(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長のレーザ光と、第１波長と異なる波長を持ち第１の高周波信号で変調された第２波長のレーザ光とを入力し入力部となる光路と、
前記の光路を少なくとも第１光路と第２光路とを含む複数の光路に分ける分岐部と、
第１光路および第２光路のすくなくとも１つの光路の光信号の位相を変調する光変調器と、
第１波長成分を主に反射し第２波長成分を主に透過する透過特性を備え第１光路上に設けられた第１濾波器と第２光路上に設けられた第２濾波器と、
第１濾波器あるいは第２濾波器を透過した光信号から第１の高周波信号を復調する光検出器と、
を有し、
上記の光変調器に印加する高周波信号の周期の整数倍にその周期の４分の１を差し引いた時間を下限とし、前記の周期の整数倍にその周期の４分の１を加えた時間を上限とする範囲にある適当な時間が、上記の光変調器の中心から上記の濾波器に光信号の至る時間の２倍に等しい構成と、
（１）第１波長のレーザ光と、第１波長と異なる波長を持ち第１の高周波信号で変調された第２波長のレーザ光とを含む光信号を入力し、（２）入力した前記の光信号を、上記の分岐部で少なくとも第１光路と第２光路とに分岐し、（３）第１光路あるいは第２光路のいずれか一方あるいは両方の光路の光信号を上記の光変調器を用いて第２の高周波信号で位相変調して、（４）第１光路あるいは第２光路の光信号をそれぞれ第１濾波器あるいは第２濾波器に通し、（４a）第１濾波器あるいは第２濾波器で反射された光信号はそれぞれの光路を逆に伝搬させ、（４b）第１濾波器あるいは第２濾波器を透過した光信号を上記の光検出器を用いて電気信号に変換し、（５）第１あるいは第２濾波器で反射され、それぞれの光路を逆にたどる光信号のいずれか一方あるいは両方を、再び第２の高周波信号で位相変調し、（６）上記の分岐部で合波し、（７）上記の入力部から出力することにより、第２の高周波信号で強度変調された光信号を出力する構成と、
を備えることを特徴とする光変調装置。
【請求項２】
第１波長のレーザ光と、第１波長と異なる波長を持ち第１の高周波信号で変調された第２波長のレーザ光とを入力し入力部となる光路と、
前記の光路を少なくとも第１光路と第２光路を含む複数の光路に分ける分岐部と、
第１光路および第２光路のすくなくとも１つの光路の光信号の位相を変調する光変調器と、
第１波長成分を主に反射し第２波長成分を主に透過する透過特性を備え第１光路上に設けられた第１濾波器と第２光路上に設けられた第２濾波器と、
第１濾波器あるいは第２濾波器を透過した光信号から第１の高周波信号を復調する光検出器と、
を有し、
上記の光変調器に印加する高周波信号の周期の整数倍にその周期の４分の１を差し引いた時間を下限とし、前記の周期の整数倍にその周期の４分の１を加えた時間を上限とする範囲にある適当な時間が、上記の光変調器電極の給電点から上記の濾波器に光信号の至る時間の２倍に等しい構成と、
（１）第１波長のレーザ光と、第１波長と異なる波長を持ち第１の高周波信号で変調された第２波長のレーザ光とを含む光信号を入力し、（２）入力した前記の光信号を、上記の分岐部で少なくとも第１光路と第２光路とに分岐し、（３）第１光路あるいは第２光路のいずれか一方あるいは両方の光路の光信号を上記の光変調器を用いて第２の高周波信号で位相変調して、（４）第１光路あるいは第２光路の光信号をそれぞれ第１濾波器あるいは第２濾波器に通し、（４ａ）第１濾波器あるいは第２濾波器で反射された光信号はそれぞれの光路を逆に伝搬させ、（４ｂ）第１濾波器あるいは第２濾波器を透過した光信号を上記の光検出器を用いて電気信号に変換し、（５）第１あるいは第２濾波器で反射され、それぞれの光路を逆にたどる光信号のいずれか一方あるいは両方を、再び第２の高周波信号で位相変調し、（６）上記の分岐部で合波し、（７）上記の入力部から出力することにより第２の高音波信号で強度変調された光信号を出力する構成と、
を備えることを特徴とする光変調装置。
【請求項３】
第１波長のレーザ光と、第１波長と異なる波長を持ち第１の高周波信号で変調された第２波長のレーザ光とを発生し、伝送する手段を備えることを特徴とする請求項１ないし２のいずれかに記載の光変調装置。
【請求項４】
上記の光変調器は、共振型の変調部を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光変調装置。
【請求項５】
上記の光変調器は、直列に配置された複数の変調部からなり、少なくともそのひとつは、高周波信号による変調を行い、他のひとつは高周波信号よりも低い周波数帯域にある信号による変調を行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の光変調装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の光変調装置と、
上記の復調された第１の高周波信号のすくなくとも一部の信号を送信する送信手段と、
高周波信号を受信する受信手段と、を備え、さらに、
上記の光変調器を用いて、受信した高周波信号で、第１波長のレーザ光を変調する構成を備えることを特徴とする光信号と電波信号との変換装置。
【請求項７】
上記の光変調器から分配した光信号の一部を入射して、電気エネルギーに変換する光電変換器を備え、該電気エネルギーを、送信手段、受信手段あるいは変調手段に供給する構成を有することを特徴とする請求項６に記載の光信号と電波信号との変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、変調効率の高い光変調器と、それを用いた、ミリ波やマイクロ波などの高周波信号で強度変調された光信号から高周波信号を取り出し、アンテナから無線電波として放射する機能と、逆にアンテナで受信したミリ波、マイクロ波などの高周波信号で光を強度変調する機能とを有する光信号と電波信号との変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インターネット通信の広帯域化に対応する技術のひとつとして、信号を光ファイバーで利用者の近くまで伝送し、終端では、その信号を電波を用いた無線信号として伝送するＰＯＮ(passiveoptical network)技術が注目されている。この技術については、小型の装置でありながら、受信した微弱な高周波信号で光信号を変調できる高い効率をもった光変調技術や、光信号に重畳された高周波信号を効率的に送信する技術が必要とされ、以下に記載のするようにすでに基礎となるいくつかの発明や発表がある。
【０００３】
微弱な高周波信号で光信号を変調する方法としては、変調器の構造を生かして変調器に印加される高周波信号の電圧を高くするか、変調器の光路長を長くとることによって変調効率を改善することが有効であることが知られている。また、変調器の光路長を短くするための工夫が行われており、たとえば、文献１（石川、「ＬＮ光導波路を用いた双方向伝送用外部光変調器」、Ｃ-215、4-257頁、１９９２年電子情報通信学会春季大会）には、マッハツェンダー型の光変調器をほぼ中央の光路に垂直な線分で折りかえした構成を持ち、入射した光が２股に分岐した後位相変調を受け、それぞれ反射された後、再び位相変調を受け、変調された光が先の分岐点で合波される構成をもった光変調器が、また、文献２（W.Burns, et al. “Broad-Band Reflection Traveling-Wave LiNbO3Modulator”, IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 10, NO.6, 805-806, 1998.）には、文献１の構成に加えて、入力した高周波信号も分岐された光路の一端で反射する構成をもった光変調器が報告されている。
【０００４】
また、光信号から高周波信号を取り出し、アンテナから高周波電波として放射する機能をもった装置あるいは通信システムが開示されている。
【０００５】
光と高周波信号とを用いたハイブリッド無線通信システムが、特表平８−５０８３７０号公報に開示されている。この無線通信システムにおいて使用されるトランスデューサは、電力を使用しない光電検出器と、無線アンテナとを具備しており、その光電検出器は、無線アンテナに直接電気的に接続され、電力を使用せずにトランスデューサによって光信号が受信され、無線信号が送信される。このため、このトランスデューサは、例えば遠隔地にあっても電力供給なしに動作させることが可能である。
【０００６】
また、送信される無線信号をさらに増強する構成を持った無線装置および通信システムが、特開２００１−２４５９６号公報に開示されている。この無線装置では、伝送路を介して光信号発信装置から送られてきた高周波変調された光信号を、バイアス電圧電源からのバイアス電圧が印加された光電変換素子により光電変換し、高周波の電気信号を出力し、その電気信号を、増幅器を用いずに、送信アンテナに直接供給して電波を発信する。また、この公報には、外部からの電波を受信する受信用アンテナと、前記受信用アンテナにより受信された電波に応じて、前記光源から前記光伝送往路を介して送られてきた光を変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を伝送する光伝送復路をもった構成が開示されている。さらに、この公報には、外界の光を受ける太陽電池を用いてバイアス電圧を発生せしめることが開示されている。
【０００７】
また、アンテナで受信したミリ波、マイクロ波などの高周波信号で光を変調する機能をもったものとして、次の装置が開示されている。
【０００８】
まず、広帯域な周波数成分を含む電磁波の波形測定を可能にする電界センサが、特開平５−２０４３号公報に開示されている。この電界センサでは、光源からの光信号を偏波面保持光ファイバで光変調器に導き、センサロッドで検出した電界により光学結晶で変調する。変調された信号は、シングル光モードファイバで、光検出器へ導かれ、電気信号に変換されてレベル測定器で測定される。
【０００９】
また、無線信号を直接光の信号に変換する小型かつ平面的な電波−光変換部を有する情報通信用の電波−光変換変調装置が、特開平９−５１３０７号公報に開示されている。この装置は、電気光学効果を持つ基板と、前記基板上に形成され互いに並行するとともに最終的に合流する少なくとも一対の光導波路と、前記光導波路上に形成された外部空間電界信号検出アンテナ機能を有する電極と、前記光導波路に光を供給する光供給光源及び光ファイバケーブルと、前記光導波路から出た光を検出する光検出器と処理する光信号受信機を備えた電波−光変換変調装置である。この装置は、前記光導波路を通る光を、外部空間電界信号で直接変調するものである。
【００１０】
しかし、上記した発明は、以下に説明する様に、本願発明とは異なるものである。
【００１１】
先ず、文献１あるいは２で報告された光変調器は、変調された光が光路を反射して戻る際に再び変調されることにより変調効率を改善する構成になっていない点で、本願発明と相違している。
【００１２】
また、特表平８−５０８３７０号公報に開示されたシステムは、光信号を無線信号に変換する機能と構成を有するが、無線信号を光信号に変換して伝送する機能と構成を有しない点において、本願発明とは異なっている。
【００１３】
また、特開２００１−２４５９６号公報に開示され無線装置および通信システムは、無線信号を光信号に変換する変調器の構成と、電気エネルギーに変換する光エネルギーを取り入れる構成において本願発明とは異なっている。
【００１４】
また、特開平５−２０４３号公報に開示された電波−光変換変調装置は、無線信号を光信号に変換する変調器の構成において、本願発明とは異なっている。
【００１５】
また、特開平９−５１３０７号公報に開示されたシステムは、光信号を無線信号に変換する機能と構成を有するが、無線信号を光信号に変換して伝送する機能と構成を有しない点において、本願発明とは異なっている。
【００１６】
光変調器によって、変調された光が反射体より反射されて再び同じ光変調器により変調される構成に付いては、論文１（石川、「ＬＮ光導波路を用いた双方向伝送用外部光変調器」、C-215、１９９２年電子情報通信学会春季大会）、あるいは論文２（W.K.Burns,et al. “Broad-Band Reflection Traveling-wave LiNbO3 Modulator”,IEEE PhotonicsTechnology Letters, 805-806,VOL. 10, 6, JUNE 1998）に記載されている。また、共振型光変調器は、論文３（川西、その他２名、「平面構造共振型光変調器」、１３頁、電子情報通信学会  信学技法、2000-05）に記載されている。しかし、これらを送受信装置に適用することに関しては触れられていない。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
これまでに、上記のような開示がなされてきているが、従来のＰＯＮ技術に用いられる光信号と電波信号との変換装置では、進行波型の光変調器が用いられているために、十分に変調された光信号を得ようとすると、長い光路をもった光変調器を用いる必要があった。
【００１８】
この発明は上記に鑑み提案されたもので、光路の単位長あたりの変調効率の高い変調器を用いることで、効率の高い光変調器を実現することが目的のひとつであり、また、それを用いた光信号と電波信号との変換装置を実現することが他の目的のひとつである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の概要を説明すると、１本の光導波路が２本の光導波路に分岐する構成で、２本の光導波路は終端が光フィルターとなっている。光フィルターを経て取り出される光を一方は高い周波数まで応答する光検出器に、もう一方を応答周波数の低い光検出器に導く。前者の光検出器からの出力を送信用アンテナに、もう一方の出力を変調器のバイアスコントローラや増幅器の直流電源として使う。２本の光導波路の途中に光位相変調器があり、マッハツェンダー型光変調器を折りかえしたような構成となっている。光位相変調器は共振型を用いる。光から無線に変換する際に用いる光の波長と無線から光に変換する際に用いる光の波長は異なるようにする。前者の波長は光フィルターを透過し、後者の波長の光は反射する。反射した光は２度、光変調器を通過するがその時間間隔が高周波信号の周波数の逆数の整数倍であるとすることにより、高い変調効率を維持できる。また、受信用アンテナで受信した高周波信号は増幅され、光変調器に供給される。受信用、送信用アンテナは共用とすることも可能である。
【００２２】
本発明は、第１波長のレーザ光と、第１波長と異なる波長を持ち第１の高周波信号で変調された第２波長のレーザ光とを入力し入力部となる光路と、前記の光路を少なくとも第１光路と第２光路とを含む複数の光路に分ける分岐部と、第１光路および第２光路のすくなくとも１つの光路の光信号の位相を変調する光変調器と、第１波長成分を主に反射し第２波長成分を主に透過する透過特性を備え第１光路上に設けられた第１濾波器と第１光路上に設けられた第２濾波器と濾波器と、第１濾波器あるいは第２濾波器を透過した光信号から第１の高周波信号を復調する光検出器と、を有し、
上記の光変調器に印加する高周波信号の周期の整数倍にその周期の４分の１を差し引いた時間を下限とし、前記の周期の整数倍にその周期の４分の１を加えた時間を上限とする範囲にある適当な時間が、上記の光変調器の中心から上記の濾波器に光信号の至る時間の２倍に等しい構成と、
（１）第１波長のレーザ光と、第１波長と異なる波長を持ち第１の高周波信号で変調された第２波長のレーザ光とを含む光信号を入力し、（２）入力した前記の光信号を、上記の分岐部で少なくとも第１光路と第２光路とに分岐し、（３）第１光路あるいは第２光路のいずれか一方あるいは両方の光路の光信号を上記の光変調器を用いて第２の高周波信号で位相変調して、（４）第１光路あるいは第２光路の光信号をそれぞれ第１濾波器あるいは第２濾波器に通し、（４a）第１濾波器あるいは第２濾波器で反射された光信号はそれぞれの光路を逆に伝搬させ、（４b）第１濾波器あるいは第２濾波器を透過した光信号を上記の光検出器を用いて電気信号に変換し、（５）第１あるいは第２濾波器で反射され、それぞれの光路を逆にたどる光信号のいずれか一方あるいは両方を、再び第２の高周波信号で位相変調し、（６）上記の分岐部で合波し、（７）上記の入力部から出力することにより、第２の高周波信号で強度変調された光信号を出力する構成と、を備えることを特徴としている。
【００２３】
同様に本発明は、第１波長のレーザ光と、第１波長と異なる波長を持ち第１の高周波信号で変調された第２波長のレーザ光とを入力し入力部となる光路と、前記の光路を少なくとも第１光路と第２光路を含む複数の光路に分ける分岐部と、第１光路および第２光路のすくなくとも１つの光路の光信号の位相を変調する光変調器と、第１波長成分を主に反射し第２波長成分を主に透過する透過特性を備え第１光路上に設けられた第１濾波器と第２光路上に設けられた第２濾波器と、第１濾波器あるいは第２濾波器を透過した光信号から第１の高周波信号を復調する光検出器と、を有し、
上記の光変調器に印加する高周波信号の周期の整数倍にその周期の４分の１を差し引いた時間を下限とし、前記の周期の整数倍にその周期の４分の１を加えた時間を上限とする範囲にある適当な時間が、上記の光変調器電極の給電点から上記の濾波器に光信号の至る時間の２倍に等しい構成と、
（１）第１波長のレーザ光と、第１波長と異なる波長を持ち第１の高周波信号で変調された第２波長のレーザ光とを含む光信号を入力し、（２）入力した前記の光信号を、上記の分岐部で少なくとも第１光路と第２光路とに分岐し、（３）第１光路あるいは第２光路のいずれか一方あるいは両方の光路の光信号を上記の光変調器を用いて第２の高周波信号で位相変調して、（４）第１光路あるいは第２光路の光信号をそれぞれ第１濾波器あるいは第２濾波器に通し、（４ａ）第１濾波器あるいは第２濾波器で反射された光信号はそれぞれの光路を逆に伝搬させ、（４ｂ）第１濾波器あるいは第２濾波器を透過した光信号を上記の光検出器を用いて電気信号に変換し、（５）第１あるいは第２濾波器で反射され、それぞれの光路を逆にたどる光信号のいずれか一方あるいは両方を、再び第２の高周波信号で位相変調し、（６）上記の分岐部で合波し、（７）上記の入力部から出力することにより第２の高音波信号で強度変調された光信号を出力する構成と、を備えることを特徴としている。
【００２４】
また、本発明は、上記の発明に加え、第１波長のレーザ光と、第１波長と異なる波長を持ち第１の高周波信号で変調された第２波長のレーザ光とを発生し、伝送する手段を備えることを特徴としている。
【００２５】
また、本発明は、変調効率を上げるために、上記の発明の構成に加えて、上記の光変調器は、共振型の変調部 を有することを特徴としている。
【００２６】
また、本発明は、主に光の位相を調整する変調を行うために、上記の発明の構成に加えて、上記の光変調器は、直列に配置された複数の変調部からなり、少なくともそのひとつは、高周波信号による変調を行い、他のひとつは高周波信号よりも低い周波数帯域にある信号による変調を行うことを特徴としている。
【００２７】
また、本発明は、上記の発明の光変調装置に加えて、上記の復調された第１の高周波信号のすくなくとも一部の信号を送信する送信手段と、高周波信号を受信する受信手段と、を備え、さらに、上記の光変調器を用いて、受信した高周波信号で、第１波長のレーザ光を変調する構成を備えることを特徴としている。
【００２８】
また、本発明は、電気エネルギーを供給するための配線を必要としない構成にするために、上記の光変調器から分配した光信号の一部を入射して、電気エネルギーに変換する光電変換器を備え、該電気エネルギーを、送信手段、受信手段あるいは変調手段に供給する構成を有することを特徴としている。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１と図２に光変調器の模式図を示し、図３と図４に電波信号を送受信する装置のブロック図を示す。
【００３０】
ここで用いる光変調器７の構成はマッハツェンダー型光変調器を折りかえしたような構成であり、これを図１に示す。図１に示す光変調器は、ＬｉＮｂＯ3基板上に、分岐部１９、移相部１５、位相変調部１６、波長選択性を持ち、一部の光を反射する光フィルタ１７、１８を備えている。これらの光フィルタはＦＢＧ（ファイバブラックグレーティング）として知られる光フィルタである。光フィルタ１７、１８は共に、特に波長λ２の光を選択的に透過する。移相部１５には、バイアスコントローラ１１からの信号が加えられ、光の位相が調整される。また、位相変調部１６には、増幅器１０からの受信信号が印加される。
【００３１】
図１に示す光変調器には、印加されるバイアス電圧に従って光の位相を調整するための移相部１５を備えているが、このバイアス電圧は、光フィルタ１７あるいは１８で反射された光が位相変調され、分岐部１９で逆に合波される際に生ずる光の強度を光電変換器１２で検出し、この検出強度が所定の値になるように、帰還をかけるものである。このバイアス電圧は、高周波信号よりも低い周波数帯域にある。
【００３２】
ここで、図１におけるＬは、位相変調部１６と反射の中心部との距離を示すが、光速をＣ、光導波路の屈折率をｎ、受信する高周波電波信号の周波数をｆ、Ｎをなんらかの自然数とするとき、
２×Ｌ×ｎ×ｆ＝Ｎ×ｃ、
を満たす様に、Ｌを設定することにより、反射して光路を戻る光は、往復で同じ移相が行われて効率のよい位相変調を実現することができる。この関係は、厳密に成立する必要はなく、変調器の電極の中心位置あるいは給電点からみて、正負に四分の１周期分以内の時間のずれであれば反射して光路を戻る光の移相を効果を減じることなく行うことができる。その中心とすべき点は、変調器の電極の形状によって異なり、左右に対称の電極の場合は、変調器の電極の中心位置がその目的には合っているが、左右対称で無い場合は、その給電点を上記の中心とすることが望ましい。
【００３３】
また、図１に示す光変調器は、移相部１５と位相変調部１６とを備えているが、図２に示す位相変調部２０を用いることによって、移相部１５を省略することができる。しかし、この場合は、移相するためのバイアスコントローラからのバイアス電圧信号と変調するための高周波信号電圧とを重畳するための重畳器２２あるいはそれに相当するものが必要になる。
【００３４】
次に、電波信号を送受信するための構成について説明する。図３は、中央局にあたり、受信した電波で変調するための光を生成する光源１（波長＝λ１）と高周波信号で変調される光を生成する光源２（波長＝λ２）と、光源２の光をその高周波信号で変調するための光変調器３と、波長λ１の光と波長λ２の変調された光とを合波した後、必要に応じて増幅する光アンプ４と光の伝送方向を制御するためのサーキュレータ５とサーキュレータ５からの光を出力する構成と、他のサーキュレータ５からの光に重畳された信号を検出するための光検出器６と、光検出器６から復調器へ電気信号を出力する構成とを備えている。
【００３５】
図４は、多数の端末局のうちのひとつの端末局の構成を説明する図であり、図３に示す中央局から伝送された光信号と光エネルギーを高周波信号や電気エネルギーに変換する機能と、この端末局で受信した高周波信号を光信号に重畳して送り返す機能を備えている。このための光変調器７と光変調器７から分配した光信号を高周波信号に変換し必要に応じて増幅するための光検出器９と、この光検出器９の出力を送信するための送信アンテナ１３と、また、光変調器７から分配した他の光信号を電気エネルギーに変換するための光電変換器８と、光変調器に与えるバイアス電圧を生成するためのバイアスコントローラ１１と、前記バイアス電圧を自動調整するための光電変換器１２と、高周波電波信号を受信するための受信アンテナ１４と、受信した高周波電波信号を必要に応じて増幅する増幅器１０と、増幅された受信信号を光変調器に供給して光を変調する構成と、必要に応じて、光電変換器８で生成された電気エネルギーを、光検出器９、増幅器１０、バイアスコントローラ１１等に供給する構成とを備えている。
【００３６】
上記の構成で、高周波信号を光を用いて伝送し、遠隔地において高周波電波信号として送信する場合について、次に説明する。
【００３７】
図３において、例えば、λ１＝1550ｎｍ、λ２＝1560ｎｍであり、高周波信号は１０ＧＨｚ付近の１ＧＨｚの帯域をもつ信号である。光源１からの波長λ１の光は、変調を受けずに、必要に応じて増幅された後、サーキュレータ５で、出力側に向かう。また、光源２からの波長λ２の光は、高周波信号で強度変調を受け、必要に応じて増幅された後、サーキュレータ５で、出力側に向かう。これらの光は、光ファイバ、あるいは自由空間を伝播し、遠隔地にある端末局に入力する。端末局に入力した光は、光変調器７を通過し、一部の光は光フィルタ１７あるいは１８を透過する。ここで、光が光変調器７を通過することによって、位相変調は受けるが、強度変調を受けないため、光検出器９の出力に影響が及ぶことは無い。光フィルタ１７は、特に波長λ２の光を選択的に透過する様にしておくことにより、変調された光が光検出器９において、高周波信号が復調される。この復調された高周波信号は、必要に応じて増幅された後、送信アンテナに給電され送信される。一方、光フィルタ１８を透過する光は、光電池セルで電気エネルギーに変換され、光検出器９、増幅器１０、バイアスコントローラ１１等に供給される。
【００３８】
また、受信アンテナ１４で受信された高周波電波信号は、必要に応じて増幅され、光変調器７の位相変調部１６に供給される。位相変調部１６では、光フィルタ１７あるいは１８に向かう光を位相変調すると共に、光フィルタ１７あるいは１８で反射された光を位相変調し、分岐部１９で逆に合波するので、この端末局からは、強度変調された光が出力される。この出力光は、前記の光ファイバ、あるいは自由空間を逆に伝播し、中央局に入力する。中央局に入力した光はサーキュレータ５で光検出器６の光路に向けられるが、光検出器６に到達する前に、光フィルタ２１で波長λ１の光が選択され、受信アンテナ１４で受信した信号が復調される。
【００３９】
【発明の効果】
この発明は上記した構成からなるので、以下に説明するような効果を奏することができる。
【００４０】
本発明では、光信号と電波信号との変換装置に関して、光信号の入力部と、光信号を伝播させる光路と、光路を複数の光路に分ける分岐部と、複数の光路のすくなくとも２つの光路の光信号の位相を変調する光変調器と、反射器あるいはその透過特性に波長選択性のある濾波器とを有し、
上記の光変調器に印加する高周波信号の周期の整数倍にその周期の４分の１を差し引いた時間を下限とし、前記の周期の整数倍にその周期の４分の１を加えた時間を上限とする範囲にある適当な時間が、上記の光変調器の中心から上記の濾波器に光信号の至る時間の２倍に等しい構成と、
入力部から入力した光信号を、分岐部で複数の光路に分岐し、位相変調器で位相変調し、上記の反射器あるいは濾波器を透過した光は出力部から出力する構成、あるいは、上記の反射器あるいは濾波器で反射された光を、光路を逆に辿って再び位相変調器で位相変調し、上記の分岐部で合波し、上記の入力部から出力することにより強度変調された光信号を出力する構成とを備える構成としたので、光が反射されて変調器を２回通過する構成となり高い変調効率を実現することができる。
【００４１】
同様に本発明では、光信号と電波信号との変換装置に関して、光信号の入力部と、光信号を伝播させる光路と、光路を複数の光路に分ける分岐部と、複数の光路のすくなくとも２つの光路の光信号の位相を変調する光変調器と、反射器あるいはその透過特性に波長選択性のある濾波器とを有し、
上記の光変調器に印加する高周波信号の周期の整数倍にその周期の４分の１を差し引いた時間を下限とし、前記の周期の整数倍にその周期の４分の１を加えた時間を上限とする範囲にある適当な時間が、上記の光変調器電極の給電点の中心から上記の濾波器に光信号の至る時間の２倍に等しい構成と、
入力部から入力した光信号を、分岐部で複数の光路に分岐し、位相変調器で位相変調し、上記の反射器あるいは濾波器を透過した光は出力部から出力する構成、あるいは、上記の反射器あるいは濾波器で反射された光を、光路を逆に辿って再び位相変調器で位相変調し、上記の分岐部で合波し、上記の入力部から出力することにより強度変調された光信号を出力する構成とを備える構成としたので、光が反射されて変調器を２回通過する構成となり高い変調効率を実現することができる。
【００４２】
また、本発明では、上記の発明に加えて、上記の反射器あるいは濾波器を透過する第１の波長の光信号と、上記の反射器あるいは濾波器で反射する第２の波長の光信号とを入力する構成としたので、信号とエネルギーとを同じ光伝送路で伝送できる。
【００４３】
また、本発明では、光変調器は、共振型の変調部による変調器にしたので、効率のよい変調を行える。
【００４４】
また、本発明では、上記の変調器は、直列に配置された複数の変調部からなり、少なくともそのひとつは、高周波信号による変調を行い、他のひとつは高周波信号よりも低い周波数帯域にある信号による変調を行う構成にしたので、位相の調整ができるようになり、変調器の効率が改善できる。
【００４５】
また、本発明では、上記の光変調装置に加えて、上記の出力部から出力された光信号に含まれる信号のすくなくとも一部の信号を送信する送信手段と、高周波信号を受信する受信手段と、上記の光変調器を用いて、この高周波信号で、光を変調する変調手段とを備える構成としたので、光信号と電波信号との変換装置が実現できる。
【００４６】
また、本発明では、光信号と電波信号との変換装置において、入力された光の一部を光電変換器に入射して、電気エネルギーに変換する構成と、その電気エネルギーを送信手段、受信手段あるいは、変調手段に供給するようにしたので、端末局では外部の電源を用意する必要が無くなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】２つの変調器が直列に接続された変調部を示す模式図である。
【図２】単一の変調器で構成された変調部を示す模式図である。
【図３】中央局の構成を示すブロック図である。
【図４】端末局の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１、２  光源
３  光変調器
４  光アンプ
５  サーキュレータ
６  光検出器
７  光変調器
８  光電変換器
９  光検出器
１０  増幅器
１１  バイアスコントローラ
１２  光電変換器
１３  送信アンテナ
１４  受信アンテナ
１５  移相部
１６  位相変調部
１７、１８  光フィルタ
１９  分岐部
２０  位相変調部
２１  光フィルタ
２２  重畳器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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