(57)【要約】【課題】伝送ケーブルからの電磁波の放射が少ない伝送システムを提供する。【解決手段】電圧が一定の第１信号を発生させるアンプ用電源１０１と、電圧が時間変化する第２信号を発生させるオートバイアス回路１０２と、第１信号と第２信号を合成し合成信号を出力する合成回路１０３と、伝送路５０を伝送された合成信号を第１信号と第２信号に分離する分離回路３０１と、分離回路３０１により分離された第２信号を制御信号として用い、電気信号を光信号に変換するＬＮ変調器３０３と、分離回路３０１により分離された第１信号の供給を受けて動作し、ＬＮ変調器３０３へ電気信号を供給するアンプ３０２と、を備える。【選択図】図１
2011214899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧が一定の第１信号を発生させる第１信号発生回路と、
電圧が時間変化する第２信号を発生させる第２信号発生回路と、
前記第１信号と前記第２信号を合成し合成信号を出力する合成回路と、
伝送路を伝送された前記合成信号を前記第１信号と前記第２信号に分離する分離回路と、
前記分離回路により分離された第２信号を制御信号として用い、電気信号を光信号に変換する電気光変換装置と、
前記分離回路により分離された第１信号の供給を受けて動作し、前記電気光変換装置へ前記電気信号を供給する又は前記電気光変換装置からの前記光信号を処理する周辺装置と、
を備えることを特徴とする伝送システム。
【請求項２】
前記合成回路は、
前記第２信号をその電圧に応じた周波数変調信号に変換する電圧周波数変換回路と、
前記周波数変調信号と前記第１信号を加算する加算回路と、
を備え、
前記分離回路は、
前記伝送された合成信号から前記第１信号を取り出すローパスフィルタと、
前記伝送された合成信号の周波数を電圧に変換する周波数電圧変換回路と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の伝送システム。
【請求項３】
前記合成回路は、
前記第１信号と前記第２信号を加算する加算回路を備え、
前記分離回路は、
前記伝送された合成信号に基づき一定電圧を生成する一定電圧生成回路と、
前記伝送された合成信号と前記一定電圧生成回路により生成された一定電圧の信号との差信号を生成する差信号生成回路と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気信号を伝送する伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ある物体が放射する微弱な電磁波を計測する方法として、当該物体を電波暗室に設置して電磁波を測定することが行われている。電波暗室には、測定対象の物体のほか、電磁波を受けるアンテナや、アンテナで受けた信号を処理（増幅等）するための装置も設置される。また、電波暗室から離れた計測室には、信号の測定器や、上記装置を駆動・制御するためのコントローラが設置される。そして、電波暗室と計測室の間には、アンテナの計測信号（上記装置で処理された信号）を計測室へ伝送する信号伝送用ケーブルに加えて、上記装置へ駆動電力を供給する駆動用ケーブルや、上記装置を制御するための制御信号を伝送する制御信号用ケーブルが敷設される。
また、特許文献１には、電磁干渉（ＥＭＣ）を測定する電界センシング装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−０１４８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、電波暗室から計測室へ計測信号を伝送する信号伝送用ケーブルに電気のケーブル（電気信号を伝送する導体のケーブル）を用いると、測定する電磁波の周波数が１ＧＨｚ以上の範囲で信号伝送損失が急激に大きくなって、測定が困難になる。そこで、信号伝送用ケーブルを光ファイバに置き換え、アンテナの計測信号を光信号に変換してから計測室へ伝送するという方法をとることが考えられる。
しかしながら、電波暗室内の装置へ駆動電力や制御信号を電気で伝送する必要があり、そのために上述した駆動用ケーブルや制御信号用ケーブルを用いた場合、これら複数本のケーブルが電磁波の発生源となってしまい、目的とする電磁波の計測精度を向上させることが難しいという問題がある。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、伝送ケーブルからの電磁波の放射が少ない伝送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の伝送システムは、電圧が一定の第１信号を発生させる第１信号発生回路と、電圧が時間変化する第２信号を発生させる第２信号発生回路と、前記第１信号と前記第２信号を合成し合成信号を出力する合成回路と、伝送路を伝送された前記合成信号を前記第１信号と前記第２信号に分離する分離回路と、前記分離回路により分離された第２信号を制御信号として用い、電気信号を光信号に変換する電気光変換装置と、前記分離回路により分離された第１信号の供給を受けて動作し、前記電気光変換装置へ前記電気信号を供給する又は前記電気光変換装置からの前記光信号を処理する周辺装置と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、上記の伝送システムにおいて、前記合成回路は、前記第２信号をその電圧に応じた周波数変調信号に変換する電圧周波数変換回路と、前記周波数変調信号と前記第１信号を加算する加算回路と、を備え、前記分離回路は、前記伝送された合成信号から前記第１信号を取り出すローパスフィルタと、前記伝送された合成信号の周波数を電圧に変換する周波数電圧変換回路と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、上記の伝送システムにおいて、前記合成回路は、前記第１信号と前記第２信号を加算する加算回路を備え、前記分離回路は、前記伝送された合成信号に基づき一定電圧を生成する一定電圧生成回路と、前記伝送された合成信号と前記一定電圧生成回路により生成された一定電圧の信号との差信号を生成する差信号生成回路と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第１信号と第２信号を合成して伝送し、伝送後に分離する構成であるので、電磁波の発生源となる伝送路が１本だけとなり、電磁波の放射を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態による伝送システムが適用された電磁波計測システムの構成を示す図である。
【図２】同軸ケーブルの断面構造を示す図である。
【図３】第２の実施形態による伝送システムが適用された電磁波計測システムの構成を示す図である。
【図４】第３の実施形態による伝送システムが適用された電磁波計測システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による伝送システムが適用された電磁波計測システムの構成を示す図である。図１において、電磁波計測システムは、電波暗室にアンテナ４０とヘッド３０を備え、電波暗室から離れた計測室にコントローラ１０と測定器２０を備えている。また、計測室のコントローラ１０と電波暗室のヘッド３０の間には、同軸ケーブル５０，入力用光ファイバ６０，及び出力用光ファイバ７０が敷設されている。
【００１３】
アンテナ４０は、電波暗室に設置された測定対象の物体（不図示）が放射する電磁波を受けて、電磁波に応じた電気信号をヘッド３０へ出力する。
【００１４】
ヘッド３０は、分離回路３０１と、アンプ３０２と、ＬＮ変調器３０３とを備えている。
【００１５】
分離回路３０１は、同軸ケーブル５０を通って伝送されてきたコントローラ１０からの電気信号（後述）を、アンプ３０２の駆動電力となる駆動電圧信号とＬＮ変調器３０３を制御するための制御信号とに分離する。駆動電圧信号は電圧が一定の信号である。制御信号は電圧が時間変化する信号である。分離回路３０１の具体的構成については、第２，第３の実施形態で説明する。
【００１６】
アンプ３０２は、アンテナ４０からの電気信号を増幅する装置であり、分離回路３０１から供給される駆動電圧信号による電力を駆動電力として動作する。
【００１７】
ＬＮ変調器３０３は、アンプ３０２によって増幅された電気信号を光信号に変換する装置（光変調器）であり、入力用光ファイバ６０から入力された光をアンプ３０２からの電気信号で変調し、変調光を出力用光ファイバ７０へ出力する。この変調光は、出力用光ファイバ７０によってコントローラ１０まで伝送される。ＬＮ変調器３０３は、入力光を変調する際、分離回路３０１から供給される制御信号をバイアス電圧として、入力光の変調を行う。即ち、分離回路３０１からの制御信号によって、ＬＮ変調器３０３の動作点が制御される。
【００１８】
コントローラ１０は、アンプ用電源１０１と、オートバイアス回路１０２と、合成回路１０３と、光源１０４（ＬＤ；レーザダイオード）と、光カプラ１０５と、レシーバ１０６と、受光素子１０７（ＰＤ；フォトダイオード）とを備えている。
【００１９】
アンプ用電源１０１は、上述したアンプ３０２の駆動電源であり、アンプ３０２の駆動電力となる電圧一定の駆動電圧信号を発生させる。
【００２０】
オートバイアス回路１０２は、ＬＮ変調器３０３の動作点を制御する制御信号を発生させる回路であり、受光素子１０７の出力信号が所定の一定値となるように、即ち、ＬＮ変調器３０３の出力光強度が所定の一定値となるように、制御信号の電圧値を調整する。ＬＮ変調器３０３は印加電圧と出力光強度の関係を表す動作曲線が変動してしまうドリフト現象を示す場合があり、ドリフト現象が生じるとＬＮ変調器３０３の出力光強度が変化しこれにより受光素子１０７の出力信号も変化するので、オートバイアス回路１０２は、この変化が補償されるように、制御信号の上記調整を行う。よって、制御信号の電圧は、時間的に変化するものとなる。
【００２１】
合成回路１０３は、アンプ用電源１０１から出力される駆動電圧信号（電圧一定）とオートバイアス回路１０２から出力される制御信号（電圧が時間変化している）とを合成して、合成後の電気信号を同軸ケーブル５０に出力する。この電気信号は、同軸ケーブル５０によってヘッド３０まで伝送される。合成回路１０３の具体的構成については、第２，第３の実施形態で説明する。
【００２２】
光源１０４は、レーザ光を発生させる。この光は、入力用光ファイバ６０へ導入されて、入力用光ファイバ６０によってヘッド３０まで伝送される。
【００２３】
光カプラ１０５は、出力用光ファイバ７０からの光を分岐して、その一方をレシーバ１０６へ出力し、他方を受光素子１０７へ出力する。
【００２４】
レシーバ１０６（受光素子１０７と同様のフォトダイオード）は、ＬＮ変調器３０３の出力光の一部である光カプラ１０５からの出力光を電気信号に変換し、測定器２０へ出力する。
【００２５】
受光素子１０７は、ＬＮ変調器３０３の出力光の一部である光カプラ１０５からの出力光を電気信号に変換し、オートバイアス回路１０２へ出力する。
【００２６】
測定器２０は、レシーバ１０６から出力されるＬＮ変調器３０３の出力光強度に応じた信号に基づいて、アンテナ４０で受信した電磁波の強度等を測定する。
【００２７】
図２は、同軸ケーブル５０の断面構造を示す図である。
同図に示されるように、同軸ケーブル５０の中心には導体からなる信号線５１が設けられ、信号線５１の周囲には信号線５１と同心円状に絶縁体５２が設けられ、絶縁体５２の周囲には信号線５１と同心円状に導体からなるグランド線５３が設けられ、最外周部に絶縁材質の被覆５４が設けられている。
【００２８】
コントローラ１０からヘッド３０への電気信号の伝送には、このような同軸ケーブル５０が１本だけ敷設されて、この１本の同軸ケーブル５０中を、合成回路１０３により合成された駆動電圧信号と制御信号の合成信号が伝送される。したがって、電気信号を伝送するケーブルが１本と少ないため、ケーブルからの電磁波の放射を低減することができる。
【００２９】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態による伝送システムが適用された電磁波計測システムの構成を示す図である。本実施形態の電磁波計測システムは、合成回路１０３と分離回路３０１の構成を具体化した第１の例であり、他の部分は上述の実施形態と共通の構成である。以下、共通部分の説明は省略し、合成回路１０３と分離回路３０１の具体化した構成について説明する。
【００３０】
図３において、合成回路１０３は、電圧周波数変換回路１０３１と加算回路１０３２を備えている。また、分離回路３０１は、ローパスフィルタ３０１１と周波数電圧変換回路３０１２を備えている。
【００３１】
電圧周波数変換回路１０３１は、オートバイアス回路１０２から出力される制御信号Ｓ２を、制御信号Ｓ２の電圧に応じた周波数を持った変調信号Ｓ３に変換し、加算回路１０３２へ出力する。図示されているように、制御信号Ｓ２は、例えば、ある期間においては第１の電圧値を示し、それに続くある期間においては第１の電圧値より高い第２の電圧値を示す。このような制御信号Ｓ２が電圧周波数変換回路１０３１により変換されると、変調信号Ｓ３は、初めの期間では低い周波数の正弦波信号となり、２番目の期間ではそれよりも高い周波数の正弦波信号となる。
【００３２】
こうして、加算回路１０３２への一方の入力は、交流的に電圧が時間変化する変調信号Ｓ３となる。もう一方の加算回路１０３２への入力は、アンプ用電源１０１から出力される駆動電圧信号Ｓ１である。駆動電圧信号Ｓ１は、図示されているように、時間変化しない一定の電圧値を示す。
【００３３】
加算回路１０３２は、アンプ用電源１０１からの駆動電圧信号Ｓ１と電圧周波数変換回路１０３１からの変調信号Ｓ３を加算して、信号Ｓ１に信号Ｓ３が重畳された信号Ｓ４を同軸ケーブル５０に出力する。この重畳信号Ｓ４は同軸ケーブル５０により伝送され、ローパスフィルタ３０１１と周波数電圧変換回路３０１２へ入力される。
【００３４】
ローパスフィルタ３０１１は、伝送後の重畳信号Ｓ４’に含まれる直流成分を取り出す。これにより、アンプ用電源１０１が発生させた駆動電圧信号Ｓ１に対応する一定電圧の駆動電圧信号Ｓ５が得られ、アンプ３０２に駆動電力が供給される。
【００３５】
周波数電圧変換回路３０１２は、伝送後の重畳信号Ｓ４’を、重畳信号Ｓ４’の周波数に応じた電圧の信号Ｓ６に変換する。図示されているように、例えば、重畳信号Ｓ４’が低い周波数を有する期間においては、信号Ｓ６の電圧値は低くなり、重畳信号Ｓ４’が高い周波数を有する期間においては、信号Ｓ６の電圧値は高くなる。こうして、オートバイアス回路１０２が発生させた制御信号Ｓ２に対応した電圧の時間変化を示す制御信号Ｓ６が得られ、この制御信号Ｓ６に従って、ＬＮ変調器３０３による変調が行われる。
【００３６】
（第３の実施形態）
図４は、本発明の第３の実施形態による伝送システムが適用された電磁波計測システムの構成を示す図である。本実施形態の電磁波計測システムは、合成回路１０３と分離回路３０１の構成を具体化した第２の例であり、他の部分は上述の実施形態と共通の構成である。以下、共通部分の説明は省略し、合成回路１０３と分離回路３０１の具体化した構成について説明する。
【００３７】
図４において、合成回路１０３は、加算回路１０３３を備えている。また、分離回路３０１は、レギュレータ３０１３と差信号生成回路３０１４を備えている。
【００３８】
加算回路１０３３は、アンプ用電源１０１からの駆動電圧信号Ｓ１とオートバイアス回路１０２からの制御信号Ｓ２を加算して、信号Ｓ１に信号Ｓ２が重畳された信号Ｓ７を同軸ケーブル５０に出力する。この重畳信号Ｓ７は同軸ケーブル５０により伝送され、レギュレータ３０１３と差信号生成回路３０１４へ入力される。なお、駆動電圧信号Ｓ１と制御信号Ｓ２は第２の実施形態と同じである。
【００３９】
レギュレータ３０１３は、伝送後の重畳信号Ｓ７’から電圧が一定値の信号Ｓ８を生成する。この信号（駆動電圧信号）Ｓ８による電力供給を受け、アンプ３０２が駆動される。
【００４０】
差信号生成回路３０１４は、伝送後の重畳信号Ｓ７’とレギュレータ３０１３の出力信号Ｓ８との差の電圧（信号Ｓ７’の電圧から信号Ｓ８の電圧を差し引いた電圧）を示す差信号Ｓ９を生成する。これにより、オートバイアス回路１０２が発生させた制御信号Ｓ２に対応した電圧の時間変化を示す制御信号Ｓ９が得られ、この制御信号Ｓ９に従って、ＬＮ変調器３０３による変調が行われる。なお、差信号生成回路３０１４は、演算増幅器や抵抗等を用いた周知の回路として構成可能である。
【００４１】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、分離回路３０１から供給される駆動電圧信号による電力を、アンプ３０２以外の装置を駆動させるための駆動電力として利用してもよい。このような装置の一例として、ＬＮ変調器３０３からの変調光に光学的な処理（強度を変える、位相を変える、偏光状態を変える、光電気変換する、等）を加える光学装置を挙げることができるが、本発明はその具体例に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４２】
１０，１１，１２…コントローラ  ２０…測定器  ３０，３１，３２…ヘッド  ４０…アンテナ  ５０…同軸ケーブル  ５１…信号線  ５２…絶縁体  ５３…グランド線  ５４…被覆  ６０…入力用光ファイバ  ７０…出力用光ファイバ  １０１…アンプ用電源  １０２…オートバイアス回路  １０３…合成回路  １０４…光源  １０５…光カプラ  １０６…レシーバ  １０７…受光素子  ３０１…分離回路  ３０２…アンプ  ３０３…ＬＮ変調器  １０３１…電圧周波数変換回路  １０３２，１０３３…加算回路  ３０１１…ローパスフィルタ  ３０１２…周波数電圧変換回路  ３０１３…レギュレータ  ３０１４…差信号生成回路
【図１】
2011214899.tif 000003
【図２】
2011214899.tif 000004
【図３】
2011214899.tif 000005
【図４】
2011214899.tif 000006