特許 6086535 光副搬送波の周波数変換器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6086535

(24)【登録日】2017年2月10日

(45)【発行日】2017年3月1日

(54)【発明の名称】光副搬送波の周波数変換器

(51)【国際特許分類】

   H04B 10/2575 20130101AFI20170220BHJP

   H04B 10/516 20130101ALI20170220BHJP

   G02F 1/015 20060101ALI20170220BHJP

【ＦＩ】

   H04B10/2575

   H04B10/516

   G02F1/015

【請求項の数】2

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-156737(P2013-156737)

(22)【出願日】2013年7月29日

(65)【公開番号】特開2015-27037(P2015-27037A)

(43)【公開日】2015年2月5日

【審査請求日】2015年7月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】504258527

【氏名又は名称】国立大学法人 鹿児島大学

(74)【代理人】

【識別番号】110001243

【氏名又は名称】特許業務法人 谷・阿部特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 敏夫

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 潤

(72)【発明者】

【氏名】福島 誠治

【審査官】 後澤 瑞征

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−０５３６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２１７８７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０４０８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平０８−５０８３７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 Seiji Fukushima 他，Electro-Absorption Modulator Integrated Laser Application to A Cube Satellite Earth Station，Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim，２０１３年 ７月 ４日

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ１０／００−１０／９０

Ｈ０４Ｊ１４／００−１４／０８

Ｇ０２Ｆ １／０１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光副搬送波の周波数変換器であって、
半導体レーザと、
光変調器と、
前記半導体レーザに直流電流を供給するための電流源と、
前記光変調器の動作点を制御するための電圧源と
を含み、
前記半導体レーザは、第１の送信信号を入力し、前記第１の送信信号と、前記電流源からの前記直流電流とに基づいて光信号を出力するように構成され、
前記光変調器は、前記動作点に応じて前記半導体レーザの光信号を変調し、当該光変調器に与えられる第２の送信信号と前記第１の送信信号との和周波成分および差周波成分を含む光信号を出力するように構成され、
前記第１の送信信号または前記第２の送信信号の一方は光搬送波方式の送信信号を得るための電気信号であり、他方はクロック信号であり、
光搬送波の基本周波数は、前記クロック信号の基本周波数と異なり、
前記第１の送信信号が前記電気信号であり、かつ、前記第２の送信信号が前記クロック信号である場合、前記クロック信号は、前記光変調器と光媒体を介して接続される受信装置によって生成されることを特徴とする光副搬送波の周波数変換器。

【請求項2】

前記半導体レーザおよび前記光変調器は、電界吸収型変調器集積レーザとして一体に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光副搬送波の周波数変換器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光副搬送波として伝送される高周波信号の周波数変換器に関する。

【0002】

高周波信号、特にマイクロ波やミリ波の伝送が同軸ケーブルのような電線媒体で行われると、表皮効果により著しく減衰しやすくなる。そのために、高周波は所望の周波数より低い中間周波（ＩＦ）に変換して伝送される。この場合、同軸ケーブルなどでの電力減衰は低減できるが、周波数変換が必要となる。

【0003】

高周波の減衰を低減するもうひとつの方法として、高周波信号で変調された光信号で伝送する光副搬送波方式がある。伝送媒体として光ファイバを採用すれば、同軸ケーブルと比較して伝送損失をより一層低減することができる。しかし、光副搬送波方式では一般に、レーザダイオードの直接変調、または、外部光変調器を用いた外部変調が行われるが、これらの光デバイスでは、おおむね１０ＧＨｚ以上を扱うものは高価になる。衛星放送の受信設備として適用する場合は有用であるものの、一般消費者向けの装置には適用しにくい。そこで、光副搬送波方式においても一般に、ＩＦ帯で伝送されることが多い。たとえば、衛星放送では１２ＧＨｚ程度の周波数が用いられているが、これは受信されるとすぐに１ＧＨｚ帯に変換されるようになっている（非特許文献１）。

【0004】

図１に、ＩＦ帯を用いる光副搬送波方式の受信設備１０００の従来例を示す。この受信設備１０００は、アンテナ１００と、高周波用のアンプ１０１と、混合器１０２と、局部発振器（ＬＯ）１０３と、電気／光（Ｅ／Ｏ）変換器１０４と、光／電気（Ｏ／Ｅ）変換器１０５とを備える。Ｏ／Ｅ変換器１０５は、受信者に使用され、光ファイバ１０６を介してＥ／Ｏ変換器１０４と接続される。

【0005】

この受信設備１０００では、信号はアンテナ１００からＯ／Ｅ変換器１０５に向かって伝送される。高周波の放送信号（たとえば１２ＧＨｚ帯の衛星放送）の場合、放送信号はアンテナ１００を通じて受信した放送信号はアンプ１０１によって増幅される。アンプ１０１は高周波用の低雑音アンプである。アンプ１０１とアンテナ１００との接続は、できるだけ短い距離の同軸ケーブルで行われる。

【0006】

１２ＧＨｚの信号が同軸ケーブル上で電気的に伝送されると損失が大きくなる。また光搬送波方式で１２ＧＨｚの信号が光学的に伝送されると、部品コストが高くなる。このため、１２ＧＨｚの信号はＩＦに変換される。たとえば、局部発振器１０３では１１ＧＨｚの信号を発生させて混合器１０２に出力し、混合器１０２では、ＩＦとして差周波である１ＧＨｚの信号をＥ／Ｏ変換器１０４に出力する。Ｅ／Ｏ変換器１０４では、ＩＦを光搬送波に変換する。ＩＦである１ＧＨｚ程度の周波数の光ファイバ伝送であれば、Ｅ／Ｏ変換器１０４は、レーザダイオードの直接変調を行えばよい。Ｅ／Ｏ変換器１０４の出力は、光ファイバ１０６を介して、Ｏ／Ｅ変換器１０５に伝送され、Ｏ／Ｅ変換器１０５では、その受信信号をＩＦ信号に変換する。これにより、受信者は、ＩＦ信号に基づいてテレビ受像機などで映像を視聴することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【非特許文献1】生岩量久、鳥羽良和，RoF技術の放送分野の適用，信学技報MWP 10-15，2011

【非特許文献2】藤瀬雅行，RoFマルチサービス無線通信システムコンセプトの検討，信学技報SST990111，2000

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

従来の光副搬送波方式の受信設備では、２つの信号を電気的に混合してＩＦを出力する混合器を備える。しかしながら、混合器の消費電力が大きくなる。

【0009】

本発明は、このような状況下においてなされたものであり、消費電力の大きい混合器を用いずに、光学的に信号を混合してＩＦを生成することが可能な光副搬送波の周波数変換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】

【0010】

上記の課題を解決するための光副搬送波の周波数変換器は、半導体レーザと、光変調器と、前記半導体レーザに直流電流を供給するための電流源と、前記光変調器の動作点を制御するための電圧源とを含み、前記半導体レーザは、第１の送信信号を入力し、前記第１の送信信号と、前記電流源からの前記直流電流とに基づいて光信号を出力するように構成され、前記光変調器は、前記動作点に応じて前記半導体レーザの光信号を変調し、当該光変調器に与えられる第２の送信信号と前記第１の送信信号との和周波成分および差周波成分を含む光信号を出力するように構成され、前記第１の送信信号または前記第２の送信信号の一方は光搬送波方式の送信信号を得るための電気信号であり、他方はクロック信号であり、光搬送波の基本周波数は、前記クロック信号の基本周波数と異なり、前記第１の送信信号が前記電気信号であり、かつ、前記第２の送信信号が前記クロック信号である場合、前記クロック信号は、前記光変調器と光媒体を介して接続される受信装置によって生成される。

【0012】

前記半導体レーザおよび前記光変調器は、電界吸収型変調器集積レーザとして一体に構成するようにしてもよい。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、消費電力の大きい混合器を用いずに、光学的に信号を混合してＩＦを生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】従来の光副搬送波方式の受信装置の構成を示す図である。

【図2】第１実施形態における光副搬送波の周波数変換器の構成例を示す図である。

【図3】ＬＤの電流−光出力特性とＥＡＭの電圧−透過率特性とを説明するための図である。

【図4】第２実施形態における光副搬送波の周波数変換器の構成例を示す図である。

【図5】図４のＥＭＬの動作特性を説明するための図である。

【図6】第３実施形態における光副搬送波の周波数変換器の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

＜第１実施形態＞
図２は第１実施形態における光副搬送波の周波数変換器１の構成例を示す図である。

【0016】

この周波数変換器１は、光変調によって、後述する送信信号ｄ１，ｄ２の差周波としてのＩＦを生成する。図２に示すように、周波数変換器１は、電界吸収型変調器集積レーザ（ＥＭＬモジュール）１ａと、アンテナ１００と、高周波用アンプ１０１と、局部発振器１０３と、定電流源４ａと、定電圧源５ａと、バイアスティ６ａ，６ｂとを備える。ＥＭＬモジュール１ａは、レーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）２ａと電界吸収型光変調器（ＥＡＭ：electro-absorption modulator) ３ａとを備え、このＥＭＬモジュール１ａの構成によって、ＩＦが生成される。

【0017】

図２において、アンテナ１００は、同軸ケーブルでアンプ１０１と接続される。アンプ１０１では、アンテナ１００から受信する信号を増幅して送信信号ｄ２をバイアスティ６ｂに出力する。送信信号ｄ２の周波数は、例えば１１ＧＨｚである。

【0018】

バイアスティ６ｂのＲＦポート６２ｂには送信信号ｄ２が入力され、ＤＣポート６１ｂには定電圧源５ａからの電圧信号が入力される。この実施形態では、バイアスティ６ｂは、送信信号ｄ２の交流成分にバイアスの直流成分を合成してＥＡＭ３ａに出力するようになっている。これにより、ＥＡＭ３ａの動作点が制御される。換言すれば、定電圧源５ａによって、ＥＡＭ３ａの動作点が制御可能となっている。

【0019】

局部発振器１０３は、クロック信号としての送信信号ｄ１をバイアスティ６ａに出力する。送信信号ｄ１の周波数は、例えば１２ＧＨｚである。

【0020】

バイアスティ６ａのＲＦポート６２ｂには送信信号ｄ１が入力され、ＤＣポート６２ｂには定電流源４ａからの直流電流信号が入力される。この実施形態では、バイアスティ６ａは、送信信号ｄ１の交流成分にバイアスの直流電流信号の成分を合成してＬＤ２ａに出力するようになっている。定電流源４ａによって、ＬＤ２ａに直流電流が供給される。

【0021】

ＬＤ２ａは、バイアスティ６ａの出力（この実施形態では、送信信号ｄ１の交流成分に直流電流信号の成分が合成された信号）を入力し、送信信号ｄ１と、定電流源４ａからの直流電流とに基づいて光信号を出力するようになっている。ＬＤ２ａは、例えば１．５５μm帯の波長を持つ分布帰還型レーザダイオードである。

【0022】

ＥＡＭ３ａは、ＥＡＭ３ａの動作点に応じてＬＤ２ａの光信号を変調し、ＥＡＭ３ａに与えられる送信信号ｄ２と送信信号ｄ１との和周波成分および差周波成分を含む光信号を出力するようになっている。このＥＡＭ３ａの諸特性については、後述で詳細に説明する。なお、この実施形態では、２つの送信信号ｄ１，ｄ２の差周波信号は、ＩＦを意味する。

【0023】

Ｏ／Ｅ変換器１０５は、ＥＡＭ３ａの光出力を、光ファイバ（光媒体）８を介して受信して電気信号に変換するようになっている。Ｏ／Ｅ変換器１０５では、ＥＡＭ３ａの光出力に含まれる送信信号ｄ１，ｄ２の差周波信号を電気信号に変換するようになっている。

【0024】

図３は、ＥＭＬ１ａの諸特性を示す図であって、（ａ）はＬＤ２ａの電流−光出力特性と、（ｂ）はＥＡＭ３ａの電圧−透過率特性とを示してある。

【0025】

図３（ａ）に示すように、ＬＤ２ａでは単一モード発振となっており、電流−光出力特性の傾きが途中で折れ曲がるキンクなどが生じていない。つまり、高周波伝送に好ましくない要素はない。

【0026】

ＥＡＭ３ａの電圧−透過率特性は、図３（ｂ）のような値をとる。これは、典型的な特性となる。

【0027】

ここで、ＬＤ２ａの光出力をＩ_０、ＬＤ２ａに印加される高周波信号の角周波数をω１、変調度をｍとする。この場合、ＬＤ２ａの光出力特性は線形とみなすことができ、高周波信号は微小電力とする。また、ＥＡＭ３ａの透過率をＴ_０、ＥＡＭ３ａに印加される高周波信号の角周波数をω２、変調度をｎとする。この場合、ＥＡＭ３ａの透過特性は線形とみなすことができ、高周波信号は微小電力とする。つまり、|m|および|n|はともに、１より十分小さい。この実施形態では、例えば、m=0.01 (1%)、 n=0.01 (1%)とする。

【0028】

この場合、ＬＤ２ａの光出力強度Ｉは下記式（１）、ＥＡＭ３ａの透過率Ｔは下記式（２）、ＥＭＬ１ａの光出力強度Ｐは下記式（３）によって表される。
Ｉ=Ｉ_０ (1 + m cosω₁ t) （１）
Ｔ=Ｔ_０ (1 + n cosω₂ t) （２）
Ｐ =Ｉ・Ｌ
=Ｉ_０・Ｔ_０ (1 + m cosω₁ t) (1 + n cos ω₂ t) （３）

【0029】

上記式（３）は、下記式（３´）に置き換えられる。
Ｐ =Ｉ_０・Ｔ_０[1 + m cosω₁ t + n cos ω₂ t
+ (mn/2) { cos (ω₁ + ω₂) t + cos (ω₁ - ω₂) t } ] （３´）

【0030】

上記式（３´）において、cos (ω₁ + ω₂) tにより和周波、cos (ω₁ - ω₂) tにより差周波が生成することがわかる。

【0031】

本実施形態の周波数変換器１において、定電流源４ａは、バイアスティ６ａを介して接続されているが、これは、ＬＤ２ａが、ＣＷ（Continuous Wave）発振のため、そのしきい電流以上で定電力駆動するようにするためである。

【0032】

一般的なＬＤにおいて、室温が２５℃の場合のしきい電流は２０ｍＡになるが、本実施形態のＬＤ２ａでは、７０ｍＡの直流を供給した場合において、０．８ｍＷの光出力を得た。

【0033】

一般に、ＥＡＭは逆バイアスの電圧を印加すると波長１．５５μｍ帯の光を吸収する性質がある。この観点から、本実施形態の周波数変換器１では、適切なバイアス電圧として、例えば−１．５Ｖを定電圧源５ａから印加するようにした。

【0034】

本実施形態の周波数変換器１において、送信信号ｄ１は、バイアスティ６ａのＲＦポート６２ａからＬＤ２ａに入力される。送信信号ｄ２は、バイアスティ６ｂのＲＦポート６２ｂを通って、ＥＡＭ３ａに印加される。

【0035】

ＥＡＭ３ａによって周波数変換された光副搬送波信号は、ＥＡＭ３ａから光ファイバ８側に出射される。スペクトラムアナライザによって、このときのＥＡＭ３ａの光信号を確認したところ、１ＧＨｚの差周波、１３ＧＨｚの和周波、１１ＧＨｚおよび１２ＧＨｚの送信信号ｄ１，ｄ２の成分を確認することができた。つまり、ＥＭＬ１ａの出力である光信号には、光副搬送波としての和周波成分および差周波成分が含まれていた。これにより、受信側では、和周波および差周波を同時に取り出したが、例えばＩＦである１ＧＨｚのみが必要な場合にはローパスフィルタなどでこのＩＦの周波数成分のみを取り出せばよい。

【0036】

以上説明したように、本実施形態の周波数変換器１によれば、ＥＭＬモジュール１ａの光領域動作により光副搬送波の周波数変換をしてＩＦを生成することができる。このようにすることで、従来使用されていた混合器が不用になる。このため、光副搬送波方式で伝送される高周波信号の周波数変換が、電子部品を用いることなく、光学的に行うことができる。また、従来よりも周波数変換のための装置が簡易かつ小型になり、その保守性も向上する。

【0037】

さらに消費電力の大きい混合器を不用とすることで、電力供給の規模を小さくしたり、削減したりすることが可能となる。

【0038】

＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態における光副搬送波の周波数変換器１Ａの構成について図４を参照にして説明する。図４は、本実施形態の光副搬送波の周波数変換器１Ａの構成例を示す図である。

【0039】

図４の周波数変換器１Ａが第１実施形態と異なるのは主に、局部発振器を受信者側に設けた点であるため、この点を中心に以下説明する。この図４の周波数変換器１Ａにおける局部発振器１３は、前述の局部発振器１０３（図２）とは異なり、受信者側に備えられる受信装置４０に設けるようにすることで、局部発振器１３の保守性を向上させる点に特徴がある。

【0040】

第１実施形態のものと同様に、周波数変換器１Ａは、アンテナ１００と、アンプ１０１と、ＥＭＬモジュール１ｂと、定電流源４ｂと、定電圧源５ｂと、バイアスティ６ｃとを備える。ＥＭＬモジュール１ｂは、ＬＤ２ａとＥＡＭ３ｂを備える。定電圧源５ｂは、ＥＡＭ３ｂに対して例えば−１Ｖを印加するようになっている。また、バイアスティ６ｃのＲＦポート６２ｃに送信信号ｄ３が入力される。そして、Ｏ／Ｅ変換器１１は、受信者側の受信装置４０内に備えられる。

【0041】

一方、第１実施形態のものと異なり、局部発振器１３は、受信装置４０内に設けられる。また、第１実施形態の場合と異なり、第２実施形態では、受信装置４０はさらに、波長フィルタ１０と、Ｅ／Ｏ変換器１１とを備える。

【0042】

局部発振器１３は、送信信号(クロック信号)をＥ／Ｏ変換器１１に出力し、Ｅ／Ｏ変換器１１は、その送信信号を光信号に変換する。変換された光信号は、波長が例えば１．３μｍの短波長であり、波長フィルタ１０のポート１０ａに入力される。これによって、例えば１．３μｍの波長を持つ光信号が、光ファイバ９を介してＥＡＭ３ｂに入力される。このＥＡＭ３ｂによって、送信信号ｄ３とクロック信号との和周波および差周波の成分を有する光信号が生成されることになるが、詳細は後述する。

【0043】

本実施形態の周波数変換器１Ａにおいて、ＬＤ２ａでは、バイアスティ６ｃを介して与えられる直流電流および送信信号ｄ３に基づいて、例えば１．５５μｍの波長を持つ高周波信号が重畳されたレーザ光を生成する。このレーザ光は、ＥＡＭ３ｂによって変調され、光ファイバ９を介して受信装置４０側に出力される。これにより、その光信号が、受信装置４０の波長フィルタ１０ｂからＯ／Ｅ変換器１１に出力される。

【0044】

図５は、ＥＡＭ３ｂの動作を説明するための図であって、（ａ）は正弦波電流が流れる状態と、（ｂ）は入力光の変化に伴う電流の変化状態と、（ｃ）は電圧の変化に伴う透過率の変化状態とを示してある。なお、図５のメイングラフにおいて、横軸はＥＡＭ３ｂに印加される電圧Ｖ_ＥＡＭ、縦軸はＥＡＭ３ｂを流れる電流Ｉ_ＥＡＭ、または、レーザ光の透過率Ｔを表してある。

【0045】

ここでは、先ず、ＥＡＭ３ｂはフォトダイオードとして理解される。短波長の入力光がないときの電圧Ｖ_ＥＡＭ−電流Ｉ_ＥＡＭ特性は、図５に示したような値をとる。すなわち、逆バイアス時には、ほとんど電流が流れず、順バイアス時にビルトインポテンシャル以上の電圧で非常に大きな電流が流れる（図５中、細い実線で示す。）。これに短波長の光が照射されると、逆方向に光電流が流れる。逆バイアス時の光電流はほとんど電圧に依存しない（図５中、太い実線で示す。）。

【0046】

この実施形態では、短波長の光は例えば波長１．３μｍとしているので、このときの波長１．５５μｍのレーザ光の電圧Ｖ_ＥＡＭ−透過率Ｔ特性は、図５の破線で示したとおりである。すなわち、逆バイアスが大きくなるほど（すなわち負電圧が大きくなるほど）、透過率は低下する。これはＥＡＭ３ｂの動作を示しており、ＥＡＭ３ｂでの送信信号の変調動作についてもこの動作説明から理解することができる。

【0047】

短波長の外部光によって、レーザ光の強度変調について図５（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。図５（ａ）の例では、ＥＡＭ３ｂに正弦波電流が流れることがわかる。この実施形態では、ＥＡＭ３ｂにおいて、波長が１．３μｍの入力光がある場合の動作点は、図５の太い実線で示した電圧Ｖ_ＥＡＭ−電流Ｉ_ＥＡＭ特性と、負荷線（図５中、一点鎖線で示す。）との交点となる。

【0048】

この場合、入力光の強弱に伴いＩ_ＥＡＭも変化することになるが、この様子は図５（ｂ）に示してある。この図５（ｂ）の変化に伴ってＶ_ＥＡＭが変化する。この場合、レーザ光に対する透過率Ｔが変化することになるが、この様子は図５（ｃ）に示してある。図５（ｃ）の例では、位相は反転しているものの、Ｉ_ＥＡＭの変化に応じて、透過率Ｔも変化する。このとき、各信号が小信号であるとみなせる範囲であれば、外部光の強度から変調されたレーザ光の強度についても線形的に変化すると考えることができる。厳密には、線形的でないとしても、ＥＡＭ３ｂでは周波数変換の機能は実現できるが、設計上意図しないスプリアスが多くなる。

【0049】

次に、ＥＡＭ３ｂにおいて、局部発振器１３からのクロック信号が重畳された光副搬送波が導入される原理について図４を参照して説明する。この実施形態では、光ファイバ９は、ＥＡＭ３ｂと光学的に結合しているので、ＥＭＬ１ｂへの光入力、および、ＥＭＬ１ｂからの光出力が実現できるように構成されている。上記クロック信号の重畳光副搬送波（ＬＯ重畳光副搬送波ともいう。）を生成するために、局部発振器１３において、例えば１１ＧＨｚの高周波信号を発生させ、Ｅ／Ｏ変換器１２を駆動する。この駆動は、例えば直接変調において、波長が例えば１．３μm帯の分布帰還型レーザダイオードによって実現される。そして、短波長（１．３μｍ）の外部光は、波長フィルタ１０の１．３μmポート１０ａおよび光ファイバ９を経由して、ＥＡＭ３ｂに入力される。図５（ａ）〜（ｃ）で説明した原理により、ＥＡＭ３ｂの出力光は、送信信号ｄ３とＬＯの重畳光副搬送波とを含む。

【0050】

そして、上記式（１）〜（３´）で説明したとおり、ＬＯ重畳光副搬送波の周波数変換が行われ、周波数変換された光副搬送波は、光ファイバ９および波長フィルタ１０を介して、Ｏ／Ｅ変換器１１に入力される。なお、波長フィルタ１０の出力は、周波数変換された光副搬送波として使用するようにしてもよいし、Ｏ／Ｅ変換によって高周波信号として用いてもよい。

【0051】

このようにしても、周波数変換器１Ａは、従来使用されていた混合器を用いることなく、ＥＭＬモジュール１ｂの光領域動作により光副搬送波の周波数変換をしてＩＦを生成することができる。さらに、局部発振器１３は受信装置４０内に設けられるので、局部発振器１３の保守が行いやすくなる。

【0052】

＜第３実施形態＞
第３実施形態の光副搬送波の周波数変換器は、図４に示した第２実施形態のものにおいて、負荷抵抗８およびバイアスティ６ｄを備えていることを特徴としている。

【0053】

図６は、負荷抵抗８およびバイアスティ６ｄを備えたときの周波数変換器１Ｂの構成例を例示している。

【0054】

この場合、和(１３ＧＨｚ)および差周波(１ＧＨｚ)の成分をバイアスティ６ｄのＲＦポート６２ｄからも得ることができる。必要に応じて、ＲＦポート６２ｄからの高周波出力も利用することができる。

【0055】

図６において、ＥＡＭ３ｂにおいて周波数変調を行うために、抵抗負荷（または終端抵抗）８は、ＥＡＭ３ｂと直列接続される。この抵抗負荷８およびバイアスティ６ｄを介して、定電圧源５ｂが接続される。この場合、定電圧源５ｂは、ＥＡＭ３ｂに対して−１Ｖを印加するように構成される。 このようにしても、周波数変換器１Ａは、従来使用されていた混合器を用いることなく、ＥＭＬモジュール１ｂの光領域動作により光副搬送波の周波数変換をしてＩＦを生成することができる。また、局部発振器１３の保守が行いやすくなる。

【0056】

以上、上記各実施形態について説明してきたが、具体的な構成は変更することが可能である。例えば、第１実施形態において、局部発振器１０３の出力がＥＡＭ３ａに入力するようにし、かつ、アンテナ１００からの出力がＬＤ２ａに入力するように構成してもよい。なお、一般的には、ＬＤ２ａのほうがＥＡＭ３ａよりも高周波特性が劣るので、ＥＡＭ３ａのほうに高周波数信号を入力するのが好ましい。また、ＬＤ２ａのほうが信号のパターン効果（0101信号、0連続、１連続の場合について比較すると、波形が変わる影響）により、ＬＤ２ａの方に局部発振器１０３の出力を入力するのが好ましい。

【0057】

第１実施形態では、上述した変調度ｍ，ｎは、１より十分に小さい場合について説明したが、これは一般に、光副搬送波方式において、ＬＤの電流−光強度（いわゆるＩ−Ｌ）特性の線形性に対する要求条件が厳しいからである。しかし、ＬＤが十分な線形性を有している場合であれば、ｍ，ｎが１よりも十分に小さいという条件は不用である。

【0058】

ＥＭＬモジュール１ａ，１ｂの構成は、各実施形態で説明したものに限られず、周波数変換が可能であれば、ＬＤおよびＥＡＭをそれぞれ別々に構成するようにしてもよい。

【0059】

送信信号ｄ２はＥＡＭに入力され、ＥＡＭでは、振幅変調として例えばＡＭ（Amplitude modulation）変調またはＡＳＫ(Amplitude shift keying）変調等が行われることになるが、周波数変調として例えばＦＭ（Frequency modulation）変調またはＦＳＫ（Frequency shift keying）変調であってもよい。あるいは位相変調として例えばＰＭ（Phase modulation）変調またはＰＳＫ（Phase modulation keying）変調であってもよいし、別の変調方式であってもよい。

【0060】

各実施形態の光副搬送波の周波数変換器では、衛星放送の受信システム、放送サービス、携帯電話サービスの不感地対策に適用可能である。さらに各実施形態の光副搬送波の周波数変換器は、レーダや人工衛星放送・人工衛星管制などのマイクロ波やミリを用いる無線局や放送局にも適用可能である。これにより、伝送損失を低減し、また装置コストを低減することができる。

【符号の説明】

【0061】

１，１Ａ，１Ｂ 光副搬送波の周波数変換器
１ａ，１ｂ ＥＭＬモジュール
２ａ，２ｂ ＬＤ
３ａ，３ｂ ＥＡＭ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】