(57)【要約】光源から放射される光を二つに分岐する光分配器と、前記光分配器により出力された一方の分岐光を所定の周波数だけ偏移させて信号光として出力する光周波数変換器と、前記信号光を所定のビーム幅に変換し信号光ビームとして空間に出射する信号光出射装置と、前記信号光ビームを位相変調して所望の空間位相分布に変換する空間光変調器と、前記空間光変調器から出力された信号光ビームを同軸の光路に変換する光合波器と、前記光分配器により出力された他方の分岐光をローカル光として合成する光合成器と、前記ローカル光を所定のビーム幅に変換しローカル光ビームとして空間に出射するローカル光出射装置と、前記信号光ビームと前記ローカル光ビームを空間的に重ね合せ合成ビームとするビーム合成器等を設けた。
2005004324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光源から放射される光を二つに分岐する第１の光分配器と、
第２の光源から放射される光を二つに分岐する第２の光分配器と、
第１のマイクロ波信号に基づいて、前記第１の光分配器により出力された一方の分岐光を所定の周波数だけ偏移させて第１の信号光として出力する第１の光周波数変換器と、
第２のマイクロ波信号に基づいて、前記第２の光分配器により出力された一方の分岐光を所定の周波数だけ偏移させて第２の信号光として出力する第２の光周波数変換器と、
前記第１の信号光を所定のビーム幅に変換し第１の信号光ビームとして空間に出射する第１の信号光出射装置と、
前記第２の信号光を所定のビーム幅に変換し第２の信号光ビームとして空間に出射する第２の信号光出射装置と、
異なる領域に入力された前記第１及び第２の信号光ビームを位相変調して所望の空間位相分布に変換する空間光変調器と、
前記空間光変調器から出力された波長の異なる第１及び第２の信号光ビームを同軸の光路に変換する光合波器と、
前記第１の光分配器により出力された他方の分岐光と、前記第２の光分配器により出力された他方の分岐光をローカル光として合成する光合成器と、
前記ローカル光を所定のビーム幅に変換しローカル光ビームとして空間に出射するローカル光出射装置と、
前記光合波器により出力された第１及び第２の信号光ビームと、前記ローカル光ビームとを空間的に重ね合わせて合成ビームとするビーム合成器と、
前記合成ビームを空間的にサンプリングしヘテロダイン検波によりマイクロ波信号に変換して、それぞれ出力する複数の光電変換器と
を備えた光制御型マイクロ波位相形成装置。
【請求項２】
前記空間光変調器は、前記第１及び第２の信号光ビームを位相変調して所望の空間位相分布に変換する代りに、前記第１及び第２の信号光ビームを強度変調して所望の空間強度分布に変換し、
前記ビーム合成器により出力された合成ビームを前記複数の光電変換器へ伝送する光ファイバアレイと、
前側焦点面が前記空間光変調器の出力面に、かつ後側焦点面が前記光ファイバアレイの入射端面になるように配置し、前記空間光変調器から出力された第１及び第２の信号光ビームをフーリエ変換するレンズとをさらに備えた
請求項１記載の光制御型マイクロ波位相形成装置。
【請求項３】
第１の光源から放射される光を二つに分岐する第１の光分配器と、
第２の光源から放射される光を二つに分岐する第２の光分配器と、
第１のマイクロ波信号に基づいて、前記第１の光分配器により出力された一方の分岐光を所定の周波数だけ偏移させて第１の信号光として出力する第１の光周波数変換器と、
第２のマイクロ波信号に基づいて、前記第２の光分配器により出力された一方の分岐光を所定の周波数だけ偏移させて第２の信号光として出力する第２の光周波数変換器と、
前記第１及び第２の信号光を合成する第１の光合成器と、
前記第１の光合成器により出力された合成光を所定のビーム幅に変換し合成信号光ビームとして空間に出射する信号光出射装置と、
前記合成信号光ビームを波長帯により空間的に分離した第１及び第２の信号光ビームとして出力する光分波器と、
異なる領域に入力された前記第１及び第２の信号光ビームを位相変調して所望の空間位相分布に変換する空間光変調器と、
前記空間光変調器から出力された波長の異なる第１及び第２の信号光ビームを同軸の光路に変換する光合波器と、
前記第１の光分配器により出力された他方の分岐光と、前記第２の光分配器により出力された他方の分岐光をローカル光として合成する第２の光合成器と、
前記ローカル光を所定のビーム幅に変換しローカル光ビームとして空間に出射するローカル光出射装置と、
前記光合波器により出力された第１及び第２の信号光ビームと、前記ローカル光ビームとを空間的に重ね合わせて合成ビームとするビーム合成器と、
前記合成ビームを空間的にサンプリングしヘテロダイン検波によりマイクロ波信号に変換して、それぞれ出力する複数の光電変換器と
を備えた光制御型マイクロ波位相形成装置。
【請求項４】
前記光分波器及び前記光合波器の位置を、前記空間光変調器に対して対称な配置とした
請求項３記載の光制御型マイクロ波位相形成装置。
【請求項５】
前記空間光変調器は、前記第１及び第２の信号光ビームを位相変調して所望の空間位相分布に変換する代りに、前記第１及び第２の信号光ビームを強度変調して所望の空間強度分布に変換し、
前記ビーム合成器により出力された合成ビームを前記複数の光電変換器へ伝送する光ファイバアレイと、
前側焦点面が前記空間光変調器の出力面に、かつ後側焦点面が前記光ファイバアレイの入射端面になるように配置し、前記空間光変調器から出力された第１及び第２の信号光ビームをフーリエ変換するレンズとをさらに備えた
請求項３記載の光制御型マイクロ波位相形成装置。
【請求項６】
前記ローカル光ビームを波長帯により空間的に分離した第１及び第２のローカル光ビームとして出力する第２の光分波器と、
異なる領域に入力された前記第１及び第２のローカル光ビームを位相変調して所望の空間位相分布に変換する第２の空間光変調器と、
前記空間光変調器から出力された波長の異なる第１及び第２のローカル光ビームを同軸の光路に変換する第２の光合波器とをさらに備え、
前記ビーム合成器は、前記光合波器により出力された第１及び第２の信号光ビームと前記ローカル光ビームとを空間的に重ね合わせる代わりに、前記光合波器により出力された第１及び第２の信号光ビームと前記第２の光合波器により出力された第１及び第２のローカル光ビームとを空間的に重ね合わせて合成ビームとする
請求項３記載の光制御型マイクロ波位相形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  この発明は、アレイアンテナから放射する複数のマイクロ波ビームを、光波により制御するアレイアンテナ用マルチビーム形成回路に適用可能な光制御型マイクロ波位相形成装置に関するものである。
【背景技術】  従来の光制御型マイクロ波位相形成装置は、マイクロ波信号の周波数だけ周波数が異なる第１と第２のビーム光を放射し、第１のビーム光を信号光ビームとして空間光変調器によりアレイアンテナの各アンテナ素子への給電振幅、位相分布に変換し、第２のビーム光をローカル光ビームとして、信号光ビームとローカル光ビームとを空間的に重ね合わせ、かつ空間的にサンプリングし、サンプリング光を光電変換器によるヘテロダイン検波によりマイクロ波信に変換した後、アレイアンテナを用いて空間に放射する（例えば、特開平７−２０２５４７号公報（図１及び図２）、特開平６−２７６０１７号公報（図３）参照）。
特開平７−２０２５４７号公報に記載された従来の光制御型マイクロ波位相制御装置は、空間光変調器の各素子で形成する振幅、位相信号とアレイアンテナの各素子への給電信号が一対一に対応しているため、一つの空間光変調器では一つのマイクロ波位相波面しか形成できず、複数のマイクロ波ビームを放射するアレイアンテナ用の給電信号を生成できないという問題点があった。
また、特開平６−２７６０１７号公報の図３は、マルチビーム形成に関するものであるが、この図３の構成では、複数のビームの方向は各々マスクの位置で決めているため、複数のビームを同じ方向に向けることや、重ねることができず、複数のビームの方向がお互いのビーム同士で制限されるという問題点があった。
この発明は、前述した問題点を解決するためになされたもので、一つの空間光変調器で複数のマイクロ波位相面を同時に形成できる光制御型マイクロ波位相形成装置を得ることを目的とする。
【発明の開示】
この発明に係る光制御型マイクロ波位相形成装置は、第１の光源から放射される光を二つに分岐する第１の光分配器と、第２の光源から放射される光を二つに分岐する第２の光分配器と、第１のマイクロ波信号に基づいて、前記第１の光分配器により出力された一方の分岐光を所定の周波数だけ偏移させて第１の信号光として出力する第１の光周波数変換器と、第２のマイクロ波信号に基づいて、前記第２の光分配器により出力された一方の分岐光を所定の周波数だけ偏移させて第２の信号光として出力する第２の光周波数変換器とを設けた。
また、前記第１の信号光を所定のビーム幅に変換し第１の信号光ビームとして空間に出射する第１の信号光出射装置と、前記第２の信号光を所定のビーム幅に変換し第２の信号光ビームとして空間に出射する第２の信号光出射装置と、異なる領域に入力された前記第１及び第２の信号光ビームを位相変調して所望の空間位相分布に変換する空間光変調器と、前記空間光変調器から出力された波長の異なる第１及び第２の信号光ビームを同軸の光路に変換する光合波器とを設けた。
さらに、前記第１の光分配器により出力された他方の分岐光と、前記第２の光分配器により出力された他方の分岐光をローカル光として合成する光合成器と、前記ローカル光を所定のビーム幅に変換しローカル光ビームとして空間に出射するローカル光出射装置と、前記光合波器により出力された第１及び第２の信号光ビームと、前記ローカル光ビームとを空間的に重ね合わせて合成ビームとするビーム合成器と、前記合成ビームを空間的にサンプリングしヘテロダイン検波によりマイクロ波信号に変換して、それぞれ出力する複数の光電変換器とを設けた。
【図面の簡単な説明】  図１はこの発明の実施例１に係る光制御型マイクロ波位相形成装置の構成を示す図、
図２はこの発明の実施例１に係る光制御型マイクロ波位相形成装置の光合波器の構成を示す図、
図３はこの発明の実施例２に係る光制御型マイクロ波位相形成装置の光合波器の構成を示す図、
図４はこの発明の実施例３に係る光制御型マイクロ波位相形成装置の構成を示す図、
図５はこの発明の実施例５に係る光制御型マイクロ波位相形成装置の構成を示す図、
図６はこの発明の実施例６に係る光制御型マイクロ波位相形成装置の構成を示す図、
図７はこの発明の実施例７に係る光制御型マイクロ波位相形成装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、この発明の各実施例について図面に基づき説明する。
【実施例１】  この発明の実施例１に係る光制御型マイクロ波位相形成装置について図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施例１に係る光制御型マイクロ波位相形成装置の構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
図１において、本装置は、光源１０、２０と、光分配器１２、２２と、光周波数変換器１３、２３と、マイクロ波信号入力端子１４、２４と、信号光出射装置１５、２５と、空間光変調器３０と、空間光変調器コントローラ３１と、光合波器４０と、光合成器５０と、ローカル光出射装置５１と、ビーム合成器５２と、レンズアレイ５３と、光ファイバアレイ５４と、光電変換器５５と、マイクロ波信号出力端子５６とを備える。
つぎに、この実施例１に係る光制御型マイクロ波位相形成装置の動作について図面を参照しながら説明する。図２は、この実施例１に係る光制御型マイクロ波位相形成装置の光合波器の構成を示す図である。
図１に示すように、光源１０から放射される光を光分配器１２により二つに分岐し、光周波数変換器１３は、マイクロ波信号入力端子１４に入力される第１のマイクロ波信号により、一方の分岐光を所定の周波数だけ偏移させて、信号光１１として出力する。周波数が偏移した信号光１１は、例えば光ファイバ、レンズにより構成された信号光出射装置１５を介して所定のビーム幅の信号光ビーム１１に変換し、空間に出射する。空間に出射した信号光ビーム１１は、空間光変調器３０に入力する。光の周波数を偏移させる光周波数変換としては、例えば音響光学効果を用いた光周波数シフタが商品化されている。
同様に、光源１０とは異なる波長の光源２０から放射される光を、光分波器２２により二つに分岐し、光周波数変換器２３は、マイクロ波信号入力端子２４に入力される第２のマイクロ波信号により、一方の分岐光を所定の周波数だけ偏移させて、信号光２１として出力する。周波数が変移した信号光２１は、例えば光ファイバ、レンズにより構成された信号光出射装置２５を介して所定のビーム幅の信号光ビーム２１に変換し、空間光変調器３０に信号光ビーム１１とは異なる領域に入力する。
空間光変調器３０上の異なる領域に入力させた信号光ビーム１１と信号光ビーム２１はそれぞれ、空間光変調器コントローラ３１からの入力信号に従い、空間的に位相が変調され、空間光変調器３０は所望の空間位相分布に変換された信号光ビーム（出力光）１６及び２６として出力する。なお、空間光変調器３０としては、例えば液晶素子などがある。
空間光変調器３０からの信号光ビーム１６及び２６は、光合波器４０に入力される。光合波器４０は、入力信号光の波長及び入射位置、入射角に応じて光路を変化させ、入射位置及び波長の異なる信号光ビーム１６及び２６を同軸の光路に変換し出力させる。
この光合波器４０は、例えばプリズムや回折格子のような波長分散素子の屈折角や反射角の波長依存性を利用することで実現できる。例えば、図２のように、二つのプリズム４１、４２を組み合わせることにより構成できる。プリズム４１に入射した波長の異なる入射光ビーム（信号光ビーム１６及び２６）は、それぞれ波長に応じて異なる角度で屈折し、プリズム４１から異なる角度で出射する。二つ出射光ビームが交差する場所にプリズム４２を設置し、このプリズム４２に入射させる。交差点はプリズム４１への二つの入射光の入射条件、波長により決まる各光の屈折角から一意的に決まる。異なる角度でプリズム４２に入射した二つの光は、各光の波長に応じてプリズム４２で異なる角度で屈折するので、出力光ビームを同一の光路に変換することが可能である。
光合波器４０から出射され同軸の光路に変換された信号光ビーム（合成光）４３は、ビーム合成器５２を介して光ファイバアレイ５４に入力する。
一方、光源１０から放射し、光分配器１２により分岐した他方の分岐光１８と、光源２０から放射し、光分配器２２により分岐した他方の分岐光２８をローカル光として、光合成器５０により合成し、光ファイバ、レンズなどから構成されるローカル光出射装置５１を介して、所定のビーム幅のローカル光ビームに変換し、ビーム合成器５２を介して、前記の信号ビーム（合成光）４３と空間的に重ね合わせて合成ビームとし、光ファイバアレイ５４に入力する。
光ファイバアレイ５４の入射端側には、光ファイバアレイ５４を構成する各光ファイバへの入力光の結合効率を高めるために、レンズアレイ５３を備えても良い。
各光ファイバに入力した光は、光ファイバ中を伝搬し、各光ファイバに接続された各光電変換器５５に入力される。各光電変換器５５に入力した光は、ヘテロダイン検波によりマイクロ波信号に変換され、それぞれマイクロ波信号出力端子５６より出力される。各マイクロ波信号の位相分布は、空間光変調器３０により与えた位相分布となる。
アレイアンテナに適用する場合は、マイクロ波信号出力端子５６からの各出力信号を、必要に応じてマイクロ波増幅器などを介して、アレイアンテナの各アンテナ素子に給電し、空間に放射させる。
ある光電変換器５５からのマイクロ波出力信号を以下に示す。光源１０の周波数をｆｏ１、マイクロ波信号の周波数をｆｍ１、注目する光ファイバへの入射光となる空間光変調器３０の素子の位相変調量をφ１とおく。同様に、光源２０の周波数をｆｏ２、マイクロ波信号の周波数をｆｍ２、位相変調量をφ２とおく。
光電変換器５５に入力する光は、各々の振幅を１と仮定すると、次の４つの周波数成分からなる。
ｃｏｓ（２π（ｆｏ１＋ｆｍ１）ｔ＋φ１）、
ｃｏｓ（２πｆｏ１ｔ）、
ｃｏｓ（２π（ｆｏ２＋ｆｍ２）ｔ＋φ２）、
ｃｏｓ（２πｆｏ２ｔ）。
光電変換器５５ではこれら任意の２つの成分の和や差の成分が出力される。
光源１０と光源２０の周波数差が光電変換器５５の周波数帯域よりも大きい場合、光電変換器５５から出力されるマイクロ波信号の周波数は、以下の２成分となり、それぞれ、空間光変調器３０で与えた位相変調量φ１、φ２が光電変換器５５から出力するマイクロ波信号に重畳される。
ｃｏｓ（２πｆｍ１ｔ＋φ１）、
ｃｏｓ（２πｆｍ２ｔ＋φ２）。
本実施例１のように、空間光変調器３０内の異なる場所で位相φ１、φ２で変調した各光を、光合波器４０により同一の光路に変換できるため、二つの光及びそれぞれから生成するマイクロ波信号を独立に制御することが可能となる。
【実施例２】  この発明の実施例２に係る光制御型マイクロ波位相形成装置について図面を参照しながら説明する。図３は、この発明の実施例２に係る光制御型マイクロ波位相形成装置の光合波器の構成を示す図である。
上記実施例１において、プリズム４１、４２から構成された光合波器４０の例を示したが、反射型の回折格子のような波長分散素子の反射角の波長依存性を利用することでも実現できる。
例えば、図３のように二つの回折格子４４、４５を組み合わせることにより実現できる。回折格子４４に入射した波長の異なる入射光（信号光ビーム１６及び２６）は、それぞれ波長、入射角に応じて異なる角度で反射する。二つの反射光が交差する場所に回折格子４５を設置し、この回折格子４５に入射させる。交差点は回折格子４４への入射条件、波長により決まる屈折角から一意的に決まる。異なる角度で回折格子４５へ入射した二つの光は、各光の波長に応じて回折格子４５で異なる角度で反射するので、反射光を同一の光路に変換することが可能である。
このような機能は、プリズムや回折格子に限らず、フォトニック結晶など波長分散性のある素子の屈折、または反射方向の波長依存性などを利用することにより様々な構成で実現することが可能である。
【実施例３】  この発明の実施例３に係る光制御型マイクロ波位相形成装置について図面を参照しながら説明する。図４は、この発明の実施例３に係る光制御型マイクロ波位相形成装置の構成を示す図である。
図４において、本装置は、光源１０、２０と、光分配器１２、２２と、光周波数変換器１３、２３と、マイクロ波信号入力端子１４、２４と、光合成器４６と、信号光出射措置４７と、光分波器４９と、空間光変調器３０と、空間光変調器コントローラ３１と、光合波器４０と、光合成器５０と、ローカル光出射装置５１と、ビーム合成器５２と、レンズアレイ５３と、光ファイバアレイ５４と、光電変換器５５と、マイクロ波信号出力端子５６とを備える。
つぎに、この実施例３に係る光制御型マイクロ波位相形成装置の動作について図面を参照しながら説明する。
光源１０及び光源２０から放射後、周波数変化された信号光１１及び２１を光合成器４６により合成する。合成光４８は、信号光出射措置４７を介して、所定のビーム幅の信号光ビームに変換し、光分波器４９に入力する。この光分波器４９では、入力光の波長により異なる場所から入力光を出力する。光分波器４９は、光合波器４０の入力、出力の方向を入れ替えたもと同等であり、信号光ビーム１１及び２１は波長帯により、光分波器４９の異なる場所から出力する。信号光ビーム１１及び２１は光空間変調器３０の異なる領域に入力する。以下の動作は、上記実施例１と同様である。
光分波器４９の構成としては、例えば、図２や図３に示す光合波器４０の出力側から光を入力し、入力側から出力させることにより実現可能である。
空間光変調器３０への入力側に光分波器４９を適用することにより、光合成器４６からレンズ（信号光出射措置）４７間で複数の光を多重することが可能となり、伝送路の本数、空間光変調器３０への入力のレンズを減らすことができる。
【実施例４】  この発明の実施例４に係る光制御型マイクロ波位相形成装置について説明する。
上記実施例３において、光合波器４０と光分波器４９の位置を、空間光変調器３０に対して対称な配置とする。光合波器４０及び光分波器４９の入出力方向、場所の波長依存性を除去でき、異なる波長帯の光源を使用しても、光合波器４０、光分波器４９は同一の配置で対応できる。
また、３つ以上の光源を使用して３つ以上のマイクロ波位相波面を形成する場合も、光合成器４６以下は上記実施例３と同一の構成で適用可能である。
【実施例５】  この発明の実施例５に係る光制御型マイクロ波位相形成装置について図面を参照しながら説明する。図５は、この発明の実施例５に係る光制御型マイクロ波位相形成装置の構成を示す図である。
図５において、本装置は、光源１０、２０と、光分配器１２、２２と、光周波数変換器１３、２３と、マイクロ波信号入力端子１４、２４と、信号光出射装置１５、２５と、空間光変調器コントローラ３１と、空間光変調器３５と、光合波器４０と、レンズ６０と、光合成器５０と、ローカル光出射装置５１と、ビーム合成器５２と、レンズアレイ５３と、光ファイバアレイ５４と、光電変換器５５と、マイクロ波信号出力端子５６とを備える。
空間光変調器３５と光ファイバアレイ５４間にレンズ６０を設置し、空間光変調器３５の出力面をレンズ６０の前側焦点面に、光ファイバアレイ５４もしくはレンズアレイ５３の入射端面をレンズ６０の後側焦点面に設置する。
つぎに、この実施例５に係る光制御型マイクロ波位相形成装置の動作について図面を参照しながら説明する。
空間光変調器３５により各信号光１１及２１の強度分布をそれぞれ、マルチビームを構成する各アンテナ放射ビームの強度分布に変換する。変換光１６及び２６は、上記実施例１及び２と同様に、光合波器４０により光路を変換した後、レンズ６０を透過する。
ここで、空間光変調器３５の出力面と光ファイバアレイ５４の入射端面は、レンズ６０によりフーリエ変換の関係となるため、光ファイバアレイ５４の各光ファイバには空間光変調器３５の出力信号がフーリエ変換されたものが入力する。さらに、アレイアンテナへの給電信号と遠方でのアンテナ放射パターンの間にもフーリエ変換の関係があることから、空間光変調器３５の出力光の強度分布と、アンテナ放射パターンはほぼ相似な関係となる。例えば、空間光変調器３５に三角形の強度分布を与えると、アンテナ放射パターンも三角形となる。
【実施例６】  この発明の実施例６に係る光制御型マイクロ波位相形成装置について図面を参照しながら説明する。図６は、この発明の実施例６に係る光制御型マイクロ波位相形成装置の構成を示す図である。
図６において、本装置は、光源１０、２０と、光分配器１２、２２と、光周波数変換器１３、２３と、マイクロ波信号入力端子１４、２４と、光合成器４６と、信号光出射措置４７と、光分波器４９と、空間光変調器コントローラ３１と、空間光変調器３５と、光合波器４０と、レンズ６０と、光合成器５０と、ローカル光出射装置５１と、ビーム合成器５２と、レンズアレイ５３と、光ファイバアレイ５４と、光電変換器５５と、マイクロ波信号出力端子５６とを備える。
つぎに、この実施例６に係る光制御型マイクロ波位相形成装置の動作について図面を参照しながら説明する。
上記実施例３と同様に、光源１０及び光源２０から放射した光を、空間光変調器３５の異なる領域に入力する。入力信号光１１及び２１は、空間光変調器３５により、それぞれ所望のアンテナ放射パターンに対応した分布で強度変調されて出力され、上記実施例５と同様の動作をする。
これにより、光合成器４６からレンズ（信号光出射措置）４７間で複数の光を多重することが可能となり、伝送路の本数、空間光変調器３５への入力のレンズを減らすことができる。
【実施例７】  この発明の実施例７に係る光制御型マイクロ波位相形成装置について図面を参照しながら説明する。図７は、この発明の実施例７に係る光制御型マイクロ波位相形成装置の構成を示す図である。
図７において、本装置は、光源１０、２０と、光分配器１２、２２と、光周波数変換器１３、２３と、マイクロ波信号入力端子１４、２４と、光合成器４６と、信号光出射措置４７と、光分波器４９と、空間光変調器３０と、空間光変調器コントローラ３１、３２と、光合波器４０と、光合成器５０と、ローカル光出射装置５１と、ビーム合成器５２と、レンズアレイ５３と、光ファイバアレイ５４と、光電変換器５５と、マイクロ波信号出力端子５６とを備える。
つぎに、この実施例７に係る光制御型マイクロ波位相形成装置の動作について図面を参照しながら説明する。
光源１０、２０から放射した分岐光１８及び２８が光合成器５０で合成し、レンズ（ローカル光出射装置）５１により所定のビーム幅で空間に放射する。放射光は光分波器４９により、波長により異なる光路の光１９及び２９に分けて、空間光変調器３０への入力側に入力する。
出力光１９及び２９の空間強度分波は、それぞれ所定の強度分布に変換され空間光変調器３０から出力する。出力光は光合波器４０により同一の光路に変換され、ビーム合成器５２を介して、光ファイバアレイ５４に入力する。
位相分布に加えて、強度分布を制御可能となることから、アレイアンテナからの放射ビームの低サイドローブ化、ビーム幅の制御などに対する柔軟性が向上する。
【実施例８】  上記実施例７では、分岐光１８及び２８に対して強度変調を行っていたが、空間光変調器３０の入射側、あるいは出射側に空間光変調器３５を挿入し強度変調を行っても良い。
【実施例９】  以上の各実施例は二つの光源を用いて二つのマルチビームを発生させるものであるが、三つ以上の光源を用いて、三つ以上のマルチビーム形成回路を実現できるのは言うまでもない。
【実施例１０】  以上の各実施例では透過型の空間光変調器３０を用いた構成で説明したが、反射型の空間光変調器でも適用可能なのは言うまでもない。
【実施例１１】  以上の各実施例では、光源１０からの分岐光１１に対して周波数を変換させていたが、他方の分岐光１８の周波数を偏移させても良い。また、分岐光１１と分岐光１８の両方の周波数を変換しても良い。
【実施例１２】  以上の各実施例では、一つのマイクロ波を形成するために、一つの光源と周波数変換器を用いていたが、二つの光源を使用し、二つの光源の周波数差が所望のマイクロ波周波数となるように、各光源の波長を制御しても良い。
【実施例１３】  以上の各実施例では、光ファイバアレイ５４により光をサンプリング後、光電変換器５５に伝送していたが、光ファイバアレイ５４を介さずに、光電変換器５５のアレイに直接受光しても良い。
【産業上の利用の可能性】
この発明に係る光制御型マイクロ波位相形成装置は、以上説明したとおり、アレイアンテナ用マルチビーム形成回路に適用可能で、波長帯の異なる複数光と、複数の光の光路を合成する光合波器により、一つの空間光変調器上の異なる領域から出力した光を同一の光路に変換することが可能となる。このため、一つの空間光変調器で複数のマイクロ波位相面を同時に形成することができる。
【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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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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