や手段を表すものである。したがって，それぞれの「部」が独立した物理的な要素である必要が無く，各「部」の機能を達成することができるものは，本明細書における「部」に相当する。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は，光通信機器の分野で利用されうる。本発明は，瞬時かつ正確に周波数を測定できる周波数測定装置を得ることができるため，たとえば航空機の環境系に存在する危険物体を瞬時に把握することができる危険物検出装置としても利用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１１  第１のアーム１１
１２  第２のアーム１２
１３  メインマッハツェンダー導波路
１４  第１のサブマッハツェンダー導波路
１５  第２のサブマッハツェンダー導波路
１６  光周波数シフト変調器
３１  無線信号
３２  電気信号
３３  受信部
３４  第１の電気信号
３５  第２の電気信号
３６  分岐部
３７  遅延付与部
４１  光フィルタ
５１  強度測定器
５２  制御装置。
６０  無線信号の周波数測定装置
７１  変調信号源
７２  変調信号源
８０  電波検出器
８１  電磁波又は無線信号の発生部
８２  記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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