(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を伝送する光伝送系と、電気信号を伝送する電気伝送系とを備え、レーザ光を用いて第１周波数を有する高周波信号を出力する高周波発振器であって、
前記光伝送系は、
前記レーザ光を発生するレーザ光源と、
前記レーザ光に対して、前記電気伝送系からの高周波信号に応じた変調を施し、変調後レーザ光として出力する光変調器と、
前記変調後レーザ光を、光信号から電気信号である高周波信号に変換する光電変換器と、を含み、
前記電気伝送系は、
第２周波数を有する高周波信号を出力する信号出力手段と、
前記信号出力手段からの高周波信号を２つに分岐する第１カプラと、
前記光電変換器からの高周波信号と前記第１カプラからの一方の高周波信号とをミキシングし、これら２つの高周波信号の和周波数および差周波数を有する２つの高周波信号を生成する第１ミキサと、
前記第１ミキサからの２つの高周波信号から、第３周波数を中心周波数とする所定の通過帯域に含まれる信号成分のみを通過させる第１バンドパスフィルタと、
前記第１バンドパスフィルタからの高周波信号と前記第１カプラからの他方の高周波信号とをミキシングし、これら２つの高周波信号の和周波数および差周波数を有する２つの高周波信号を生成する第２ミキサと、
前記第２ミキサからの２つの高周波信号のうち、何れか一方の高周波信号を選択する信号選択手段と、
前記信号選択手段からの高周波信号を２つに分岐して、一方を、前記第１周波数を有する高周波信号として外部に出力するとともに、他方を前記光変調器に出力する第２カプラと、を含み、
前記第３周波数は、前記第１周波数よりも低い値に設定されていることを特徴とする高周波発振器。
【請求項２】
前記信号出力手段は、単一周波数の高周波信号を出力する発振器であることを特徴とする請求項１に記載の高周波発振器。
【請求項３】
前記信号出力手段は、
前記光電変換器からの高周波信号を２つに分岐して、一方を前記第１ミキサに出力する第３カプラと、
前記第３カプラからの他方の高周波信号を２つに分岐する第４カプラと、
前記第４カプラからの一方の高周波信号を周波数分周する分周器と、
前記第４カプラからの他方の高周波信号と前記分周器からの高周波信号とをミキシングし、これら２つの高周波信号の和周波数および差周波数を有する２つの高周波信号を生成する第３ミキサと、
を有することを特徴とする請求項１に記載の高周波発振器。
【請求項４】
前記信号出力手段は、前記第３ミキサからの２つの高周波信号から、所定の通過帯域に含まれる信号成分のみを通過させる第１フィルタを有することを特徴とする請求項３に記載の高周波発振器。
【請求項５】
前記光変調器は、高調波成分を含む変調後レーザ光を出力し、
前記光電変換器は、前記高調波成分を含む高周波信号を出力し、
前記信号出力手段は、
前記光電変換器からの高周波信号を２つに分岐して、一方を前記第１ミキサに出力する第３カプラと、
前記第３カプラからの他方の高周波信号から、前記高調波成分を中心周波数とする所定の通過帯域に含まれる信号成分のみを通過させる第２バンドパスフィルタと、
前記第２バンドパスフィルタからの高周波信号を周波数分周する分周器と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の高周波発振器。
【請求項６】
前記第３カプラから、前記信号出力手段を経由して前記第１ミキサおよび前記第２ミキサに至るまでの経路上に、入力された電気信号を増幅する第１電気アンプを設けたことを特徴とする請求項３から請求項５までの何れか１項に記載の高周波発振器。
【請求項７】
前記レーザ光源と前記光変調器と、および前記光変調器と前記光電変換器との少なくとも一方は、光ファイバによって互いに接続されていることを特徴とする請求項１から請求項６までの何れか１項に記載の高周波発振器。
【請求項８】
前記光変調器から前記光電変換器に至るまでの経路上に、入力された光信号を増幅する光アンプを設けたことを特徴とする請求項１から請求項７までの何れか１項に記載の高周波発振器。
【請求項９】
前記光電変換器から、前記電気伝送系を経由して前記光変調器に至るまでの経路上に、入力された電気信号を増幅する第２電気アンプを設けたことを特徴とする請求項１から請求項８までの何れか１項に記載の高周波発振器。
【請求項１０】
前記信号選択手段は、前記第２ミキサと前記第２カプラとの間に設けられた第２フィルタからなり、前記第２フィルタは、前記第２ミキサからの２つの高周波信号から、所定の通過帯域に含まれる信号成分のみを通過させることを特徴とする請求項１から請求項９までの何れか１項に記載の高周波発振器。
【請求項１１】
前記第２カプラは、前記信号選択手段を含み、前記第２ミキサからの２つの高周波信号から、所定の通過帯域に含まれる信号成分のみを通過させた後、信号を分岐することを特徴とする請求項１から請求項９までの何れか１項に記載の高周波発振器。
【請求項１２】
前記第１カプラから前記第１ミキサまでの線路長と、前記第１カプラから前記第２ミキサまでの線路長とは、互いに等しい値に設定されていることを特徴とする請求項１から請求項１１までの何れか１項に記載の高周波発振器。
【請求項１３】
前記第１カプラから前記第１ミキサまでの間、および前記第１カプラから前記第２ミキサまでの間の少なくとも一方に、入力された電気信号の位相を変化させる移相器を設けたことを特徴とする請求項１から請求項１２までの何れか１項に記載の高周波発振器。
【請求項１４】
前記光電変換器から、前記電気伝送系を経由して前記光変調器に至るまでの経路上に、入力された電気信号の位相を変化させる移相器を設けたことを特徴とする請求項１から請求項１３までの何れか１項に記載の高周波発振器。
【請求項１５】
前記移相器の動作を制御する移相器制御手段を備えたことを特徴とする請求項１４に記載の高周波発振器。
【請求項１６】
前記光変調器から前記光電変換器に至るまでの経路上に、入力された光信号の光路長を変化させる光遅延器を設けたことを特徴とする請求項１から請求項１５までの何れか１項に記載の高周波発振器。
【請求項１７】
前記光遅延器の動作を制御する光遅延器制御手段を備えたことを特徴とする請求項１６に記載の高周波発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーザ光を用いてミリ波やマイクロ波等の高周波信号を発振する高周波発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光電気発振器は、レーザ光源と、光変調器と、光電変換器と、バンドパスフィルタとを備えている。レーザ光源からのレーザ光は、光変調器で強度変調される。強度変調されたレーザ光は、光電変換器で電気信号に変換される。この電気信号は、増幅された後にバンドパスフィルタに入力され、バンドパスフィルタの中心周波数近傍の信号成分のみがバンドパスフィルタを通過して出力される。バンドパスフィルタから出力された電気信号は、２つに分岐され、一方が高周波信号として外部に出力され、他方が光変調器に再び入力されてレーザ光の強度変調に用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この光電気発振器では、レーザ光の伝送路として電気ケーブルよりも損失の小さい光ファイバを用いることにより、伝送路の延長化を図っている。これにより、発振のＱ値が増加され、通常の高周波発振器よりも位相雑音が低減される。すなわち、光ファイバのファイバ長を長くすればするほど、位相雑音をより低減することができる。
一方、発振モードの間隔は、ファイバ長に反比例している。すなわち、ファイバ長を長くすればするほど、各モードの周波数に生じるサイドモード成分（以下、「スプリアス」と称する）の間隔が狭くなる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３５１９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の光電気発振器では、内部に設けられたバンドパスフィルタによって、スプリアスを抑圧している。
しかしながら、上記のように、スプリアスの間隔は、光ファイバのファイバ長に反比例して狭くなる。そのため、ファイバ長が長くなってスプリアスの間隔が狭くなった場合には、特に発振させた所要の信号（以下、「キャリア信号」と称する）近傍のスプリアスを抑圧することが困難になるという問題点があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、スプリアスを効果的に抑圧することができる高周波発振器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る高周波発振器は、光信号を伝送する光伝送系と、電気信号を伝送する電気伝送系とを備え、レーザ光を用いて第１周波数を有する高周波信号を出力する高周波発振器であって、光伝送系は、レーザ光を発生するレーザ光源と、レーザ光に対して、電気伝送系からの高周波信号に応じた変調を施し、変調後レーザ光として出力する光変調器と、変調後レーザ光を、光信号から電気信号である高周波信号に変換する光電変換器とを含み、電気伝送系は、第２周波数を有する高周波信号を出力する信号出力手段と、信号出力手段からの高周波信号を２つに分岐する第１カプラと、光電変換器からの高周波信号と第１カプラからの一方の高周波信号とをミキシングし、これら２つの高周波信号の和周波数および差周波数を有する２つの高周波信号を生成する第１ミキサと、第１ミキサからの２つの高周波信号から、第３周波数を中心周波数とする所定の通過帯域に含まれる信号成分のみを通過させる第１バンドパスフィルタと、第１バンドパスフィルタからの高周波信号と第１カプラからの他方の高周波信号とをミキシングし、これら２つの高周波信号の和周波数および差周波数を有する２つの高周波信号を生成する第２ミキサと、第２ミキサからの２つの高周波信号のうち、何れか一方の高周波信号を選択する信号選択手段と、信号選択手段からの高周波信号を２つに分岐して、一方を、第１周波数を有する高周波信号として外部に出力するとともに、他方を光変調器に出力する第２カプラとを含み、第３周波数は、第１周波数よりも低い値に設定されているものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の高周波発振器によれば、電気信号を伝送する電気伝送系は、信号出力手段と、第１カプラと、第１ミキサと、第１バンドパスフィルタと、第２ミキサとを含んでいる。第１カプラは、信号出力手段からの第２周波数を有する高周波信号を２つに分岐する。第１ミキサは、光電変換器および第１カプラからの高周波信号をミキシングして２つの高周波信号を生成する。第１バンドパスフィルタは、第１ミキサからの２つの高周波信号から、第３周波数を中心周波数とする所定の通過帯域に含まれる信号成分のみを通過させる。第２ミキサは、第１バンドパスフィルタおよび第１カプラからの高周波信号をミキシングして２つの高周波信号を生成する。
ここで、第３周波数は、この高周波発振器から出力される高周波信号の周波数である第１周波数よりも低い値に設定されている。
そのため、スプリアスを効果的に抑圧することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当する部材、部位については、同一符号を付して説明する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る高周波発振器を示すブロック構成図である。
図１において、この高周波発振器は、光信号を伝送する光伝送系１４と、電気信号を伝送するＲＦ信号伝送系１５（電気伝送系）とを備えている。高周波発振器は、レーザ光を用いて、発振周波数が第１周波数である高周波信号を発振して出力する。
【００１１】
光伝送系１４は、レーザ光源１（以下、単に「光源１」と称する）と、光変調器２と、光ファイバ３と、Ｏ／Ｅ変換器４（光電変換器）とを含んでいる。また、ＲＦ信号伝送系１５は、第１ミキサ５と、第２ミキサ６と、バンドパスフィルタ７（第１バンドパスフィルタ）と、第１カプラ８と、発振器９（信号出力手段）と、フィルタ１０（信号選択手段、第２フィルタ）と、アンプ１１（第２電気アンプ）と、第２カプラ１２とを含んでいる。
【００１２】
光変調器２には、光源１および第２カプラ１２からの出力が入力される。光ファイバ３には、光変調器２からの出力が入力される。Ｏ／Ｅ変換器４には、光ファイバ３からの出力が入力される。
第１ミキサ５には、Ｏ／Ｅ変換器４および第１カプラ８からの出力が入力される。バンドパスフィルタ７には、第１ミキサ５からの出力が入力される。第２ミキサ６には、バンドパスフィルタ７および第１カプラ８からの出力が入力される。第１カプラ８には、発振器９からの出力が入力される。フィルタ１０には、第２ミキサ６からの出力が入力される。アンプ１１には、フィルタ１０からの出力が入力される。第２カプラ１２には、アンプ１１からの出力が入力される。
【００１３】
また、光源１と光変調器２と、光変調器２と光ファイバ３と、および光ファイバ３とＯ／Ｅ変換器４とは、例えば光ファイバにより、互いに光回路として接続されている。
また、Ｏ／Ｅ変換器４と第１ミキサ５と、第１ミキサ５とバンドパスフィルタ７と、第１ミキサ５と第１カプラ８と、第２ミキサ６とバンドパスフィルタ７と、第２ミキサ６と第１カプラ８と、第１カプラ８と発振器９と、第２ミキサ６とフィルタ１０と、フィルタ１０とアンプ１１と、アンプ１１と第２カプラ１２と、および第２カプラ１２と光変調器２とは、例えば同軸ケーブル等の電線ケーブルにより、互いに電気回路として接続されている。
【００１４】
光源１は、レーザ光を発生して、光変調器２に出力する。光変調器２は、光源１からのレーザ光に対して、第２カプラ１２から入力される高周波信号（以下、「ＲＦ信号」と称する）に応じた変調を施し、変調後レーザ光として光ファイバ３に出力する。
光ファイバ３は、光変調器２からの変調後レーザ光を伝送して、Ｏ／Ｅ変換器４に出力する。光ファイバ３は、電気ケーブルよりも損失が小さく、伝送路の延長化を図ることによって、発振のＱ値を増加させている。
Ｏ／Ｅ変換器４は、光ファイバ３からの変調後レーザ光を、直接検波（自乗検波）によって光信号から電気信号であるＲＦ信号に変換し、第１ミキサ５に出力する。
【００１５】
発振器９は、第２周波数を有するＲＦ信号を発生して、第１カプラ８に出力する。第１カプラ８は、発振器９からのＲＦ信号を２つに分岐し、それぞれ第１ミキサ５および第２ミキサ６に出力する。
第１ミキサ５は、Ｏ／Ｅ変換器４からのＲＦ信号と、第１カプラ８からのＲＦ信号とをミキシングし、これら２つのＲＦ信号の和周波数および差周波数を有する２つのＲＦ信号を生成して、バンドパスフィルタ７に出力する。
【００１６】
バンドパスフィルタ７は、第１ミキサ５からの２つのＲＦ信号から、第３周波数を中心周波数とするあらかじめ設定された所定の通過帯域に含まれる信号成分のみを通過させて、第２ミキサ６に出力する。また、バンドパスフィルタ７は、所定の通過帯域以外の周波数帯域の信号およびスプリアスを遮断する。
第２ミキサ６は、バンドパスフィルタ７からのＲＦ信号と、第１カプラ８からのＲＦ信号とをミキシングし、これら２つのＲＦ信号の和周波数および差周波数を有する２つのＲＦ信号を生成して、フィルタ１０に出力する。
【００１７】
フィルタ１０は、第２ミキサ６からの２つのＲＦ信号から、あらかじめ設定された所定の通過帯域に含まれる信号成分のみを通過させて、アンプ１１に出力する。また、フィルタ１０は、所定の通過帯域以外の周波数帯域の信号およびスプリアスを遮断する。
アンプ１１は、フィルタ１０からのＲＦ信号を増幅して、第２カプラ１２に出力する。第２カプラ１２は、アンプ１１からのＲＦ信号を２つに分岐し、一方を、上記第１周波数を有する高周波信号（以下、「出力信号１３」と称する）として外部に出力する。また、第２カプラ１２は、他方のＲＦ信号を光変調器２に出力する。
ここで、第３周波数は、第１周波数よりも低い値に設定されている。
【００１８】
以下、図１を参照しながら、上記構成の高周波発振器の動作について説明する。
なお、この実施の形態では、高周波発振器の動作を分かりやすくするために、第１周波数を１０ＧＨｚ、第２周波数を９ＧＨｚ、第３周波数第を１ＧＨｚとする。また、フィルタ１０を、通過帯域が９ＧＨｚ以上のハイパスフィルタとする。
これらの設定値は、具体的な値を例示したものであって、この値に限定されず、異なる値であってもよい。
【００１９】
まず、光源１でレーザ光が発生され、光変調器２に出力される。光変調器２に入力されたレーザ光は、第２カプラ１２からのＲＦ信号に応じて変調され、変調後レーザ光として光ファイバ３に出力される。光ファイバ３に入力された変調後レーザ光は、ファイバ内を伝送されて、Ｏ／Ｅ変換器４に出力される。Ｏ／Ｅ変換器４に入力された変調後レーザ光は、直接検波されてＲＦ信号に変換され、第１ミキサ５に出力される。
【００２０】
ここで、この高周波発振器の発振が始まっていない場合、Ｏ／Ｅ変換器４から出力される信号は、熱雑音、ショット雑音、光源１からのＲＩＮ（相対強度雑音：Ｒｅｌａｔｉｖｅ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  Ｎｏｉｓｅ）等の雑音成分のみで構成されている。
このうち、熱雑音およびショット雑音は、雑音電力に周波数依存性が存在しない白色雑音である。また、ＲＩＮについては、使用する光源によって雑音電力に周波数依存性が存在するが、ここでは無視できるものとする。したがって、Ｏ／Ｅ変換器４から出力される信号に含まれる雑音成分は、白色雑音であるとみなすことができる。
このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまるものとする。
【００２１】
また、発振器９で９ＧＨｚのＲＦ信号が発生され、第１カプラ８に出力される。第１カプラ８に入力されたＲＦ信号は、所定の分岐比で２つのＲＦ信号に分岐され、それぞれ第１ミキサ５および第２ミキサ６に出力される。
続いて、第１ミキサ５に入力されたＯ／Ｅ変換器４からのＲＦ信号と、第１カプラ８からのＲＦ信号とは、ミキシングされ、これら２つのＲＦ信号の和周波数および差周波数を有する２つのＲＦ信号が生成されて、バンドパスフィルタ７に出力される。このとき、Ｏ／Ｅ変換器４からのＲＦ信号に含まれる雑音成分は、上記のように白色雑音のみなので、第１ミキサ５から出力される２つのＲＦ信号に含まれる雑音成分も白色雑音となる。
【００２２】
バンドパスフィルタ７に入力された第１ミキサ５からの２つのＲＦ信号は、１ＧＨｚを中心周波数とする所定の通過帯域に含まれる信号成分のみが通過されて、第２ミキサ６に出力される。
次に、第２ミキサ６に入力されたバンドパスフィルタ７からのＲＦ信号と、第１カプラ８からのＲＦ信号とは、ミキシングされ、これら２つのＲＦ信号の和周波数および差周波数を有する２つのＲＦ信号が生成されて、フィルタ１０に出力される。すなわち、バンドパスフィルタ７からの１ＧＨｚのＲＦ信号と、第１カプラ８からの９ＧＨｚのＲＦ信号とがミキシングされ、これら２つのＲＦ信号の和周波数を有する１０ＧＨｚのＲＦ信号と、差周波数を有する８ＧＨｚのＲＦ信号とが生成される。
【００２３】
フィルタ１０に入力された第２ミキサ６からの２つのＲＦ信号は、通過帯域である９ＧＨｚ以上の信号成分のみが通過されて、アンプ１１に出力される。すなわち、第２ミキサ６からの２つのＲＦ信号のうち、８ＧＨｚのＲＦ信号が除去されて、１０ＧＨｚのＲＦ信号のみがアンプ１１に出力される。
アンプ１１に入力されたフィルタ１０からのＲＦ信号は、所定のゲインで増幅されて第２カプラ１２に出力される。
【００２４】
第２カプラ１２に入力されたアンプ１１からのＲＦ信号は、所定の分岐比で２つのＲＦ信号に分岐され、一方のＲＦ信号は、出力信号１３として外部に出力されて、他方のＲＦ信号は、光変調器２に出力される。
ここで、第２カプラ１２で分岐されたＲＦ信号が光変調器２に再び入力されることにより、帰還回路が構成される。この帰還回路において、回路全体の損失よりも大きくなるように帰還ゲインを設定することにより、この高周波発振器は、１０ＧＨｚの周波数で発振を始める。
【００２５】
次に、図２および図３を参照しながら、前述した従来の光電気発振器においてバンドパスフィルタを通過した信号のスペクトルと、この実施の形態に係る高周波発振器においてバンドパスフィルタ７を通過した信号のスペクトルとを比較する。
図２は、従来の光電気発振器においてバンドパスフィルタを通過した信号のスペクトルを示す説明図である。また、図３は、この発明の実施の形態１に係る高周波発振器においてバンドパスフィルタ７を通過した信号のスペクトルを示す説明図である。
なお、発振器の発振周波数をともに１０ＧＨｚとすると、従来の光電気発振器におけるバンドパスフィルタの中心周波数は、１０ＧＨｚとなる。また、この実施の形態に係る高周波発振器におけるバンドパスフィルタ７の中心周波数は、図１に示したように１ＧＨｚとする。また、発振器のファイバ長はともに同じ長さであるとする。
【００２６】
前述したように、従来の光電気発振器では、光ファイバのファイバ長を長くすることにより、位相雑音を低減している。しかしながら、発振モードの間隔は、ファイバ長に反比例するので、ファイバ長を長くすると、スプリアスの間隔が狭くなる。従来の光電気発振器では、バンドパスフィルタによってスプリアスを抑圧しているが、ファイバ長が長くなった場合に、特にキャリア信号近傍のスプリアスを抑圧することが困難になる。
【００２７】
図２において、スプリアスの間隔を１ＭＨｚとし、バンドパスフィルタの通過帯域以外における減衰量を十分高いとすると、キャリア信号の両隣のスプリアスを抑圧するためには、バンドパスフィルタの通過帯域幅を２ＭＨｚ未満にする必要がある。
すなわち、バンドパスフィルタの通過帯域幅を中心周波数で割った値をフィルタの比帯域と定義すると、キャリア信号の両隣のスプリアスを抑圧するためには、０．０２％未満の比帯域を有するバンドパスフィルタが必要になる。
【００２８】
続いて、図３において、スプリアスの間隔は、ファイバ長に依存して決まるので、図２に示したものと同様に１ＭＨｚとなる。また、バンドパスフィルタ７の通過帯域以外における減衰量を十分高いとすると、キャリア信号の両隣のスプリアスを抑圧するためには、従来の光電気発振器の場合と同様に、バンドパスフィルタ７の通過帯域幅を２ＭＨｚ未満にする必要がある。
ここで、バンドパスフィルタ７の中心周波数は、１ＧＨｚに設定されているので、０．２％未満の比帯域を有するバンドパスフィルタ７を用いることにより、キャリア信号の両隣のスプリアスを抑圧することができる。
【００２９】
一般的に、中心周波数が１０ＧＨｚで、０．０２％未満の比帯域を有するバンドパスフィルタを製造することは、不可能ではないと考えられる。しかしながら、比帯域が小さいバンドパスフィルタは、比帯域が大きいバンドパスフィルタよりも通過損失が大きくなる等の欠点を有している。
これに対して、この実施の形態に係る高周波発振器によれば、比帯域が０．０２％よりも大きいバンドパスフィルタを用いた場合であっても、キャリア信号近傍のスプリアスを効果的に抑圧することができる。すなわち、この実施の形態に係る高周波発振器は、従来の光電気発振器よりもスプリアス抑圧性能が高いということができる。
【００３０】
また、従来の光電気発振器に、例えば中心周波数が１０ＧＨｚで、０．２％の比帯域を有するバンドパスフィルタを適用した場合には、スプリアスの間隔が１０ＭＨｚよりも大きいときに、キャリア信号の両隣のスプリアスを抑圧することができる。
一方、この実施の形態に係る高周波発振器では、比帯域が０．２％のバンドパスフィルタを適用した場合であっても、中心周波数が１ＧＨｚに設定されているので、スプリアスの間隔が１ＭＨｚ程度までであれば、キャリア信号の両隣のスプリアスを抑圧することができる。
【００３１】
すなわち、スプリアスの間隔は、ファイバ長に反比例するので、この実施の形態に係る高周波発振器は、従来の光電気発振器に対して１０倍程度のファイバ長を有している場合であっても、従来の光電気発振器と同等のスプリアス抑圧性能を得ることができる。
したがって、この実施の形態に係る高周波発振器は、従来の光電気発振器よりもファイバ長を長くすることができ、位相雑音をより低減することができる。
【００３２】
なお、図１において、発振器９で発生されたＲＦ信号は、第１カプラ８を介して第１ミキサ５および第２ミキサ６に出力されている。そのため、位相雑音成分を含む発振器９からのＲＦ信号が、第１ミキサ５および第２ミキサ６でそれぞれ他の信号とミキシングされることにより、従来の光電気発振器よりも位相雑音が増加することが考えられる。
しかしながら、この実施の形態に係る高周波発振器では、第１ミキサ５および第２ミキサ６において、ダウンコンバージョンおよびアップコンバージョンが実行されているので、発振器９からのＲＦ信号に含まれる位相雑音成分は、出力信号１３の位相雑音成分に影響を与えない。
以下、前述した周波数の設定値を用いて、このことについて説明する。
【００３３】
前述したように、第１ミキサ５では、Ｏ／Ｅ変換器４からのＲＦ信号と、発振器９（第１カプラ８）からのＲＦ信号とがミキシングされる。すなわち、白色雑音成分を含むＲＦ信号と、位相雑音成分を含むＲＦ信号とがミキシングされる。
続いて、バンドパスフィルタ７では、第１ミキサ５からのＲＦ信号から、１ＧＨｚを中心周波数とする所定の通過帯域に含まれる信号成分のみが通過される。
【００３４】
したがって、バンドパスフィルタ７からの１ＧＨｚのＲＦ信号に含まれる雑音成分の電力をＮ（１ＧＨｚ）、Ｏ／Ｅ変換器４からの１０ＧＨｚのＲＦ信号に含まれる雑音成分の電力をＮ（１０ＧＨｚ）、発振器９からの９ＧＨｚのＲＦ信号に含まれる雑音成分の電力をＮ（９ＧＨｚ）とすると、Ｎ（１ＧＨｚ）は、次式（１）で表される。
【００３５】
Ｎ（１ＧＨｚ）＝Ｎ（１０ＧＨｚ）−Ｎ（９ＧＨｚ）  ・・・（１）
【００３６】
また、第２ミキサ６では、バンドパスフィルタ７からのＲＦ信号と、発振器９からのＲＦ信号とがミキシングされる。すなわち、上記雑音成分を含む１ＧＨｚのＲＦ信号と、位相雑音成分を含むＲＦ信号とがミキシングされる。
次に、フィルタ１０では、第２ミキサ６からのＲＦ信号から、通過帯域である９ＧＨｚ以上の信号成分のみが通過される。
【００３７】
続いて、フィルタ１０からのＲＦ信号は、アンプ１１で増幅されて、第２カプラ１２から出力信号１３として出力される。
ここで、出力信号１３に含まれる雑音成分の電力をＮＯＳＣとすると、ＮＯＳＣは、上記式（１）を用いて次式（２）で表される。
【００３８】
ＮＯＳＣ＝Ｎ（１ＧＨｚ）＋Ｎ（９ＧＨｚ）
＝［Ｎ（１０ＧＨｚ）−Ｎ（９ＧＨｚ）］＋Ｎ（９ＧＨｚ）
＝Ｎ（１０ＧＨｚ）                                    ・・・（２）
【００３９】
上記式（２）から、出力信号１３に含まれる雑音成分の電力ＮＯＳＣは、発振器９からのＲＦ信号に含まれる雑音成分の電力Ｎ（９ＧＨｚ）に依存しないことが分かる。
したがって、この実施の形態に係る高周波発振器は、従来の光電気発振器と比較して位相雑音を増加させることなく、キャリア信号近傍のスプリアスを抑圧することができる。
ただし、厳密には、第１ミキサ５および第２ミキサ６で生じる位相雑音については、出力信号１３に重畳されると考えられる。
【００４０】
上記のように、出力信号１３の位相雑音成分には、発振器９からのＲＦ信号に含まれる位相雑音成分は影響しない。しかしながら、第１カプラ８から第１ミキサ５までの線路長Ｌ１と、第１カプラ８から第２ミキサ６までの線路長Ｌ２とが互いに異なる場合には、第１カプラ８から第１ミキサ５および第２ミキサ６にそれぞれ入力されるＲＦ信号に含まれる雑音成分の電力が、互いに異なる可能性がある。このとき、発振器９からのＲＦ信号に含まれる位相雑音成分が、出力信号１３の位相雑音成分に影響を与える恐れがある。
そこで、出力信号１３の位相雑音成分に対する影響を低減させるために、線路長Ｌ１と線路長Ｌ２とは、同一の長さに設定されることが望ましい。
このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまるものとする。
【００４１】
また、線路長Ｌ１と線路長Ｌ２とを同一の長さに設定する代わりに、図４に示すように、第１カプラ８から第１ミキサ５までの間に、入力されたＲＦ信号の位相を変化させる移相器３１を設けてもよい。
移相器３１から出力されるＲＦ信号の位相を、出力信号１３の位相雑音が小さくなるように調整することにより、線路長Ｌ１と線路長Ｌ２とを同一の長さに設定しなくても、出力信号１３の位相雑音成分に対する影響を低減させることができる。
なお、移相器３１は、第１カプラ８から第２ミキサ６までの間、または第１カプラ８から第１ミキサ５までの間、および第１カプラ８から第２ミキサ６までの間の両方に設けられてもよい。
【００４２】
この発明の実施の形態１に係る高周波発振器によれば、ＲＦ信号伝送系１５は、発振器９と、第１カプラ８と、第１ミキサ５と、バンドパスフィルタ７と、第２ミキサ６とを含んでいる。
第１カプラ８は、発振器９からの第２周波数を有するＲＦ信号を２つに分岐する。また、第１ミキサ５は、Ｏ／Ｅ変換器４および第１カプラ８からのＲＦ信号をミキシングして２つのＲＦ信号を生成する。バンドパスフィルタ７は、第１ミキサ５からの２つのＲＦ信号から、第３周波数を中心周波数とする所定の通過帯域に含まれる信号成分のみを通過させる。また、第２ミキサ６は、バンドパスフィルタ７および第１カプラ８からのＲＦ信号をミキシングして２つのＲＦ信号を生成する。ここで、第３周波数は、出力信号１３の周波数である第１周波数よりも低い値に設定されている。
そのため、キャリア信号近傍のスプリアスを効果的に抑圧することができる。
また、出力信号１３の周波数に対して低い中心周波数が設定されたバンドパスフィルタを適用した場合であっても、高周波発振器を発振させることができる。
【００４３】
なお、上記実施の形態１において、発振周波数を安定させるため、または発振周波数を所望の値に変化させるために、入力されたＲＦ信号の位相を変化させる移相器２１を用いてもよい。
図５は、図１に示した高周波発振器に移相器２１を適用した高周波発振器を例示するブロック構成図である。
【００４４】
図５において、移相器２１は、例えば印加される電圧に応じて、ＲＦ信号の位相を所望の値に変化させて出力する。また、移相器２１は、光変調器２に入力されるＲＦ信号の電力が、この高周波発振器が発振する条件（以下、「発振条件」と称する）を満たしていれば、ＲＦ信号伝送系１５Ａにおいて、Ｏ／Ｅ変換器４から光変調器２までの間の任意の位置に設置されてよい。
このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまるものとする。
【００４５】
また、図５に示した高周波発振器において、移相器２１の動作を制御する移相器制御部２４（移相器制御手段）を設けてもよい。
図６は、図５に示した高周波発振器に移相器制御部２４を適用した高周波発振器を例示するブロック構成図である。
【００４６】
図６において、この高周波発振器は、カプラ２３と移相器制御部２４とを含んでいる。
カプラ２３は、移相器２１からのＲＦ信号を２つに分岐し、一方を第２カプラ１２に出力し、他方を移相器制御部２４に出力する。移相器制御部２４は、カプラ２３からのＲＦ信号に応じて移相器２１に印加する電圧を自動で調整することにより、移相器２１の動作を制御し、ＲＦ信号の位相を所望の値に変化させている。
ここで、移相器制御部２４は、例えば水晶発振器２５と、分周器２６と、ＰＬＬ回路２７とによって構成されている。この構成により、発振周波数を安定させることができる。
その他の構成については、図５と同様であり、その説明を省略する。
【００４７】
なお、移相器制御部２４の構成は、上記のものに限定されず、他の構成であってもよい。また、カプラ２３は、ＲＦ信号伝送系１５Ｂにおいて、Ｏ／Ｅ変換器４から光変調器２までの間の任意の位置に設置されてよい。また、第２カプラ１２として、入力されたＲＦ信号を３分岐以上できるものを用いた場合には、このうちの１つのＲＦ信号を利用することができるので、カプラ２３は不要となる。
このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまるものとする。
【００４８】
また、上記実施の形態１において、発振周波数を安定させるため、または発振周波数を所望の値に変化させるために、入力されたレーザ光の光路長を変化させる光遅延器２２を用いてもよい。
図７は、図１に示した高周波発振器に光遅延器２２を適用した高周波発振器を例示するブロック構成図である。
【００４９】
図７において、光遅延器２２は、例えば印加される電圧に応じて、レーザ光の光路長を所望の値に変化させて出力する。また、光遅延器２２は、光変調器２に入力されるＲＦ信号の電力が発振条件を満たしていれば、光伝送系１４Ｃにおいて、光変調器２からＯ／Ｅ変換器４までの間の任意の位置に設置されてよい。
このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまるものとする。
【００５０】
また、図７に示した高周波発振器において、光遅延器２２の動作を制御する光遅延器制御部２８（光遅延器制御手段）を設けてもよい。
図８は、図７に示した高周波発振器に光遅延器制御部２８を適用した高周波発振器を例示するブロック構成図である。
【００５１】
図８において、この高周波発振器は、カプラ２３と光遅延器制御部２８とを含んでいる。
カプラ２３は、移相器２１からのＲＦ信号を２つに分岐し、一方を第２カプラ１２に出力し、他方を光遅延器制御部２８に出力する。光遅延器制御部２８は、カプラ２３からのＲＦ信号に応じて光遅延器２２に印加する電圧を自動で調整することにより、光遅延器２２の動作を制御し、レーザ光の光路長を所望の値に変化させている。
ここで、光遅延器制御部２８は、例えば水晶発振器２５と、分周器２６と、光遅延器印加電圧制御部２９とによって構成されている。この構成により、発振周波数を安定させることができる。
その他の構成については、図７と同様であり、その説明を省略する。
【００５２】
なお、光遅延器制御部２８の構成は、上記のものに限定されず、他の構成であってもよい。また、カプラ２３は、ＲＦ信号伝送系１５Ｄにおいて、Ｏ／Ｅ変換器４から光変調器２までの間の任意の位置に設置されてよい。また、第２カプラ１２として、入力されたＲＦ信号を３分岐以上できるものを用いた場合には、このうちの１つのＲＦ信号を利用することができるので、カプラ２３は不要となる。
このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまるものとする。
また、上記実施の形態１において、移相器２１および光遅延器２２を同時に用いてもよい。
【００５３】
実施の形態２．
図９は、この発明の実施の形態２に係る高周波発振器を示すブロック構成図である。
図９において、この高周波発振器は、図１に示した発振器９に代えて、第２周波数を有するＲＦ信号を出力する信号出力手段となる第３カプラ５１と、第４カプラ５２と、分周器５３と、第３ミキサ５４と、フィルタ５５（第１フィルタ）とを含んでいる。
【００５４】
第３カプラ５１には、Ｏ／Ｅ変換器４からの出力が入力される。第１ミキサ５には、第３カプラ５１および第１カプラ８からの出力が入力される。第４カプラ５２には、第３カプラ５１からの出力が入力される。分周器５３には、第４カプラ５２からの出力が入力される。第３ミキサ５４には、第４カプラ５２および分周器５３からの出力が入力される。フィルタ５５には、第３ミキサ５４からの出力が入力される。第１カプラ８には、フィルタ５５からの出力が入力される。
【００５５】
また、Ｏ／Ｅ変換器４と第３カプラ５１と、第３カプラ５１と第１ミキサ５と、第３カプラ５１と第４カプラ５２と、第４カプラ５２と分周器５３と、第４カプラ５２と第３ミキサ５４と、分周器５３と第３ミキサ５４と、第３ミキサ５４とフィルタ５５と、およびフィルタ５５と第１カプラ８とは、例えば同軸ケーブル等の電線ケーブルにより、互いに電気回路として接続されている。
【００５６】
第３カプラ５１は、Ｏ／Ｅ変換器４からのＲＦ信号を２つに分岐し、一方を第１ミキサ５に出力し、他方を第４カプラ５２に出力する。第４カプラ５２は、第３カプラ５１からのＲＦ信号を２つに分岐し、一方を分周器５３に出力し、他方を第３ミキサ５４に出力する。分周器５３は、第４カプラ５２からのＲＦ信号を所定数分の１に周波数分周し、第３ミキサ５４に出力する。
【００５７】
第３ミキサ５４は、第４カプラ５２からのＲＦ信号と、分周器５３からのＲＦ信号とをミキシングし、これら２つのＲＦ信号の和周波数および差周波数を有する２つのＲＦ信号を生成して、フィルタ５５に出力する。フィルタ５５は、第３ミキサ５４からの２つのＲＦ信号から、あらかじめ設定された所定の通過帯域に含まれる信号成分のみを通過させて、第１カプラ８に出力する。また、フィルタ５５は、所定の通過帯域以外の周波数帯域の信号およびスプリアスを遮断する。
その他の構成については、前述の実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。
【００５８】
以下、図９を参照しながら、上記構成の高周波発振器の動作について説明する。なお、前述の実施の形態１と同様の動作については、説明を省略する。
また、この実施の形態では、高周波発振器の動作を分かりやすくするために、第１周波数を１０ＧＨｚ、第３周波数を１ＧＨｚとする。また、フィルタ１０を、通過帯域が９ＧＨｚ以上のハイパスフィルタとし、フィルタ５５を、通過帯域が１０ＧＨｚ以下のローパスフィルタとする。また、分周器５３は、１０分周（入力されたＲＦ信号を１０分の１に周波数分周する）の分周性能を有するとする。
これらの設定値は、具体的な値を例示したものであって、この値に限定されず、異なる値であってもよい。
【００５９】
まず、Ｏ／Ｅ変換器４からのＲＦ信号は、第３カプラ５１に出力される。第３カプラ５１に入力されたＲＦ信号は、所定の分岐比で２つのＲＦ信号に分岐され、一方のＲＦ信号は、第１ミキサ５に出力され、他方のＲＦ信号は、第４カプラ５２に出力される。
続いて、第４カプラ５２に入力されたＲＦ信号は、所定の分岐比で２つのＲＦ信号に分岐され、一方のＲＦ信号は、第３ミキサ５４に出力され、他方のＲＦ信号は、分周器５３に出力される。
ここで、この高周波発振器の発振が始まっていない場合、第４カプラ５２に入力される信号は、前述したように白色雑音成分のみで構成されている。しかしながら、発振が生じた後の定常状態においては、第４カプラ５２に入力されるＲＦ信号は１０ＧＨｚであることを考慮し、ここでは、１０ＧＨｚの成分のみに着目する。
【００６０】
分周器５３に入力されたＲＦ信号は、１０分周されて、１ＧＨｚのＲＦ信号として第３ミキサ５４に出力される。
次に、第３ミキサ５４に入力された第４カプラ５２からのＲＦ信号と、分周器５３からのＲＦ信号とは、ミキシングされ、これら２つのＲＦ信号の和周波数および差周波数を有する２つのＲＦ信号が生成されて、フィルタ５５に出力される。すなわち、第４カプラ５２からの１０ＧＨｚのＲＦ信号と、分周器５３からの１ＧＨｚのＲＦ信号とがミキシングされ、これら２つのＲＦ信号の和周波数を有する１１ＧＨｚのＲＦ信号と、差周波数を有する９ＧＨｚのＲＦ信号とが生成される。
【００６１】
フィルタ５５に入力された第３ミキサ５４からの２つのＲＦ信号は、通過帯域である１０ＧＨｚ以下の信号成分のみが通過されて、第１カプラ８に出力される。すなわち、第３ミキサ５４からの２つのＲＦ信号のうち、１１ＧＨｚのＲＦ信号が除去されて、９ＧＨｚ（第２周波数）のＲＦ信号のみが第１カプラ８に出力される。第１カプラ８に入力されたＲＦ信号は、所定の分岐比で２つのＲＦ信号に分岐され、それぞれ第１ミキサ５および第２ミキサ６に出力される。
【００６２】
また、第１ミキサ５に入力された第３カプラ５１からのＲＦ信号と、第１カプラ８からのＲＦ信号とは、ミキシングされ、これら２つのＲＦ信号の和周波数および差周波数を有する２つのＲＦ信号が生成されて、バンドパスフィルタ７に出力される。すなわち、第３カプラ５１からの１０ＧＨｚのＲＦ信号と、第１カプラ８からの９ＧＨｚのＲＦ信号とがミキシングされ、これら２つのＲＦ信号の和周波数を有する１９ＧＨｚのＲＦ信号と、差周波数を有する１ＧＨｚのＲＦ信号とが生成される。
【００６３】
この発明の実施の形態２に係る高周波発振器によれば、第２周波数を有するＲＦ信号を出力する信号出力手段は、前述した実施の形態１の発振器９に代えて、第３カプラ５１と、第４カプラ５２と、分周器５３と、第３ミキサ５４とを含んでいる。
第３カプラ５１は、Ｏ／Ｅ変換器４からのＲＦ信号を２つに分岐する。また、第４カプラ５２は、第３カプラ５１からのＲＦ信号を２つに分岐する。分周器５３は、第４カプラ５２からのＲＦ信号を所定数分の１に周波数分周する。また、第３ミキサ５４は、第４カプラ５２および分周器５３からのＲＦ信号をミキシングして２つのＲＦ信号を生成する。
そのため、上記実施の形態１と同様の効果を奏することができるとともに、独立した発振器を用いることなく、発振器９と同様の機能を得ることができる。
【００６４】
なお、上記実施の形態２では、第４カプラ５２から出力されるＲＦ信号の周波数とは異なる周波数の信号を得るために、分周器５３を用いてＲＦ信号を周波数分周している。
しかしながら、これに限定されず、入力されたＲＦ信号の周波数を変化させる機能を有していれば、例えば逓倍器等、他のものを用いてもよい。
この場合も、上記実施の形態２と同様の効果を奏することができる。
また、このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまるものとする。
【００６５】
また、上記実施の形態２において、第３カプラ５１および第４カプラ５２に設定された所定の分岐比は、分岐された２つのＲＦ信号が、それぞれ第１ミキサ５、第２ミキサ６、分周器５３および第３ミキサ５４を動作させるのに十分な電力を有していれば、任意の比率であってよい。
この場合も、上記実施の形態２と同様の効果を奏することができる。
【００６６】
ただし、第１ミキサ５、第２ミキサ６、分周器５３および第３ミキサ５４が動作するための電力が不足する場合であっても、図１０に示すように、例えば所定のゲインを有するアンプ５６、アンプ５７およびアンプ５８（ともに第１電気アンプ）を用いてＲＦ信号を増幅することにより、必要な電力を確保することができる。
なお、アンプ５６〜５８は、第１ミキサ５、第２ミキサ６、分周器５３および第３ミキサ５４が動作することができれば、第３カプラ５１から、第４カプラ５２を経由して第１ミキサ５および第２ミキサ６に至るまでの経路上の任意の位置に設置されてよい。また、アンプの数も、特に限定されるものではない。
このことは、以降の他の実施の形態においても当てはまるものとする。
【００６７】
また、上記実施の形態２において、フィルタ５５は、９ＧＨｚのＲＦ信号のみを通過させて第１カプラ８に出力し、１１ＧＨｚのＲＦ信号を除去している。
しかしながら、これに限定されず、例えば１１ＧＨｚのＲＦ信号を遮断することができる第１カプラ８、アンプ５６、アンプ５７を用いる場合には、フィルタ５５を設置する必要はない。
この場合も、上記実施の形態２と同様の効果を奏することができる。
【００６８】
実施の形態３．
図１１は、この発明の実施の形態３に係る高周波発振器を示すブロック構成図である。
図１１において、この高周波発振器は、図１に示した光変調器２に代えて、光変調器２Ｇを含んでいる。また、この高周波発振器は、図１に示した発振器９に代えて、第２周波数を有するＲＦ信号を出力する信号出力手段となる第３カプラ５１と、バンドパスフィルタ６１（第２バンドパスフィルタ）と、分周器６２とを含んでいる。
【００６９】
第３カプラ５１には、Ｏ／Ｅ変換器４からの出力が入力される。第１ミキサ５には、第３カプラ５１および第１カプラ８からの出力が入力される。バンドパスフィルタ６１には、第３カプラ５１からの出力が入力される。分周器６２には、バンドパスフィルタ６１からの出力が入力される。第１カプラ８には、分周器６２からの出力が入力される。
【００７０】
また、Ｏ／Ｅ変換器４と第３カプラ５１と、第３カプラ５１と第１ミキサ５と、第３カプラ５１とバンドパスフィルタ６１と、バンドパスフィルタ６１と分周器６２と、および分周器６２と第１カプラ８とは、例えば同軸ケーブル等の電線ケーブルにより、互いに電気回路として接続されている。
【００７１】
ここで、光変調器２Ｇとしては、例えばＬｉＮｂＯ３を基板に用いたＬＮ変調器が用いられる。ＬＮ変調器については、高強度のＲＦ信号を入力した場合に、強度変調や位相変調等の光変調の非線形性により、変調後レーザ光に高調波成分が含まれることが一般的に知られている。
そこで、この実施の形態では、出力信号１３の周波数とは異なる周波数の信号として、この高調波成分を用いる。
したがって、この実施の形態では、第２カプラ１２から光変調器２Ｇに十分な電力を有するＲＦ信号を出力することにより、変調後レーザ光に高調波成分が含まれるようにする。
このとき、Ｏ／Ｅ変換器４からは、高調波成分を含むＲＦ信号が出力される。
【００７２】
第３カプラ５１は、Ｏ／Ｅ変換器４からの高調波成分を含むＲＦ信号を２つに分岐し、一方を第１ミキサ５に出力し、他方をバンドパスフィルタ６１に出力する。バンドパスフィルタ６１は、第３カプラ５１からの高調波成分を含むＲＦ信号から、上記高調波成分を中心周波数とするあらかじめ設定された所定の通過帯域に含まれる信号成分のみを通過させて、分周器６２に出力する。また、バンドパスフィルタ６１は、所定の通過帯域以外の周波数帯域の信号およびスプリアスを遮断する。
分周器６２は、バンドパスフィルタ６１からのＲＦ信号を所定数分の１に周波数分周し、第１カプラ８に出力する。
その他の構成については、前述の実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。
【００７３】
以下、図１１を参照しながら、上記構成の高周波発振器の動作について説明する。なお、前述の実施の形態１と同様の動作については、説明を省略する。
また、この実施の形態では、高周波発振器の動作を分かりやすくするために、第１周波数を１０ＧＨｚ、第３周波数を２．５ＧＨｚとする。また、バンドパスフィルタ６１の中心周波数を３０ＧＨｚとし、フィルタ１０を、通過帯域が８ＧＨｚ以上のハイパスフィルタとする。また、分周器６２は、４分周（入力されたＲＦ信号を４分の１に周波数分周する）の分周性能を有するとする。
これらの設定値は、具体的な値を例示したものであって、この値に限定されず、異なる値であってもよい。
【００７４】
まず、光変調器２Ｇに入力されたレーザ光は、第２カプラ１２からのＲＦ信号に応じて変調され、変調後レーザ光として光ファイバ３に出力される。このとき、変調後レーザ光には、１０ＧＨｚの信号成分の他に、２０ＧＨｚ、３０ＧＨｚといった高調波成分が含まれている。
Ｏ／Ｅ変換器４に光ファイバ３を介して入力された変調後レーザ光は、直接検波されてＲＦ信号に変換され、第３カプラ５１に出力される。このとき、第３カプラ５１に出力されたＲＦ信号には、上記高調波成分が含まれている。
【００７５】
第３カプラ５１に入力されたＲＦ信号は、所定の分岐比で２つのＲＦ信号に分岐され、一方のＲＦ信号は、第１ミキサ５に出力され、他方のＲＦ信号は、バンドパスフィルタ６１に出力される。
続いて、バンドパスフィルタ６１に入力されたＲＦ信号は、３０ＧＨｚを中心周波数とする所定の通過帯域に含まれる信号成分のみが通過されて、分周器６２に出力される。すなわち、第３カプラ５１からのＲＦ信号から、３０ＧＨｚの高調波成分のみが分周器６２に出力される。
【００７６】
分周器６２に入力されたＲＦ信号は、４分周されて、７．５ＧＨｚのＲＦ信号として第１カプラ８に出力される。
次に、第１カプラ８に入力されたＲＦ信号は、所定の分岐比で２つのＲＦ信号に分岐され、それぞれ第１ミキサ５および第２ミキサ６に出力される。
また、第１ミキサ５に入力された第３カプラ５１からのＲＦ信号と、第１カプラ８からのＲＦ信号とは、ミキシングされ、これら２つのＲＦ信号の和周波数および差周波数を有する２つのＲＦ信号が生成されて、バンドパスフィルタ７に出力される。
【００７７】
この発明の実施の形態３に係る高周波発振器によれば、第２周波数を有するＲＦ信号を出力する信号出力手段は、前述した実施の形態１の発振器９に代えて、第３カプラ５１と、バンドパスフィルタ６１と、分周器６２とを含んでいる。また、光変調器２Ｇは、高調波成分を含む変調後レーザ光を出力する。
第３カプラ５１は、Ｏ／Ｅ変換器４からのＲＦ信号を２つに分岐する。また、バンドパスフィルタ６１は、第３カプラ５１からのＲＦ信号から、高調波成分を中心周波数とする所定の通過帯域に含まれる信号成分のみを通過させる。分周器６２は、バンドパスフィルタ６１からのＲＦ信号を所定数分の１に周波数分周する。
そのため、上記実施の形態１と同様の効果を奏することができるとともに、独立した発振器を用いることなく、発振器９と同様の機能を得ることができる。
【００７８】
また、この実施の形態では、光変調器２Ｇから高調波成分を含む変調後レーザ光を出力しているので、例えばカプラをＯ／Ｅ変換器４と第３カプラ５１との間に設けることにより、１０ＧＨｚのＲＦ信号の他に、２０ＧＨｚ、３０ＧＨｚといった高調波成分に対応したＲＦ信号を得ることができる。
【００７９】
なお、上記実施の形態３では、バンドパスフィルタ６１を用いてＲＦ信号に含まれる３０ＧＨｚの高調波成分を得ている。
しかしながら、これに限定されず、所望の成分（例えば、３０ＧＨｚ）のみを通過させる機能を有していれば、他のものを用いてもよい。
この場合も、上記実施の形態３と同様の効果を奏することができる。
【００８０】
なお、上記実施の形態１〜３において、アンプ１１または第２カプラ１２のＲＦ信号伝送系１５における挿入順序は、任意の順序であってよい。
この場合も、上記実施の形態１〜３と同様の効果を奏することができる。
【００８１】
また、上記実施の形態１〜３において、光変調器２、２Ｇとしては、前述したように、例えばＬｉＮｂＯ３を基板に用いたＬＮ変調器が考えられる。また、変調方式としては、例えば強度変調や位相変調等が考えられる。
しかしながら、これに限定されず、第２カプラ１２からのＲＦ信号に応じた変調をレーザ光に施すものであれば、任意の光変調器および変調方式であってよい。
この場合も、上記実施の形態１〜３と同様の効果を奏することができる。
【００８２】
また、上記実施の形態１〜３では、前述したように伝送路として光ファイバ３が用いられている。また、光源１と光変調器２、２Ｇと、光変調器２、２Ｇと光ファイバ３と、および光ファイバ３とＯ／Ｅ変換器４とは、光ファイバにより、互いに光回路として接続されている。これにより、小型化が可能になる、高い信頼性を実現することができる、取扱いが容易となる、および高い配置自由性を有するといった効果を得ることができる。
しかしながら、これに限定されず、レーザ光の伝送路として、例えば空間等、他のものを用いてもよい。
この場合も、上記実施の形態１〜３と同様の効果を奏することができる。
【００８３】
また、上記実施の形態１〜３において、第１カプラ８に設定された所定の分岐比は、分岐された２つのＲＦ信号が、それぞれ第１ミキサ５および第２ミキサ６を動作させるのに十分な電力を有していれば、任意の比率であってよい。
この場合も、上記実施の形態１〜３と同様の効果を奏することができる。
【００８４】
また、上記実施の形態１〜３において、第２カプラ１２から出力される２つのＲＦ信号のうち、光変調器２、２Ｇに入力されるＲＦ信号の電力は、この高周波発振器が発振する発振条件を満たしていなければならない。すなわち、第２カプラ１２に設定された所定の分岐比は、発振条件を満たしていれば、任意の比率であってよい。
この場合も、上記実施の形態１〜３と同様の効果を奏することができる。
【００８５】
また、上記実施の形態１〜３において、アンプ１１および第２カプラ１２は、光変調器２、２Ｇに入力されるＲＦ信号の電力が発振条件を満たしていれば、ＲＦ信号伝送系１５において、Ｏ／Ｅ変換器４から光変調器２、２Ｇまでの間の任意の位置に設置されてよい。
この場合も、上記実施の形態１〜３と同様の効果を奏することができる。
【００８６】
また、上記実施の形態１〜３において、アンプ１１は、入力されたＲＦ信号を増幅して出力し、この高周波発振器を発振させて出力信号１３を得るために用いられている。
しかしながら、これに限定されず、例えば光伝送系１４において、光源１からＯ／Ｅ変換器４までの間の任意の位置に光アンプを設置し、レーザ光を増幅してもよい。また、ＲＦ信号を増幅する電気アンプと、レーザ光を増幅する光アンプとを組み合わせて、出力信号１３を得るようにしてもよい。
この場合も、上記実施の形態１〜３と同様の効果を奏することができる。
【００８７】
また、上記実施の形態１〜３において、フィルタ１０は、１０ＧＨｚのＲＦ信号のみを通過させてアンプ１１に出力し、８ＧＨｚ、または５ＧＨｚのＲＦ信号を除去している。
しかしながら、これに限定されず、例えば８ＧＨｚ、または５ＧＨｚのＲＦ信号を遮断することができるアンプ１１または第２カプラ１２を用いる場合には、フィルタ１０を設置する必要はない。
この場合も、上記実施の形態１〜３と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る高周波発振器を示すブロック構成図である。
【図２】従来の光電気発振器においてバンドパスフィルタを通過した信号のスペクトルを示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る高周波発振器においてバンドパスフィルタを通過した信号のスペクトルを示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る高周波発振器を示す別のブロック構成図である。
【図５】図１に示した高周波発振器に移相器を適用した高周波発振器を例示するブロック構成図である。
【図６】図５に示した高周波発振器に移相器制御部を適用した高周波発振器を例示するブロック構成図である。
【図７】図１に示した高周波発振器に光遅延器を適用した高周波発振器を例示するブロック構成図である。
【図８】図７に示した高周波発振器に光遅延器制御部を適用した高周波発振器を例示するブロック構成図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係る高周波発振器を示すブロック構成図である。
【図１０】この発明の実施の形態２に係る高周波発振器を示す別のブロック構成図である。
【図１１】この発明の実施の形態３に係る高周波発振器を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
【００８９】
１  光源（レーザ光源）、２、２Ｇ  光変調器、３  光ファイバ、４  Ｏ／Ｅ変換器（光電変換器）、５  第１ミキサ、６  第２ミキサ、７  バンドパスフィルタ（第１バンドパスフィルタ）、８  第１カプラ、９  発振器（信号出力手段）、１０  フィルタ（信号選択手段、第２フィルタ）、１１  アンプ（第２電気アンプ）、１２  第２カプラ、１４、１４Ｃ、１４Ｄ、１４Ｇ  光伝送系、１５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｄ、１５Ｅ、１５Ｆ、１５Ｇ  ＲＦ信号伝送系（電気伝送系）、２１  移相器、２２  光遅延器、２４  移相器制御部（移相器制御手段）、２８  光遅延器制御部（光遅延器制御手段）、５１  第３カプラ、５２  第４カプラ、５３  分周器、５４  第３ミキサ、５５  フィルタ（第１フィルタ）、５６、５７、５８  アンプ（第１電気アンプ）、６１  バンドパスフィルタ（第２バンドパスフィルタ）、６２  分周器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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