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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024130196
(43)【公開日】2024-09-30
(54)【発明の名称】位相特性校正装置および位相特性校正方法
(51)【国際特許分類】
G01R 23/173 20060101AFI20240920BHJP
G01J 9/04 20060101ALI20240920BHJP
【ＦＩ】
G01R23/173 D
G01J9/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023039791
(22)【出願日】2023-03-14
(71)【出願人】
【識別番号】000000572
【氏名又は名称】アンリツ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003694
【氏名又は名称】弁理士法人有我国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】藤崎 広豊
(72)【発明者】
【氏名】森 隆
(57)【要約】
【課題】光可変遅延器の掃引速度の不安定性等に起因する電気光学サンプリングされたトーン信号の位相のゆらぎを低減し、ＳＮ比を向上させることが可能な位相特性校正装置を提供する。
【解決手段】ミリ波信号測定器やミリ波信号発生器の位相特性を校正するために、電気光学サンプリング法を用いて校正用のマルチトーン信号の位相を測定する。干渉計１１０で、可変遅延器４が含まれる第１光路と可変遅延器が含まれない第２光路とにＣＷ光が入力され、第１光路から出力されるＣＷ光と第２光路から出力されるＣＷ光とを干渉させ、干渉光として出力する。受光器１０６で、干渉光の強度を検出し干渉信号として出力し、分周器１０７で干渉信号を分周する。マルチトーン信号サンプリング部１２０では、電気光学サンプリング部３０等により得られたマルチトーン信号を分周器の出力に従ってサンプリングして、マルチトーン信号を補正する。
【選択図】図５
【解決手段】ミリ波信号測定器やミリ波信号発生器の位相特性を校正するために、電気光学サンプリング法を用いて校正用のマルチトーン信号の位相を測定する。干渉計１１０で、可変遅延器４が含まれる第１光路と可変遅延器が含まれない第２光路とにＣＷ光が入力され、第１光路から出力されるＣＷ光と第２光路から出力されるＣＷ光とを干渉させ、干渉光として出力する。受光器１０６で、干渉光の強度を検出し干渉信号として出力し、分周器１０７で干渉信号を分周する。マルチトーン信号サンプリング部１２０では、電気光学サンプリング部３０等により得られたマルチトーン信号を分周器の出力に従ってサンプリングして、マルチトーン信号を補正する。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定の繰返し周波数のパルス光を発生するパルス光源（２）と、
前記パルス光を分岐する光分岐器（３）と、
周波数の異なる３波以上の中間周波信号を合波し、基準信号で変調したマルチトーン中間周波信号を出力するマルチトーン中間周波信号発生部（１０，１７）を備え、所定の周波数の局発信号と周波数変換部（２１）とにより前記マルチトーン中間周波信号をアップコンバートして校正用信号を生成する校正用信号生成部（２０）と、
前記光分岐器から出力される前記パルス光の一方が入力され、前記校正用信号に含まれるアップコンバートされた前記各中間周波信号の周波数が前記パルス光の繰返し周波数の整数倍になるように、前記３波以上の中間周波信号および前記局発信号の周波数を制御する同期処理部（５）と、
前記光分岐器から出力される前記パルス光の他方が入力され、該パルス光に従って前記校正用信号をサンプリングして電気信号として出力する電気光学サンプリング部（３０）と、
前記電気光学サンプリング部に入力される前記パルス光と前記校正用信号との相対的時間差を変える可変遅延器（４）と、
前記相対的時間差を変えながら前記電気信号を取得し、前記基準信号と同一周波数の正弦波で前記電気信号を変調することにより、前記電気信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応するマルチトーン信号を検出するロックイン検出部（４０）と、
前記マルチトーン信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応する３波以上のトーン信号間の位相差を検出するマルチトーン位相差測定部（５０）と、
前記トーン信号間の位相差から信号測定部（７０）のダウンコンバータ（７２，７３）の位相の周波数特性を補正する位相補正値を算出する位相補正値算出部（５５）と、
を備え、被測定信号をダウンコンバートして測定する前記信号測定部の前記ダウンコンバータの位相の周波数特性を校正する位相特性校正装置（１；１Ａ）において、
所定の波長のＣＷ光を発生するＣＷ光源（１０１）と、
前記可変遅延器が含まれる第１の光路と前記可変遅延器が含まれない第２の光路とに前記ＣＷ光が入力され、前記第１の光路から出力される前記ＣＷ光と前記第２の光路から出力される前記ＣＷ光とを干渉させ、干渉光として出力する干渉計（１１０）と、
前記干渉光の強度を検出する受光器（１０６）と、
前記受光器から出力される干渉信号の周波数を分周する分周器（１０７）と、
前記ロックイン検出部から出力される前記マルチトーン信号を前記分周器の出力に従ってサンプリングして、補正済マルチトーン信号として出力するマルチトーン信号サンプリング部（１２０；１２０Ａ）と、
をさらに備え、前記マルチトーン位相差測定部による位相差検出に用いられる前記マルチトーン信号は、前記補正済マルチトーン信号であることを特徴とする位相特性校正装置。
前記パルス光を分岐する光分岐器（３）と、
周波数の異なる３波以上の中間周波信号を合波し、基準信号で変調したマルチトーン中間周波信号を出力するマルチトーン中間周波信号発生部（１０，１７）を備え、所定の周波数の局発信号と周波数変換部（２１）とにより前記マルチトーン中間周波信号をアップコンバートして校正用信号を生成する校正用信号生成部（２０）と、
前記光分岐器から出力される前記パルス光の一方が入力され、前記校正用信号に含まれるアップコンバートされた前記各中間周波信号の周波数が前記パルス光の繰返し周波数の整数倍になるように、前記３波以上の中間周波信号および前記局発信号の周波数を制御する同期処理部（５）と、
前記光分岐器から出力される前記パルス光の他方が入力され、該パルス光に従って前記校正用信号をサンプリングして電気信号として出力する電気光学サンプリング部（３０）と、
前記電気光学サンプリング部に入力される前記パルス光と前記校正用信号との相対的時間差を変える可変遅延器（４）と、
前記相対的時間差を変えながら前記電気信号を取得し、前記基準信号と同一周波数の正弦波で前記電気信号を変調することにより、前記電気信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応するマルチトーン信号を検出するロックイン検出部（４０）と、
前記マルチトーン信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応する３波以上のトーン信号間の位相差を検出するマルチトーン位相差測定部（５０）と、
前記トーン信号間の位相差から信号測定部（７０）のダウンコンバータ（７２，７３）の位相の周波数特性を補正する位相補正値を算出する位相補正値算出部（５５）と、
を備え、被測定信号をダウンコンバートして測定する前記信号測定部の前記ダウンコンバータの位相の周波数特性を校正する位相特性校正装置（１；１Ａ）において、
所定の波長のＣＷ光を発生するＣＷ光源（１０１）と、
前記可変遅延器が含まれる第１の光路と前記可変遅延器が含まれない第２の光路とに前記ＣＷ光が入力され、前記第１の光路から出力される前記ＣＷ光と前記第２の光路から出力される前記ＣＷ光とを干渉させ、干渉光として出力する干渉計（１１０）と、
前記干渉光の強度を検出する受光器（１０６）と、
前記受光器から出力される干渉信号の周波数を分周する分周器（１０７）と、
前記ロックイン検出部から出力される前記マルチトーン信号を前記分周器の出力に従ってサンプリングして、補正済マルチトーン信号として出力するマルチトーン信号サンプリング部（１２０；１２０Ａ）と、
をさらに備え、前記マルチトーン位相差測定部による位相差検出に用いられる前記マルチトーン信号は、前記補正済マルチトーン信号であることを特徴とする位相特性校正装置。
【請求項2】
所定の繰返し周波数のパルス光を発生するパルス光源（２）と、
前記パルス光を分岐する光分岐器（３）と、
周波数の異なる３波以上の中間周波信号を、前記中間周波信号と同一個数の互いに直交した基準信号でそれぞれ変調し合波したマルチトーン中間周波信号を出力するマルチトーン中間周波信号発生部（１０Ｂ）を備え、所定の周波数の局発信号と周波数変換部（２１）とにより前記マルチトーン中間周波信号をアップコンバートして校正用信号を生成する校正用信号生成部（２０Ｂ）と、
前記光分岐器から出力される前記パルス光の一方が入力され、前記校正用信号に含まれるアップコンバートされた前記各中間周波信号の周波数が前記パルス光の繰返し周波数の整数倍になるように、前記３波以上の中間周波信号および前記局発信号の周波数を制御する同期処理部（５）と、
前記光分岐器から出力される前記パルス光の他方が入力され、該パルス光に従って前記校正用信号をサンプリングして電気信号として出力する電気光学サンプリング部（３０）と、
前記電気光学サンプリング部に入力される前記パルス光と前記校正用信号との相対的時間差を変える可変遅延器（４）と、
前記相対的時間差を変えながら前記電気信号を取得し、前記各基準信号と同一周波数の互いに直交した正弦波でそれぞれ前記電気信号を変調することにより、前記電気信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応するトーン信号を分離するマルチトーン信号分離部（４０Ｂ）と、
前記トーン信号間の位相差を検出するマルチトーン位相差測定部（５０Ｂ）と、
前記トーン信号間の位相差から信号測定部（７０）のダウンコンバータ（７２，７３）の位相の周波数特性を補正する位相補正値を算出する位相補正値算出部（５５）と、
を備え、被測定信号をダウンコンバートして測定する前記信号測定部の前記ダウンコンバータの位相の周波数特性を校正する位相特性校正装置（１Ｂ；１Ｃ）において、
所定の波長のＣＷ光を発生するＣＷ光源（１０１）と、
前記可変遅延器が含まれる第１の光路と前記可変遅延器が含まれない第２の光路とに前記ＣＷ光が入力され、前記第１の光路から出力される前記ＣＷ光と前記第２の光路から出力される前記ＣＷ光とを干渉させ、干渉光として出力する干渉計（１１０）と、
前記干渉光の強度を検出する受光器（１０６）と、
前記受光器から出力される干渉信号の周波数を分周する分周器（１０７）と、
前記マルチトーン信号分離部から出力される前記各トーン信号を前記分周器の出力に従ってそれぞれサンプリングして、補正済トーン信号として出力するマルチトーン信号サンプリング部（１２０Ｂ；１２０Ｃ）と、
をさらに備え、前記マルチトーン位相差測定部による位相差検出に用いられる前記トーン信号は、前記補正済トーン信号であることを特徴とする位相特性校正装置。
前記パルス光を分岐する光分岐器（３）と、
周波数の異なる３波以上の中間周波信号を、前記中間周波信号と同一個数の互いに直交した基準信号でそれぞれ変調し合波したマルチトーン中間周波信号を出力するマルチトーン中間周波信号発生部（１０Ｂ）を備え、所定の周波数の局発信号と周波数変換部（２１）とにより前記マルチトーン中間周波信号をアップコンバートして校正用信号を生成する校正用信号生成部（２０Ｂ）と、
前記光分岐器から出力される前記パルス光の一方が入力され、前記校正用信号に含まれるアップコンバートされた前記各中間周波信号の周波数が前記パルス光の繰返し周波数の整数倍になるように、前記３波以上の中間周波信号および前記局発信号の周波数を制御する同期処理部（５）と、
前記光分岐器から出力される前記パルス光の他方が入力され、該パルス光に従って前記校正用信号をサンプリングして電気信号として出力する電気光学サンプリング部（３０）と、
前記電気光学サンプリング部に入力される前記パルス光と前記校正用信号との相対的時間差を変える可変遅延器（４）と、
前記相対的時間差を変えながら前記電気信号を取得し、前記各基準信号と同一周波数の互いに直交した正弦波でそれぞれ前記電気信号を変調することにより、前記電気信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応するトーン信号を分離するマルチトーン信号分離部（４０Ｂ）と、
前記トーン信号間の位相差を検出するマルチトーン位相差測定部（５０Ｂ）と、
前記トーン信号間の位相差から信号測定部（７０）のダウンコンバータ（７２，７３）の位相の周波数特性を補正する位相補正値を算出する位相補正値算出部（５５）と、
を備え、被測定信号をダウンコンバートして測定する前記信号測定部の前記ダウンコンバータの位相の周波数特性を校正する位相特性校正装置（１Ｂ；１Ｃ）において、
所定の波長のＣＷ光を発生するＣＷ光源（１０１）と、
前記可変遅延器が含まれる第１の光路と前記可変遅延器が含まれない第２の光路とに前記ＣＷ光が入力され、前記第１の光路から出力される前記ＣＷ光と前記第２の光路から出力される前記ＣＷ光とを干渉させ、干渉光として出力する干渉計（１１０）と、
前記干渉光の強度を検出する受光器（１０６）と、
前記受光器から出力される干渉信号の周波数を分周する分周器（１０７）と、
前記マルチトーン信号分離部から出力される前記各トーン信号を前記分周器の出力に従ってそれぞれサンプリングして、補正済トーン信号として出力するマルチトーン信号サンプリング部（１２０Ｂ；１２０Ｃ）と、
をさらに備え、前記マルチトーン位相差測定部による位相差検出に用いられる前記トーン信号は、前記補正済トーン信号であることを特徴とする位相特性校正装置。
【請求項3】
所定の繰返し周波数のパルス光を発生するパルス光源（２）と、
前記パルス光を分岐する光分岐器（３）と、
周波数の異なる３波以上の中間周波信号を合波し、基準信号で変調したマルチトーン中間周波信号を出力するマルチトーン中間周波信号発生部（１０，１７）と、
を備え、測定用中間周波信号をアップコンバートして測定用信号として出力する信号発生部（８０）が、所定の周波数の局発信号を用い前記マルチトーン中間周波信号を前記信号発生部のアップコンバータ（８４）でアップコンバートして校正用信号を生成し、
前記光分岐器から出力される前記パルス光の一方が入力され、前記校正用信号に含まれるアップコンバートされた前記各中間周波信号の周波数が前記パルス光の繰返し周波数の整数倍になるように、前記３波以上の中間周波信号および前記局発信号の周波数を制御する同期処理部（５）と、
前記光分岐器から出力される前記パルス光の他方が入力され、該パルス光に従って前記校正用信号をサンプリングして電気信号として出力する電気光学サンプリング部（３０）と、
前記電気光学サンプリング部に入力される前記パルス光と前記校正用信号との相対的時間差を変える可変遅延器（４）と、
前記相対的時間差を変えながら前記電気信号を取得し、前記基準信号と同一周波数の正弦波で前記電気信号を変調することにより、前記電気信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応するマルチトーン信号を検出するロックイン検出部（４０）と、
前記マルチトーン信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応する３波以上のトーン信号間の位相差を検出するマルチトーン位相差測定部（５０）と、
前記トーン信号間の位相差から前記信号発生部の前記アップコンバータの位相の周波数特性を補正する位相補正値を算出する位相補正値算出部（５５）と、
を備える位相特性校正装置（１Ｄ；１Ｆ）であって、
所定の波長のＣＷ光を発生するＣＷ光源（１０１）と、
前記可変遅延器が含まれる第１の光路と前記可変遅延器が含まれない第２の光路とに前記ＣＷ光が入力され、前記第１の光路から出力される前記ＣＷ光と前記第２の光路から出力される前記ＣＷ光とを干渉させ、干渉光として出力する干渉計（１１０）と、
前記干渉光の強度を検出する受光器（１０６）と、
前記受光器から出力される干渉信号の周波数を分周する分周器（１０７）と、
前記ロックイン検出部から出力される前記マルチトーン信号を前記分周器の出力に従ってサンプリングして、補正済マルチトーン信号として出力するマルチトーン信号サンプリング部（１２０；１２０Ａ）と、
をさらに備え、前記マルチトーン位相差測定部による位相差検出に用いられる前記マルチトーン信号は、前記補正済マルチトーン信号であることを特徴とする位相特性校正装置。
前記パルス光を分岐する光分岐器（３）と、
周波数の異なる３波以上の中間周波信号を合波し、基準信号で変調したマルチトーン中間周波信号を出力するマルチトーン中間周波信号発生部（１０，１７）と、
を備え、測定用中間周波信号をアップコンバートして測定用信号として出力する信号発生部（８０）が、所定の周波数の局発信号を用い前記マルチトーン中間周波信号を前記信号発生部のアップコンバータ（８４）でアップコンバートして校正用信号を生成し、
前記光分岐器から出力される前記パルス光の一方が入力され、前記校正用信号に含まれるアップコンバートされた前記各中間周波信号の周波数が前記パルス光の繰返し周波数の整数倍になるように、前記３波以上の中間周波信号および前記局発信号の周波数を制御する同期処理部（５）と、
前記光分岐器から出力される前記パルス光の他方が入力され、該パルス光に従って前記校正用信号をサンプリングして電気信号として出力する電気光学サンプリング部（３０）と、
前記電気光学サンプリング部に入力される前記パルス光と前記校正用信号との相対的時間差を変える可変遅延器（４）と、
前記相対的時間差を変えながら前記電気信号を取得し、前記基準信号と同一周波数の正弦波で前記電気信号を変調することにより、前記電気信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応するマルチトーン信号を検出するロックイン検出部（４０）と、
前記マルチトーン信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応する３波以上のトーン信号間の位相差を検出するマルチトーン位相差測定部（５０）と、
前記トーン信号間の位相差から前記信号発生部の前記アップコンバータの位相の周波数特性を補正する位相補正値を算出する位相補正値算出部（５５）と、
を備える位相特性校正装置（１Ｄ；１Ｆ）であって、
所定の波長のＣＷ光を発生するＣＷ光源（１０１）と、
前記可変遅延器が含まれる第１の光路と前記可変遅延器が含まれない第２の光路とに前記ＣＷ光が入力され、前記第１の光路から出力される前記ＣＷ光と前記第２の光路から出力される前記ＣＷ光とを干渉させ、干渉光として出力する干渉計（１１０）と、
前記干渉光の強度を検出する受光器（１０６）と、
前記受光器から出力される干渉信号の周波数を分周する分周器（１０７）と、
前記ロックイン検出部から出力される前記マルチトーン信号を前記分周器の出力に従ってサンプリングして、補正済マルチトーン信号として出力するマルチトーン信号サンプリング部（１２０；１２０Ａ）と、
をさらに備え、前記マルチトーン位相差測定部による位相差検出に用いられる前記マルチトーン信号は、前記補正済マルチトーン信号であることを特徴とする位相特性校正装置。
【請求項4】
所定の繰返し周波数のパルス光を発生するパルス光源（２）と、
前記パルス光を分岐する光分岐器（３）と、
周波数の異なる３波以上の中間周波信号を、前記中間周波信号と同一個数の互いに直交した基準信号でそれぞれ変調し合波したマルチトーン中間周波信号を出力するマルチトーン中間周波信号発生部（１０Ｂ）と、
を備え、測定用中間周波信号をアップコンバートして測定用信号として出力する信号発生部（８０）が、所定の周波数の局発信号を用い前記マルチトーン中間周波信号を前記信号発生部のアップコンバータ（８４）でアップコンバートして校正用信号を生成し、
前記光分岐器から出力される前記パルス光の一方が入力され、前記校正用信号に含まれるアップコンバートされた前記各中間周波信号の周波数が前記パルス光の繰返し周波数の整数倍になるように、前記３波以上の中間周波信号および前記局発信号の周波数を制御する同期処理部（５）と、
前記光分岐器から出力される前記パルス光の他方が入力され、該パルス光に従って前記校正用信号をサンプリングして電気信号として出力する電気光学サンプリング部（３０）と、
前記電気光学サンプリング部に入力される前記パルス光と前記校正用信号との相対的時間差を変える可変遅延器（４）と、
前記相対的時間差を変えながら前記電気信号を取得し、前記各基準信号と同一周波数の互いに直交した正弦波でそれぞれ前記電気信号を変調することにより、前記電気信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応するトーン信号を分離するマルチトーン信号分離部（４０Ｂ）と、
前記トーン信号間の位相差を検出するマルチトーン位相差測定部（５０Ｂ）と、
前記トーン信号間の位相差から前記信号発生部の前記アップコンバータの位相の周波数特性を補正する位相補正値を算出する位相補正値算出部（５５）と、
を備える位相特性校正装置（１Ｅ；１Ｇ）であって、
所定の波長のＣＷ光を発生するＣＷ光源（１０１）と、
前記可変遅延器が含まれる第１の光路と前記可変遅延器が含まれない第２の光路とに前記ＣＷ光が入力され、前記第１の光路から出力される前記ＣＷ光と前記第２の光路から出力される前記ＣＷ光とを干渉させ、干渉光として出力する干渉計（１１０）と、
前記干渉光の強度を検出する受光器（１０６）と、
前記受光器から出力される干渉信号の周波数を分周する分周器（１０７）と、
前記マルチトーン信号分離部から出力される前記各トーン信号を前記分周器の出力に従ってそれぞれサンプリングして、補正済トーン信号として出力するマルチトーン信号サンプリング部（１２０Ｂ；１２０Ｃ）と、
をさらに備え、前記マルチトーン位相差測定部による位相差検出に用いられる前記トーン信号は、前記補正済トーン信号であることを特徴とする位相特性校正装置。
前記パルス光を分岐する光分岐器（３）と、
周波数の異なる３波以上の中間周波信号を、前記中間周波信号と同一個数の互いに直交した基準信号でそれぞれ変調し合波したマルチトーン中間周波信号を出力するマルチトーン中間周波信号発生部（１０Ｂ）と、
を備え、測定用中間周波信号をアップコンバートして測定用信号として出力する信号発生部（８０）が、所定の周波数の局発信号を用い前記マルチトーン中間周波信号を前記信号発生部のアップコンバータ（８４）でアップコンバートして校正用信号を生成し、
前記光分岐器から出力される前記パルス光の一方が入力され、前記校正用信号に含まれるアップコンバートされた前記各中間周波信号の周波数が前記パルス光の繰返し周波数の整数倍になるように、前記３波以上の中間周波信号および前記局発信号の周波数を制御する同期処理部（５）と、
前記光分岐器から出力される前記パルス光の他方が入力され、該パルス光に従って前記校正用信号をサンプリングして電気信号として出力する電気光学サンプリング部（３０）と、
前記電気光学サンプリング部に入力される前記パルス光と前記校正用信号との相対的時間差を変える可変遅延器（４）と、
前記相対的時間差を変えながら前記電気信号を取得し、前記各基準信号と同一周波数の互いに直交した正弦波でそれぞれ前記電気信号を変調することにより、前記電気信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応するトーン信号を分離するマルチトーン信号分離部（４０Ｂ）と、
前記トーン信号間の位相差を検出するマルチトーン位相差測定部（５０Ｂ）と、
前記トーン信号間の位相差から前記信号発生部の前記アップコンバータの位相の周波数特性を補正する位相補正値を算出する位相補正値算出部（５５）と、
を備える位相特性校正装置（１Ｅ；１Ｇ）であって、
所定の波長のＣＷ光を発生するＣＷ光源（１０１）と、
前記可変遅延器が含まれる第１の光路と前記可変遅延器が含まれない第２の光路とに前記ＣＷ光が入力され、前記第１の光路から出力される前記ＣＷ光と前記第２の光路から出力される前記ＣＷ光とを干渉させ、干渉光として出力する干渉計（１１０）と、
前記干渉光の強度を検出する受光器（１０６）と、
前記受光器から出力される干渉信号の周波数を分周する分周器（１０７）と、
前記マルチトーン信号分離部から出力される前記各トーン信号を前記分周器の出力に従ってそれぞれサンプリングして、補正済トーン信号として出力するマルチトーン信号サンプリング部（１２０Ｂ；１２０Ｃ）と、
をさらに備え、前記マルチトーン位相差測定部による位相差検出に用いられる前記トーン信号は、前記補正済トーン信号であることを特徴とする位相特性校正装置。
【請求項5】
前記マルチトーン信号サンプリング部は、前記ロックイン検出部により検出された前記マルチトーン信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器（１１１）を備え、前記分周器の出力信号が、前記Ａ／Ｄ変換器のＡ／Ｄ変換クロック信号として用いられる、請求項１または３に記載の位相特性校正装置。
【請求項6】
前記マルチトーン信号サンプリング部は、前記マルチトーン信号分離部により分離された前記各トーン信号をそれぞれＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器（１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄ）を備え、前記分周器の出力信号が、前記各Ａ／Ｄ変換器のＡ／Ｄ変換クロック信号として用いられる、請求項２または４に記載の位相特性校正装置。
【請求項7】
前記マルチトーン信号サンプリング部は、前記ロックイン検出部により検出された前記マルチトーン信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器（１１１）と、前記分周器の出力信号をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換器（１１３）と、前記第２のＡ／Ｄ変換器の出力信号にヒルベルト変換を行って等位相間隔を検出し、検出した等位相間隔で前記Ａ／Ｄ変換器の出力信号をリサンプリングするリサンプリング処理部（１３０）と、を備える、請求項１または３に記載の位相特性校正装置。
【請求項8】
前記マルチトーン信号サンプリング部は、前記マルチトーン信号分離部により分離された前記各トーン信号をそれぞれＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器（１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄ）と、前記分周器の出力信号をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換器（１１３）と、前記第２のＡ／Ｄ変換器の出力信号にヒルベルト変換を行って等位相間隔を検出し、検出した等位相間隔で前記Ａ／Ｄ変換器の出力信号をそれぞれリサンプリングするリサンプリング処理部（１３０Ｃ）と、を備える、請求項２または４に記載の位相特性校正装置。
【請求項9】
前記干渉計は、
前記第１の光路と前記第２の光路との分岐部に設けられ、前記ＣＷ光源より出力された前記ＣＷ光を第１のＣＷ光と第２のＣＷ光に分波する光分波器（１０２）と、
前記第１の光路に設けられ、前記第１のＣＷ光と、前記パルス光源から前記光分岐器を介して送られた前記パルス光とが入力され、前記第１のＣＷ光と前記パルス光を結合して前記第１の光路に出力する第１のハーフミラー（１０３）と、
前記第１の光路に前記可変遅延器を挟んで前記第１のハーフミラー側とは反対側に設けられ、前記第１の光路において前記可変遅延器を通った前記第１のＣＷ光と前記パルス光とが入力され、進行方向の異なる２つの分波光に分波する第２のハーフミラー（１０４）と、
前記第１の光路と前記第２の光路の合流部に設けられ、前記第２のハーフミラーにより分波された前記２つの分波光のうち一方の分波光に含まれる前記第１のＣＷ光と、前記光分波器により分波された前記第２のＣＷ光とを合波し前記干渉光を生成する光合波器（１０５）と、
を備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の位相特性校正装置。
前記第１の光路と前記第２の光路との分岐部に設けられ、前記ＣＷ光源より出力された前記ＣＷ光を第１のＣＷ光と第２のＣＷ光に分波する光分波器（１０２）と、
前記第１の光路に設けられ、前記第１のＣＷ光と、前記パルス光源から前記光分岐器を介して送られた前記パルス光とが入力され、前記第１のＣＷ光と前記パルス光を結合して前記第１の光路に出力する第１のハーフミラー（１０３）と、
前記第１の光路に前記可変遅延器を挟んで前記第１のハーフミラー側とは反対側に設けられ、前記第１の光路において前記可変遅延器を通った前記第１のＣＷ光と前記パルス光とが入力され、進行方向の異なる２つの分波光に分波する第２のハーフミラー（１０４）と、
前記第１の光路と前記第２の光路の合流部に設けられ、前記第２のハーフミラーにより分波された前記２つの分波光のうち一方の分波光に含まれる前記第１のＣＷ光と、前記光分波器により分波された前記第２のＣＷ光とを合波し前記干渉光を生成する光合波器（１０５）と、
を備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の位相特性校正装置。
【請求項10】
前記干渉計は、
前記第１の光路と前記第２の光路との分岐部に設けられ、前記ＣＷ光源より出力された前記ＣＷ光を第１のＣＷ光と第２のＣＷ光に分波する光分波器（１０２）と、
前記第１の光路に設けられ、第１波長の前記第１のＣＷ光と、前記パルス光源から前記光分岐器を介して送られた、前記第１波長とは異なる第２波長の前記パルス光とが入力され、前記第１波長の前記第１のＣＷ光と前記第２波長の前記パルス光を結合して前記第１の光路に出力する第１の波長フィルタ（１０３Ｂ）と、
前記第１の光路に前記可変遅延器を挟んで前記第１の波長フィルタ側とは反対側に設けられ、前記第１の光路において前記可変遅延器を通った前記第１波長の前記第１のＣＷ光と前記第２波長の前記パルス光を分離する第２の波長フィルタ（１０４Ｂ）と、
前記第１の光路と前記第２の光路の合流部に設けられ、前記第２の波長フィルタにより分離された前記第１のＣＷ光と、前記光分波器により分波された前記第２のＣＷ光とを合波し前記干渉光を生成する光合波器（１０５）と、
を備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の位相特性校正装置。
前記第１の光路と前記第２の光路との分岐部に設けられ、前記ＣＷ光源より出力された前記ＣＷ光を第１のＣＷ光と第２のＣＷ光に分波する光分波器（１０２）と、
前記第１の光路に設けられ、第１波長の前記第１のＣＷ光と、前記パルス光源から前記光分岐器を介して送られた、前記第１波長とは異なる第２波長の前記パルス光とが入力され、前記第１波長の前記第１のＣＷ光と前記第２波長の前記パルス光を結合して前記第１の光路に出力する第１の波長フィルタ（１０３Ｂ）と、
前記第１の光路に前記可変遅延器を挟んで前記第１の波長フィルタ側とは反対側に設けられ、前記第１の光路において前記可変遅延器を通った前記第１波長の前記第１のＣＷ光と前記第２波長の前記パルス光を分離する第２の波長フィルタ（１０４Ｂ）と、
前記第１の光路と前記第２の光路の合流部に設けられ、前記第２の波長フィルタにより分離された前記第１のＣＷ光と、前記光分波器により分波された前記第２のＣＷ光とを合波し前記干渉光を生成する光合波器（１０５）と、
を備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の位相特性校正装置。
【請求項11】
前記干渉計は、
前記第１の光路と前記第２の光路との分岐部に設けられ、前記ＣＷ光源より出力された前記ＣＷ光を第１のＣＷ光と第２のＣＷ光に分波する光分波器（１０２）と、
前記第１の光路に設けられ、第１偏光の前記第１のＣＷ光と、前記パルス光源から前記光分岐器を介して送られた、前記第１偏光に直交した第２偏光の前記パルス光とが入力され、前記第１偏光の前記第１のＣＷ光と前記第２偏光の前記パルス光を結合して前記第１の光路に出力する偏光ビームコンバイナ（１０３Ａ）と、
前記第１の光路に前記可変遅延器を挟んで前記偏光ビームコンバイナ側とは反対側に設けられ、前記第１の光路において前記可変遅延器を通った前記第１偏光の前記第１のＣＷ光と前記第２偏光の前記パルス光を分離する偏光ビームスプリッタ（１０４Ａ）と、
前記第１の光路と前記第２の光路の合流部に設けられ、前記偏光ビームスプリッタにより分離された前記第１のＣＷ光と、前記光分波器により分波された前記第２のＣＷ光とを合波し前記干渉光を生成する光合波器（１０５）と、
を備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の位相特性校正装置。
前記第１の光路と前記第２の光路との分岐部に設けられ、前記ＣＷ光源より出力された前記ＣＷ光を第１のＣＷ光と第２のＣＷ光に分波する光分波器（１０２）と、
前記第１の光路に設けられ、第１偏光の前記第１のＣＷ光と、前記パルス光源から前記光分岐器を介して送られた、前記第１偏光に直交した第２偏光の前記パルス光とが入力され、前記第１偏光の前記第１のＣＷ光と前記第２偏光の前記パルス光を結合して前記第１の光路に出力する偏光ビームコンバイナ（１０３Ａ）と、
前記第１の光路に前記可変遅延器を挟んで前記偏光ビームコンバイナ側とは反対側に設けられ、前記第１の光路において前記可変遅延器を通った前記第１偏光の前記第１のＣＷ光と前記第２偏光の前記パルス光を分離する偏光ビームスプリッタ（１０４Ａ）と、
前記第１の光路と前記第２の光路の合流部に設けられ、前記偏光ビームスプリッタにより分離された前記第１のＣＷ光と、前記光分波器により分波された前記第２のＣＷ光とを合波し前記干渉光を生成する光合波器（１０５）と、
を備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の位相特性校正装置。
【請求項12】
前記干渉計は、
前記第１の光路と前記第２の光路との分岐部に設けられ、前記ＣＷ光源より出力され第１偏光に直交した第２偏光と前記第１偏光との両方の偏光成分を有するＣＷ光と、前記パルス光源から前記光分岐器を経て送られた前記第２偏光の前記パルス光とを異なる経路から入力し、入力された前記ＣＷ光を前記第１偏光の第１のＣＷ光と前記第２偏光の第２のＣＷ光とに分離すると共に、前記第１偏光の前記第１のＣＷ光と前記第２偏光の前記パルス光とを結合して前記第１の光路に出力し、前記第２偏光の前記第２のＣＷ光を前記第２の光路に出力する偏光ビームスプリッタ・コンバイナ（１０３Ｄ）と、
前記第２の光路に設けられ、前記偏光ビームスプリッタ・コンバイナから前記第２の光路に出力された前記第２偏光の前記第２のＣＷ光を、前記第１偏光に変換する半波長板（１０８）と、
前記第１の光路と前記第２の光路との合流部に設けられ、前記第１偏光の前記第１のＣＷ光と前記第１偏光の前記第２のＣＷ光とを合波し前記干渉光を生成するとともに、前記第２偏光の前記パルス光を前記電気光学サンプリング部に向けて出力する光合分波器（１０４Ｄ）と、
を備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の位相特性校正装置。
前記第１の光路と前記第２の光路との分岐部に設けられ、前記ＣＷ光源より出力され第１偏光に直交した第２偏光と前記第１偏光との両方の偏光成分を有するＣＷ光と、前記パルス光源から前記光分岐器を経て送られた前記第２偏光の前記パルス光とを異なる経路から入力し、入力された前記ＣＷ光を前記第１偏光の第１のＣＷ光と前記第２偏光の第２のＣＷ光とに分離すると共に、前記第１偏光の前記第１のＣＷ光と前記第２偏光の前記パルス光とを結合して前記第１の光路に出力し、前記第２偏光の前記第２のＣＷ光を前記第２の光路に出力する偏光ビームスプリッタ・コンバイナ（１０３Ｄ）と、
前記第２の光路に設けられ、前記偏光ビームスプリッタ・コンバイナから前記第２の光路に出力された前記第２偏光の前記第２のＣＷ光を、前記第１偏光に変換する半波長板（１０８）と、
前記第１の光路と前記第２の光路との合流部に設けられ、前記第１偏光の前記第１のＣＷ光と前記第１偏光の前記第２のＣＷ光とを合波し前記干渉光を生成するとともに、前記第２偏光の前記パルス光を前記電気光学サンプリング部に向けて出力する光合分波器（１０４Ｄ）と、
を備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の位相特性校正装置。
【請求項13】
前記干渉計は、
前記第１の光路と前記第２の光路との分岐部に設けられ、前記ＣＷ光源より出力された前記ＣＷ光を第１のＣＷ光と第２のＣＷ光とに分波する光分波器（１０２）と、
前記第１の光路に設けられ、第１偏光の前記第１のＣＷ光と、前記パルス光源から出力され、前記第１偏光に直交した第２偏光と前記第１偏光との両方の偏光成分を有する前記パルス光とを異なる経路から入力し、入力された前記パルス光を前記第１偏光の前記パルス光と前記第２偏光の前記パルス光とに分離すると共に、前記第１偏光の前記第１のＣＷ光と前記第２偏光の前記パルス光とを結合して前記第１の光路の前記可変遅延器に向けて出力する偏光ビームスプリッタ・コンバイナ（１０３Ｃ）と、
前記第１の光路に前記可変遅延器を挟んで前記偏光ビームスプリッタ・コンバイナ側とは反対側に設けられ、前記第１の光路において前記可変遅延器を通った前記第１偏光の前記第１のＣＷ光と前記第２偏光の前記パルス光とを分離する偏光ビームスプリッタ（１０４Ｃ）と、
前記第１の光路と前記第２の光路との合流部に設けられ、前記偏光ビームスプリッタにより分離された前記第１のＣＷ光と、前記光分波器により分波された前記第２のＣＷ光とを合波し前記干渉光を生成する光合波器（１０５）と、
を備え、
前記偏光ビームスプリッタ・コンバイナにより前記第１偏光と前記第２偏光の両方の偏光成分を有する前記パルス光から分離された前記第１偏光の前記パルス光を前記同期処理部に入力することにより、前記偏光ビームスプリッタ・コンバイナが前記光分岐器を兼ねることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の位相特性校正装置。
前記第１の光路と前記第２の光路との分岐部に設けられ、前記ＣＷ光源より出力された前記ＣＷ光を第１のＣＷ光と第２のＣＷ光とに分波する光分波器（１０２）と、
前記第１の光路に設けられ、第１偏光の前記第１のＣＷ光と、前記パルス光源から出力され、前記第１偏光に直交した第２偏光と前記第１偏光との両方の偏光成分を有する前記パルス光とを異なる経路から入力し、入力された前記パルス光を前記第１偏光の前記パルス光と前記第２偏光の前記パルス光とに分離すると共に、前記第１偏光の前記第１のＣＷ光と前記第２偏光の前記パルス光とを結合して前記第１の光路の前記可変遅延器に向けて出力する偏光ビームスプリッタ・コンバイナ（１０３Ｃ）と、
前記第１の光路に前記可変遅延器を挟んで前記偏光ビームスプリッタ・コンバイナ側とは反対側に設けられ、前記第１の光路において前記可変遅延器を通った前記第１偏光の前記第１のＣＷ光と前記第２偏光の前記パルス光とを分離する偏光ビームスプリッタ（１０４Ｃ）と、
前記第１の光路と前記第２の光路との合流部に設けられ、前記偏光ビームスプリッタにより分離された前記第１のＣＷ光と、前記光分波器により分波された前記第２のＣＷ光とを合波し前記干渉光を生成する光合波器（１０５）と、
を備え、
前記偏光ビームスプリッタ・コンバイナにより前記第１偏光と前記第２偏光の両方の偏光成分を有する前記パルス光から分離された前記第１偏光の前記パルス光を前記同期処理部に入力することにより、前記偏光ビームスプリッタ・コンバイナが前記光分岐器を兼ねることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の位相特性校正装置。
【請求項14】
前記光合分波器の代わりに第２の偏光ビームスプリッタ・コンバイナ（１０４Ｆ）が用いられ、前記第２の光路の前記半波長板が除かれ、前記受光器は差動受光器（１０９）であり、前記第２の偏光ビームスプリッタ・コンバイナと前記差動受光器との間の光路に半波長板（１１０８）と偏光ビームスプリッタ（１１０４）が順に設けられ、前記差動受光器は、前記偏光ビームスプリッタにより生成された第１の干渉光と第２の干渉光とを入力し干渉光の強度を差動検出する、請求項１２に記載の位相特性校正装置。
【請求項15】
前記光合波器は、前記偏光ビームスプリッタにより分離された前記第１のＣＷ光と、前記光分波器により分波された前記第２のＣＷ光とを合波し前記干渉光として第１の干渉光と第２の干渉光とを生成する光合分波器（１０５Ｅ）であり、前記受光器は、前記第１の干渉光と前記第２の干渉光とを入力し干渉光の強度を差動検出する差動受光器（１０９）である、請求項１３に記載の位相特性校正装置。
【請求項16】
所定の繰返し周波数のパルス光を光分岐器（３）で分岐し、
周波数の異なる３波以上の中間周波信号を合波し、基準信号で変調したマルチトーン中間周波信号を出力し、所定の周波数の局発信号と周波数変換部（２１）とを用い前記マルチトーン中間周波信号をアップコンバートして校正用信号を生成し、
前記光分岐器から出力される前記パルス光の一方を用いて前記校正用信号に含まれるアップコンバートされた前記各中間周波信号の周波数が、前記パルス光の繰返し周波数の整数倍になるように、前記３波以上の中間周波信号および前記局発信号の周波数を制御し、
前記光分岐器から出力される前記パルス光の他方を用いて電気光学効果により前記校正用信号をサンプリングして電気信号として出力し、前記サンプリングに用いられる該パルス光と前記校正用信号との相対的時間差を可変遅延器（４）により変えながら前記電気信号を取得し、
前記基準信号と同一周波数の正弦波で前記電気信号を変調することにより、前記電気信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応するマルチトーン信号を検出し、
前記マルチトーン信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応する３波以上のトーン信号間の位相差を検出し、
前記トーン信号間の位相差から信号測定部（７０）のダウンコンバータ（７２，７３）の位相の周波数特性を補正する位相補正値を算出する、
ことを含み、被測定信号をダウンコンバートして測定する前記信号測定部の前記ダウンコンバータの位相の周波数特性を校正する位相特性校正方法であって、
所定の波長のＣＷ光を、前記可変遅延器が含まれる第１の光路と前記可変遅延器が含まれない第２の光路とに入力し、前記第１の光路から出力される前記ＣＷ光と前記第２の光路から出力される前記ＣＷ光とを干渉させ、干渉光として出力し、前記干渉光の強度を干渉信号として検出し、前記干渉信号の周波数を分周して得られた信号に従って、前記マルチトーン信号をサンプリングして、補正済マルチトーン信号として生成することをさらに含み、前記トーン信号間の位相差検出に用いられる前記マルチトーン信号は、前記補正済マルチトーン信号であることを特徴とする位相特性校正方法。
周波数の異なる３波以上の中間周波信号を合波し、基準信号で変調したマルチトーン中間周波信号を出力し、所定の周波数の局発信号と周波数変換部（２１）とを用い前記マルチトーン中間周波信号をアップコンバートして校正用信号を生成し、
前記光分岐器から出力される前記パルス光の一方を用いて前記校正用信号に含まれるアップコンバートされた前記各中間周波信号の周波数が、前記パルス光の繰返し周波数の整数倍になるように、前記３波以上の中間周波信号および前記局発信号の周波数を制御し、
前記光分岐器から出力される前記パルス光の他方を用いて電気光学効果により前記校正用信号をサンプリングして電気信号として出力し、前記サンプリングに用いられる該パルス光と前記校正用信号との相対的時間差を可変遅延器（４）により変えながら前記電気信号を取得し、
前記基準信号と同一周波数の正弦波で前記電気信号を変調することにより、前記電気信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応するマルチトーン信号を検出し、
前記マルチトーン信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応する３波以上のトーン信号間の位相差を検出し、
前記トーン信号間の位相差から信号測定部（７０）のダウンコンバータ（７２，７３）の位相の周波数特性を補正する位相補正値を算出する、
ことを含み、被測定信号をダウンコンバートして測定する前記信号測定部の前記ダウンコンバータの位相の周波数特性を校正する位相特性校正方法であって、
所定の波長のＣＷ光を、前記可変遅延器が含まれる第１の光路と前記可変遅延器が含まれない第２の光路とに入力し、前記第１の光路から出力される前記ＣＷ光と前記第２の光路から出力される前記ＣＷ光とを干渉させ、干渉光として出力し、前記干渉光の強度を干渉信号として検出し、前記干渉信号の周波数を分周して得られた信号に従って、前記マルチトーン信号をサンプリングして、補正済マルチトーン信号として生成することをさらに含み、前記トーン信号間の位相差検出に用いられる前記マルチトーン信号は、前記補正済マルチトーン信号であることを特徴とする位相特性校正方法。
【請求項17】
所定の繰返し周波数のパルス光を光分岐器（３）で分岐し、
周波数の異なる３波以上の中間周波信号を合波し、基準信号で変調したマルチトーン中間周波信号を生成し、所定の周波数の局発信号を用い前記マルチトーン中間周波信号を信号発生部（８０）のアップコンバータ（８４）でアップコンバートして校正用信号を生成し、
前記光分岐器から出力される前記パルス光の一方を用いて前記校正用信号に含まれるアップコンバートされた前記各中間周波信号の周波数が前記パルス光の繰返し周波数の整数倍になるように、前記３波以上の中間周波信号および前記局発信号の周波数を制御し、
前記光分岐器から出力される前記パルス光の他方を用いて電気光学効果により前記校正用信号をサンプリングして電気信号として出力し、前記サンプリングに用いられる該パルス光と前記校正用信号との相対的時間差を可変遅延器（４）により変えながら前記電気信号を取得し、
前記基準信号と同一周波数の正弦波で前記電気信号を変調することにより、前記電気信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応するマルチトーン信号を検出し、
前記マルチトーン信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応する３波以上のトーン信号間の位相差を検出し、
前記トーン信号間の位相差から前記信号発生部の前記アップコンバータの位相の周波数特性を補正する位相補正値を算出する、
ことを含み、測定用中間周波信号をアップコンバートして測定用信号として出力する前記信号発生部の前記アップコンバータの位相の周波数特性を校正する位相特性校正方法であって、
所定の波長のＣＷ光を、前記可変遅延器が含まれる第１の光路と前記可変遅延器が含まれない第２の光路とに入力し、前記第１の光路から出力される前記ＣＷ光と前記第２の光路から出力される前記ＣＷ光とを干渉させ、干渉光として出力し、前記干渉光の強度を干渉信号として検出し、前記干渉信号の周波数を分周して得られた信号に従って、前記マルチトーン信号をサンプリングして、補正済マルチトーン信号として生成することをさらに含み、前記トーン信号間の位相差検出に用いられる前記マルチトーン信号は、前記補正済マルチトーン信号であることを特徴とする位相特性校正方法。
周波数の異なる３波以上の中間周波信号を合波し、基準信号で変調したマルチトーン中間周波信号を生成し、所定の周波数の局発信号を用い前記マルチトーン中間周波信号を信号発生部（８０）のアップコンバータ（８４）でアップコンバートして校正用信号を生成し、
前記光分岐器から出力される前記パルス光の一方を用いて前記校正用信号に含まれるアップコンバートされた前記各中間周波信号の周波数が前記パルス光の繰返し周波数の整数倍になるように、前記３波以上の中間周波信号および前記局発信号の周波数を制御し、
前記光分岐器から出力される前記パルス光の他方を用いて電気光学効果により前記校正用信号をサンプリングして電気信号として出力し、前記サンプリングに用いられる該パルス光と前記校正用信号との相対的時間差を可変遅延器（４）により変えながら前記電気信号を取得し、
前記基準信号と同一周波数の正弦波で前記電気信号を変調することにより、前記電気信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応するマルチトーン信号を検出し、
前記マルチトーン信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応する３波以上のトーン信号間の位相差を検出し、
前記トーン信号間の位相差から前記信号発生部の前記アップコンバータの位相の周波数特性を補正する位相補正値を算出する、
ことを含み、測定用中間周波信号をアップコンバートして測定用信号として出力する前記信号発生部の前記アップコンバータの位相の周波数特性を校正する位相特性校正方法であって、
所定の波長のＣＷ光を、前記可変遅延器が含まれる第１の光路と前記可変遅延器が含まれない第２の光路とに入力し、前記第１の光路から出力される前記ＣＷ光と前記第２の光路から出力される前記ＣＷ光とを干渉させ、干渉光として出力し、前記干渉光の強度を干渉信号として検出し、前記干渉信号の周波数を分周して得られた信号に従って、前記マルチトーン信号をサンプリングして、補正済マルチトーン信号として生成することをさらに含み、前記トーン信号間の位相差検出に用いられる前記マルチトーン信号は、前記補正済マルチトーン信号であることを特徴とする位相特性校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、位相特性校正装置および位相特性校正方法に関するものであり、特に、ミリ波帯信号測定器やミリ波帯信号発生器の位相特性を校正する装置および方法に関する。
【背景技術】
【0002】
無線通信の伝送速度を向上させるために、従来よりもキャリア周波数が高いミリ波帯やサブミリ波帯やテラヘルツ波帯において広帯域の変調信号を使用する通信方式が検討されている。以下、ミリ波帯やサブミリ波帯やテラヘルツ波帯を総称してミリ波帯と記す。
【0003】
一般に、周波数が高く広帯域になると、ミリ波帯信号発生器やミリ波帯信号測定器の周波数変換部（アップコンバータまたはダウンコンバータ）の位相の周波数特性が無視できなくなるため、周波数変換部の位相特性を校正することが重要となる。また、周波数利用効率の高い多値直交振幅変調方式では、小さな位相誤差が伝送特性の劣化をもたらすため、正確に位相特性を校正することが求められている。
【0004】
通常、ミリ波帯受信機の性能を試験する試験装置は測定用信号を生成するためのミリ波帯信号発生器を備えており、ミリ波帯送信機の性能を試験する試験装置は被測定信号を測定するためのミリ波帯信号測定器を備えている。これらミリ波帯信号発生器とミリ波帯信号測定器とを接続して両者の周波数特性を一括して校正することは容易である。しかし、試験対象であるミリ波帯受信機を正確に評価するためには、ミリ波帯信号発生器のみの位相の周波数特性を校正し、位相誤差の少ない正確なミリ波帯変調信号（測定用信号）を発生してミリ波帯受信機に入力することが必要である。また、試験対象であるミリ波帯送信機を正確に評価するためには、ミリ波帯信号測定器のみの位相の周波数特性を校正し、ミリ波帯送信機から出力されるミリ波帯変調信号（被測定信号）を正確に測定することが必要である。
【0005】
ミリ波帯信号測定器やミリ波帯信号発生器の位相特性を校正するために、ミリ波帯の校正用信号を生成し、その位相の周波数特性を測定する手法として電気光学サンプリング法が挙げられる。
【0006】
図１は、校正用信号としての電気パルスの時間波形を測定する際に用いられる電気光学サンプリング法を説明するための概念図である。短パルス光源（不図示）から送出されたパルス光が分岐され、分岐された一方のパルス光がフォトダイオードなどのＤＵＴ（Ｄｅｖｉｃｅ Ｕｎｄｅｒ Ｔｅｓｔ）２０１に入力され、他方のパルス光がサンプリングパルス光として光可変遅延器２０４を経て電気光学結晶などの電界検出器２０２に入力される。ＤＵＴ２０１は、入力されたパルス光に応じてミリ波帯の電気パルスを出力し、この電気パルスが電界検出器２０２に入力される。電界検出器２０２は、電気光学効果に基づいてサンプリングパルス光に従って電気パルスの電界強度を検出する。そして、光可変遅延器２０４によりサンプリングパルス光の遅延量（遅延時間）を変化させることにより、ミリ波帯の電気パルスをサンプリングする時刻をずらしながら、電気パルスの電界強度を検出していく。このようにして、ミリ波帯の電気パルスの時間波形を測定することができる。
【0007】
図２（ａ）は、図１の信号のタイミングチャートである。図２（ａ）の上から１段目の図は、短パルス光源（不図示）から出力されたサンプリングパルス光を示し、これは繰返し周波数ｆ（周期：１／ｆ）のパルス光である。図２（ａ）２段目の図は、ＤＵＴ２０１から出力された被測定信号である電気パルスを示し、これは繰返し周波数ｆの電気パルスである。図２（ａ）３段目の図は、光可変遅延器２０４から出力される信号を示し、これはサンプリングパルス光からΔｔだけ遅延したサンプリングパルス光である。図２（ａ）４段目の図に示すように、電界検出器２０２により検出される電界は、電気パルスにおいて遅延サンプリングパルス光に対応する時刻（すなわち、サンプリングパルス光からΔｔ遅延した時刻）での電界である。
【0008】
図２（ｂ）は、光可変遅延器２０４により遅延時間ΔｔをΔｔ１，Δｔ２，...，Δｔｎと変えていくごとに電気パルスの電界を測定することにより、電気パルスの波形を測定する様子を示す図である。
【0009】
従来の位相特性校正装置では、ミリ波帯信号測定器やミリ波帯信号発生器の位相特性を校正するために、電気光学サンプリング法を用いたミリ波帯信号の時間波形測定により、校正用信号としてのミリ波帯トーン信号の位相を測定している（例えば、特許文献１参照）。
【0010】
＜第１の構成例＞
図１９は、従来の位相特性校正装置の第１の構成例を示す。従来の位相特性校正装置１０００Ａは、被測定信号を周波数変換（ダウンコンバート）して測定するミリ波帯信号測定部７０のダウンコンバータ（周波数変換部７２、中間周波信号変換部７３）の位相特性を校正するものである。このために、位相特性校正装置１０００Ａは、短パルス光源２と、光分岐器３と、光可変遅延器４と、校正用信号生成部２０と、同期処理部５と、電気光学サンプリング部３０と、ロックイン検出部４０と、３トーン位相差測定部５０と、位相補正値算出部５５とを備えている。以下、図１９に示す各構成要素について説明する。
図１９は、従来の位相特性校正装置の第１の構成例を示す。従来の位相特性校正装置１０００Ａは、被測定信号を周波数変換（ダウンコンバート）して測定するミリ波帯信号測定部７０のダウンコンバータ（周波数変換部７２、中間周波信号変換部７３）の位相特性を校正するものである。このために、位相特性校正装置１０００Ａは、短パルス光源２と、光分岐器３と、光可変遅延器４と、校正用信号生成部２０と、同期処理部５と、電気光学サンプリング部３０と、ロックイン検出部４０と、３トーン位相差測定部５０と、位相補正値算出部５５とを備えている。以下、図１９に示す各構成要素について説明する。
【0011】
短パルス光源２は、所定の繰返し周波数で短パルス光Ｐ１を出力する。短パルス光源２から出力された短パルス光Ｐ１は、光分岐器３で２つの短パルス光Ｐ２、Ｐ３に分岐され、それぞれ光可変遅延器４と同期処理部５とに入力される。光可変遅延器４は、ミラー４ａの位置を機械的に移動させることにより光の遅延時間を連続的に変えるものである。
【0012】
校正用信号生成部２０は、３トーン中間周波信号発生部１０と、基準信号変調部１７と、周波数変換部２１および局発信号発生部２２とを備えている。３トーン中間周波信号発生部１０は、中間周波信号発生器１１ａ～１１ｃと、加算器１５とを備えており、中間周波信号発生器１１ａ～１１ｃにて、互いに異なる周波数の正弦波を所定の位相差で発生し、加算器１５で３つの正弦波を加算して３トーン中間周波信号Ｓ１０として出力する。
【0013】
基準信号変調部１７は、基準同期信号発生器１６と、基準信号発生器１８と、変調器１９とを備えている。スイッチＳＷ１１とＳＷ１２が図１９下側に設定されている場合、基準信号発生器１８は、基準同期信号発生器１６からの基準同期信号Ｓ１６に従って、３トーンの各正弦波のいずれよりも周波数の低い基準信号Ｓ１８を発生する。変調器１９は、３トーン中間周波信号Ｓ１０を基準信号Ｓ１８で変調し、変調された３トーン中間周波信号Ｓ１９を周波数変換部２１へ出力する。スイッチＳＷ１１とＳＷ１２が図１９上側に設定されている場合は、変調器１９はバイパスされ、３トーン中間周波信号Ｓ１０は周波数変換部２１に送られる。
【0014】
周波数変換部２１は、局発信号発生部２２からのＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）の局発信号Ｓ２２で３トーン中間周波信号Ｓ１９またはＳ１０をミリ波帯の周波数に周波数変換（アップコンバート）し、校正用信号Ｓ２０として出力する。
【0015】
同期処理部５は、３トーン中間周波信号Ｓ１０と局発信号Ｓ２２とを短パルス光源２の繰返し周波数に同期させることにより、短パルス光源２の繰返し周波数に同期したミリ波帯の校正用信号Ｓ２０が得られるようにする。具体的には、同期処理部５は、局発信号発生部２２から出力される局発信号Ｓ２２の周波数および中間周波信号発生器１１ａ～１１ｃから出力される正弦波の各周波数が短パルス光源２の繰返し周波数の整数倍になるように、局発信号発生部２２および中間周波信号発生器１１ａ～１１ｃを制御する。これにより、校正用信号Ｓ２０の繰返し周波数が、短パルス光源２の繰返し周波数の整数倍となる。
【0016】
スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２を図１９下側に、ＳＷ１、ＳＷ２を同図上側に設定すると、電気光学サンプリング部３０を用いて校正用信号Ｓ２０の位相差が測定される。
【0017】
電気光学サンプリング部３０は、電気光学結晶３１と、偏波分離部３２と、受光器３３とを備えている。校正用信号Ｓ２０の電界が電気光学結晶３１に印加されると共に、光可変遅延器４からの短パルス光Ｐ４が偏波分離部３２を介して電気光学結晶３１に入力され、電気光学結晶３１の先端で反射した短パルス光が偏波分離部３２を介して受光器３３に入力される。電気光学結晶３１に電界が印加されると電気光学効果によって電気光学結晶３１からの反射光の偏波が変化し、偏波分離部３２と受光器３３によって反射光の偏波変化を検出するようになっている。受光器３３から出力される電気信号Ｓ３０は、電気光学結晶３１に印加される電界に比例すると共に、短パルス光Ｐ４の光パワーにも比例する。電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０は、ロックイン検出部４０に入力される。
【0018】
ロックイン検出部４０は、基準信号発生器４１と、移相器４２と、変調器４４と、低域通過フィルタ４５とを備えている。基準信号発生器４１は、基準同期信号発生器１６からの基準同期信号Ｓ１７に従って、基準同期信号Ｓ１７と同じ周波数の正弦波である基準信号Ｓ４１を発生する。移相器４２は、変調器４４において電気光学サンプリング部３０でサンプリングされた校正用信号中の基準信号Ｓ１８の位相と基準信号Ｓ４１の位相とが一致するように、基準信号Ｓ４１の位相を調整し、基準信号Ｓ４２として出力する。変調器４４は、電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０を基準信号Ｓ４２で変調し、低域通過フィルタ４５で低周波成分を抽出する。
【0019】
３トーン位相差測定部５０は、位相検出部５１ａ～５１ｃと、位相差算出部５２とを備えている。位相検出部５１ａは、電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０における３トーンのうちの第１トーンの位相を検出する。同様に、位相検出部５１ｂおよび位相検出部５１ｃは、それぞれ第２トーンおよび第３トーンの位相を検出する。位相差算出部５２は、３トーンの各位相の２階微分を算出し、電気光学サンプリング部３０を用いた位相差測定結果Ｓ５０として出力する。具体的には、上記処理を校正用信号Ｓ２０の３トーンの周波数を変えて繰返し、所定の周波数範囲にわたって位相の２階微分値を測定する。位相の２階微分を２階積分することにより、位相の周波数特性を得ることができる。電気光学サンプリング部３０による位相差測定結果Ｓ５０が位相差算出部５２から出力される。
【0020】
スイッチＳＷ１１、ＳＷ１２を図１９上側に、スイッチＳＷ１、ＳＷ２を同図下側に、スイッチＳＷ３、ＳＷ４を同図上側に設定すると、ミリ波帯信号測定部７０を用いて校正用信号Ｓ２０の位相差が測定される。
【0021】
ミリ波帯信号測定部７０は、局発信号発生部７１と、周波数変換部７２と、中間周波信号変換部７３と、位相補正部７４とを備えている。周波数変換部７２は、局発信号発生部７１からのＣＷの局発信号Ｓ７１を用いて、ミリ波帯の校正用信号Ｓ２０を中間周波信号に周波数変換（ダウンコンバート）する。局発信号Ｓ７１は必ずしも短パルス光Ｐ１に同期させる必要は無いが、第１の構成例では、局発信号Ｓ７１の周波数が短パルス光源２の繰返し周波数の整数倍になるように、同期処理部５から局発信号発生部７１を制御するようになっている。中間周波信号変換部７３は、第２中間周波信号に変換する周波数変換器等が含まれていてもよい。
【0022】
ミリ波帯信号測定部７０の中間周波信号変換部７３からの出力信号Ｓ７０は、スイッチＳＷ４およびスイッチＳＷ２を介して３トーン位相差測定部５０に入力され、電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０の位相差測定と同様に、位相検出部５１ａ～５１ｃにおいて３トーンの各位相が検出され、位相差算出部５２において３トーンの各位相の２階微分が算出され、校正用信号Ｓ２０の３トーンの周波数を変えて繰返し、位相の２階微分を２階積分することにより位相の周波数特性を得ることができ、ミリ波帯信号測定部７０による位相差測定結果Ｓ５０'が出力される。
【0023】
校正方法は次のとおりである。
まず、スイッチＳＷ１１とＳＷ１２を図１９下側に、スイッチＳＷ１とＳＷ２を同図上側に設定する。校正用信号Ｓ２０を電気光学サンプリング部３０に入力して測定された校正用信号Ｓ２０の位相差測定結果Ｓ５０から、校正用信号Ｓ２０の周波数特性が求まる。次いで、スイッチＳＷ１１とＳＷ１２を同図上側に、スイッチＳＷ１とＳＷ２を同図下側に、スイッチＳＷ３とＳＷ４を同図上側に設定する。校正用信号Ｓ２０をミリ波帯信号測定部７０に入力して周波数変換された出力信号Ｓ７０の位相差測定結果Ｓ５０'からミリ波帯信号測定部７０の出力信号Ｓ７０の周波数特性が求まる。そして、校正用信号Ｓ２０の周波数特性と、ミリ波帯信号測定部７０からの出力信号Ｓ７０の周波数特性とからミリ波帯信号測定部７０のダウンコンバータ（周波数変換部７２、７３）の周波数特性が求められる。位相補正値算出部５５は、所定の周波数範囲にわたってダウンコンバータの周波数特性を算出し、ミリ波帯信号測定部７０の位相補正部７４に出力する。
まず、スイッチＳＷ１１とＳＷ１２を図１９下側に、スイッチＳＷ１とＳＷ２を同図上側に設定する。校正用信号Ｓ２０を電気光学サンプリング部３０に入力して測定された校正用信号Ｓ２０の位相差測定結果Ｓ５０から、校正用信号Ｓ２０の周波数特性が求まる。次いで、スイッチＳＷ１１とＳＷ１２を同図上側に、スイッチＳＷ１とＳＷ２を同図下側に、スイッチＳＷ３とＳＷ４を同図上側に設定する。校正用信号Ｓ２０をミリ波帯信号測定部７０に入力して周波数変換された出力信号Ｓ７０の位相差測定結果Ｓ５０'からミリ波帯信号測定部７０の出力信号Ｓ７０の周波数特性が求まる。そして、校正用信号Ｓ２０の周波数特性と、ミリ波帯信号測定部７０からの出力信号Ｓ７０の周波数特性とからミリ波帯信号測定部７０のダウンコンバータ（周波数変換部７２、７３）の周波数特性が求められる。位相補正値算出部５５は、所定の周波数範囲にわたってダウンコンバータの周波数特性を算出し、ミリ波帯信号測定部７０の位相補正部７４に出力する。
【0024】
ミリ波帯信号送信部６０から送信される被測定信号Ｓ６０を測定するときは、スイッチＳＷ３とＳＷ４を図１９下側に設定する。ミリ波帯信号送信部６０は、中間周波信号発生部６１で生成された中間周波信号を、局発信号発生部６２と周波数変換部６３とによりアップコンバートして被測定信号Ｓ６０として出力する。被測定信号Ｓ６０は、スイッチＳＷ３を介してミリ波帯信号測定部７０に入力され、周波数変換部７２および中間周波信号変換部７３でダウンコンバートされ出力信号Ｓ７０'が位相補正部７４に入力される。位相補正部７４では、ミリ波帯信号測定部７０のダウンコンバータの周波数特性で除算する（位相のみを補正する場合はミリ波帯信号測定部７０の周波数変換部７２、７３の位相特性を減算する）ことにより、ミリ波帯信号測定部７０の周波数変換部７２、７３の周波数特性が補正された測定結果を得ることができる。
【0025】
＜第２の構成例＞
図２０は、従来の位相特性校正装置の第２の構成例を示す。従来の位相特性校正装置１０００Ｂは、校正用信号として４トーン信号を用いてミリ波帯信号測定部７０のダウンコンバータ（周波数変換部７２、中間周波信号変換部７３）の位相特性を校正するものである。このために、位相特性校正装置１０００Ｂは、短パルス光源２と、光分岐器３と、光可変遅延器４と、校正用信号生成部２０Ｂと、同期処理部５と、電気光学サンプリング部３０と、マルチトーン信号分離部４０Ｂと、マルチトーン位相差測定部５０Ｂと、位相補正値算出部５５とを備えている。第２の構成例に係る位相特性校正装置１０００Ｂは、校正用信号生成部２０Ｂ、マルチトーン信号分離部４０Ｂ、およびマルチトーン位相差測定部５０Ｂの構成が第１の構成例と異なっており、その他の構成は第１の構成例と同一であり、同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。
図２０は、従来の位相特性校正装置の第２の構成例を示す。従来の位相特性校正装置１０００Ｂは、校正用信号として４トーン信号を用いてミリ波帯信号測定部７０のダウンコンバータ（周波数変換部７２、中間周波信号変換部７３）の位相特性を校正するものである。このために、位相特性校正装置１０００Ｂは、短パルス光源２と、光分岐器３と、光可変遅延器４と、校正用信号生成部２０Ｂと、同期処理部５と、電気光学サンプリング部３０と、マルチトーン信号分離部４０Ｂと、マルチトーン位相差測定部５０Ｂと、位相補正値算出部５５とを備えている。第２の構成例に係る位相特性校正装置１０００Ｂは、校正用信号生成部２０Ｂ、マルチトーン信号分離部４０Ｂ、およびマルチトーン位相差測定部５０Ｂの構成が第１の構成例と異なっており、その他の構成は第１の構成例と同一であり、同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。
【0026】
校正用信号生成部２０Ｂは、マルチトーン中間周波信号発生・基準信号変調部１０Ｂと、マルチトーン中間周波信号発生部２５と、周波数変換部２１および局発信号発生部２２とを備えている。マルチトーン中間周波信号発生・基準信号変調部１０Ｂは、中間周波信号発生器１１ａ～１１ｄと、基準信号発生器１２ａ、１２ｂと、９０度移相器１４ａ、１４ｂと、変調器１３ａ～１３ｄと、加算器１５と、基準同期信号発生器１６とを備えている。
【0027】
中間周波信号発生器１１ａ～１１ｄは、互いに周波数が異なり所定の位相差をもった繰返し信号（例えば正弦波）である４トーンの中間周波信号Ｓ１～Ｓ４を発生する。基準同期信号発生器１６は、基準同期信号Ｓ１６，Ｓ１７を生成する。基準信号発生器１２ａ、１２ｂは、基準同期信号発生器１６からの基準同期信号Ｓ１６に同期し互いに周波数の異なる基準信号Ｓ５，Ｓ７を出力する。９０度移相器１４ａ、１４ｂは、基準信号Ｓ５，Ｓ７と周波数が等しく位相が９０度異なる直交基準信号Ｓ６，Ｓ８を生成する。変調器１３ａ～１３ｄは、中間周波信号Ｓ１～Ｓ４を基準信号Ｓ５，Ｓ７または直交基準信号Ｓ６，Ｓ８でそれぞれ変調し、加算器１５で合波してマルチトーン中間周波信号Ｓ１０を出力するようになっている。基準信号Ｓ５，Ｓ７および直交基準信号Ｓ６，Ｓ８は全ての組み合わせにおいて互いに直交している。
【0028】
マルチトーン中間周波信号発生部２５は、中間周波信号発生器２６ａ～２６ｄと、加算器２７とを備えている。中間周波信号発生器２６ａ～２６ｄは、互いに周波数が異なる繰返し信号（例えば正弦波）である４トーンの中間周波信号Ｓ１１～Ｓ１４を発生する。加算器２７は、中間周波信号Ｓ１１～Ｓ１４を合波してマルチトーン中間周波信号Ｓ１５を出力するようになっている。
【0029】
スイッチＳＷ１０とＳＷ１が図２０上側に設定されている場合、周波数変換部２１は、局発信号発生部２２からの局発信号Ｓ２２を用いてマルチトーン中間周波信号Ｓ１０をミリ波帯にアップコンバートして校正用信号Ｓ２０として出力する。校正用信号Ｓ２０は、スイッチＳＷ１を介して電気光学サンプリング部３０に送られる。また、スイッチＳＷ１０とＳＷ１が同図下側に、スイッチＳＷ３が同図上側に設定されている場合、周波数変換部２１は、局発信号発生部２２からの局発信号Ｓ２２を用いて、マルチトーン中間周波信号発生部２５からのマルチトーン中間周波信号Ｓ１５をミリ波帯にアップコンバートして校正用信号Ｓ２１として出力する。校正用信号Ｓ２１は、スイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ３を介してミリ波帯信号測定部７０に送られる。
【0030】
マルチトーン信号分離部４０Ｂは、基準信号発生器４１ａ～４１ｂと、移相器４２ａ～４２ｂと、９０度移相器４３ａ～４３ｂと、変調器４４ａ～４４ｄと、低域通過フィルタ４５ａ～４５ｄと、を備えている。基準信号発生器４１ａは、基準同期信号発生器１６からの基準同期信号Ｓ１７に従って、基準信号Ｓ５と同じ周波数の正弦波である基準信号Ｓ４０を発生する。移相器４２ａは、変調器４４ａにおいて電気光学サンプリング部３０でサンプリングされた校正用信号Ｓ２０中の基準信号Ｓ５の位相と基準信号Ｓ４０の位相とが一致するように、基準信号Ｓ４０の位相を調整し、基準信号Ｓ４２として出力する。
【0031】
変調器４４ａは、電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０を基準信号Ｓ４２で変調し、低域通過フィルタ４５ａで低周波成分を抽出する。また、移相器４２ａの出力は９０度移相器４３ａを介して変調器４４ｂに入力され、変調器４４ｂは、電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０を基準信号Ｓ４２と９０度位相の異なる基準信号Ｓ４３で変調し、低域通過フィルタ４５ｂで低周波成分を抽出する。
【0032】
基準信号発生器４１ｂは、基準同期信号発生器１６からの基準同期信号Ｓ１７に従って、基準信号Ｓ７と同じ周波数の正弦波である基準信号Ｓ４１を発生する。移相器４２ｂは、変調器４４ｃにおいて電気光学サンプリング部３０でサンプリングされた校正用信号Ｓ２０中の基準信号Ｓ７の位相と基準信号Ｓ４１の位相とが一致するように、基準信号Ｓ４１の位相を調整し、基準信号Ｓ４４として出力する。
【0033】
変調器４４ｃは、電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０を基準信号Ｓ４４で変調し、低域通過フィルタ４５ｃで低周波成分を抽出する。また、移相器４２ｂの出力は、９０度移相器４３ｂを介して変調器４４ｄに入力され、変調器４４ｄは、電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０を基準信号Ｓ４４と９０度位相の異なる基準信号Ｓ４５で変調し、低域通過フィルタ４５ｄで低周波成分を抽出する。基準信号Ｓ４２～Ｓ４５は全ての組み合わせにおいて互いに直交している。上記構成により電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０の４トーンが分離される。低域通過フィルタ４５ａ～４５ｄを通過した４トーン信号はスイッチＳＷ２１～２４を介してマルチトーン位相差測定部５０Ｂに送られる。
【0034】
マルチトーン位相差測定部５０Ｂは、位相検出部５１ａ～５１ｄと、位相差算出部５２とを備えている。位相検出部５１ａは、電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０における４トーンのうちの第１トーンの位相を検出する。同様に、位相検出部５１ｃ，５１ｂ，５１ｄは、電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０における第２，第３，第４トーンの位相を検出するようになっている。位相差算出部５２は、４トーンの各位相の２階微分を算出し、校正用信号Ｓ２０の４トーンの周波数を変えて位相の２階微分値の測定を繰返し、位相の２階微分を２階積分することにより位相の周波数特性を取得し、位相差測定結果Ｓ５０として出力する。
【0035】
ミリ波帯信号測定部７０からの出力信号Ｓ７０の位相差を測定する場合は、スイッチＳＷ１０、ＳＷ１、ＳＷ２１、ＳＷ２２、ＳＷ２３、ＳＷ２４を図２０下側に、スイッチＳＷ３、ＳＷ４を同図上側に設定する。校正用信号生成部２０Ｂにおいてマルチトーン中間周波信号発生部２５により生成されたマルチトーン中間周波信号Ｓ１５が、スイッチＳＷ１０を介して周波数変換部２１に送られアップコンバートされて第２の校正用信号Ｓ２１が生成される。第２の校正用信号Ｓ２１は、ミリ波帯信号測定部７０に入力され、ミリ波帯信号測定部７０の中間周波信号変換部７３からの出力信号Ｓ７０が、スイッチＳＷ４、ＳＷ２１～２４を介してマルチトーン位相差測定部５０の位相検出部５１ａ～５１ｄに入力され、４トーンの各位相が検出される。そして、位相差算出部５２が、４トーンの各位相の２階微分を算出し、第２の校正用信号Ｓ２１の４トーンの周波数を変えて位相の２階微分値の測定を繰返し、位相の２階微分を２階積分することにより位相の周波数特性が得られ、ミリ波帯信号測定部７０による位相差測定結果Ｓ５０'として出力する。
【0036】
校正方法は次のとおりである。
まず、スイッチＳＷ１０とＳＷ１とＳＷ２１～２４を図２０上側に設定する。校正用信号Ｓ２０を電気光学サンプリング部３０に入力して測定された校正用信号Ｓ２０の位相差測定結果Ｓ５０から、校正用信号Ｓ２０の周波数特性が求まる。次いで、スイッチＳＷ１０とＳＷ１とＳＷ２１～２４を同図下側に、スイッチＳＷ３とＳＷ４を同図上側に設定する。校正用信号Ｓ２１をミリ波帯信号測定部７０に入力して周波数変換された出力信号Ｓ７０の位相差測定結果Ｓ５０'から出力信号Ｓ７０の周波数特性が求まる。そして、校正用信号Ｓ２０の周波数特性と、ミリ波帯信号測定部７０の出力信号Ｓ７０の周波数特性とからミリ波帯信号測定部７０のダウンコンバータ（周波数変換部７２、７３）の周波数特性が求められる。位相補正値算出部５５は、所定の周波数範囲にわたってダウンコンバータの周波数特性を算出し、ミリ波帯信号測定部７０の位相補正部７４に出力する。
まず、スイッチＳＷ１０とＳＷ１とＳＷ２１～２４を図２０上側に設定する。校正用信号Ｓ２０を電気光学サンプリング部３０に入力して測定された校正用信号Ｓ２０の位相差測定結果Ｓ５０から、校正用信号Ｓ２０の周波数特性が求まる。次いで、スイッチＳＷ１０とＳＷ１とＳＷ２１～２４を同図下側に、スイッチＳＷ３とＳＷ４を同図上側に設定する。校正用信号Ｓ２１をミリ波帯信号測定部７０に入力して周波数変換された出力信号Ｓ７０の位相差測定結果Ｓ５０'から出力信号Ｓ７０の周波数特性が求まる。そして、校正用信号Ｓ２０の周波数特性と、ミリ波帯信号測定部７０の出力信号Ｓ７０の周波数特性とからミリ波帯信号測定部７０のダウンコンバータ（周波数変換部７２、７３）の周波数特性が求められる。位相補正値算出部５５は、所定の周波数範囲にわたってダウンコンバータの周波数特性を算出し、ミリ波帯信号測定部７０の位相補正部７４に出力する。
【0037】
ミリ波帯信号送信部６０から送信される被測定信号Ｓ６０を測定するときは、スイッチＳＷ３とＳＷ４を図２０下側に設定する。ミリ波帯信号送信部６０は、中間周波信号発生部６１で生成された中間周波信号を、局発信号発生部６２と周波数変換部６３とによりアップコンバートして被測定信号Ｓ６０として出力する。被測定信号Ｓ６０は、スイッチＳＷ３を介してミリ波帯信号測定部７０に入力され、周波数変換部７２および中間周波信号変換部７３でダウンコンバートされ出力信号Ｓ７０'が位相補正部７４に入力される。位相補正部７４では、ミリ波帯信号測定部７０のダウンコンバータの周波数特性で除算する（位相のみを補正する場合はミリ波帯信号測定部７０の周波数変換部７２、７３の位相特性を減算する）ことにより、ミリ波帯信号測定部７０の周波数変換部７２、７３の周波数特性が補正された測定結果を得ることができる。
【0038】
＜第３の構成例＞
図２１は、従来の位相特性校正装置の第３の構成例を示す。従来の位相特性校正装置１０００Ｃは、校正用信号として３トーン信号を用いてミリ波帯信号発生部８０のアップコンバータ（周波数変換部８４）の位相特性を校正するものである。このために、位相特性校正装置１０００Ｃは、短パルス光源２と、光分岐器３と、光可変遅延器４と、３トーン中間周波信号発生部１０と、基準信号変調部１７と、同期処理部５と、電気光学サンプリング部３０と、ロックイン検出部４０と、３トーン位相差測定部５０と、位相補正値算出部５５とを備えている。第３の構成例に係る位相特性校正装置１０００Ｃは、ミリ波帯信号発生部８０のアップコンバータの位相特性を校正する点で、ミリ波帯信号測定部７０のダウンコンバータの位相特性を校正する第１の構成例（図１９）と異なっており、その他の構成は第１の構成例と同一であり、同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。
図２１は、従来の位相特性校正装置の第３の構成例を示す。従来の位相特性校正装置１０００Ｃは、校正用信号として３トーン信号を用いてミリ波帯信号発生部８０のアップコンバータ（周波数変換部８４）の位相特性を校正するものである。このために、位相特性校正装置１０００Ｃは、短パルス光源２と、光分岐器３と、光可変遅延器４と、３トーン中間周波信号発生部１０と、基準信号変調部１７と、同期処理部５と、電気光学サンプリング部３０と、ロックイン検出部４０と、３トーン位相差測定部５０と、位相補正値算出部５５とを備えている。第３の構成例に係る位相特性校正装置１０００Ｃは、ミリ波帯信号発生部８０のアップコンバータの位相特性を校正する点で、ミリ波帯信号測定部７０のダウンコンバータの位相特性を校正する第１の構成例（図１９）と異なっており、その他の構成は第１の構成例と同一であり、同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。
【0039】
ミリ波帯信号発生部８０は、中間周波信号発生部８１と、位相補正部８２と、局発信号発生部８３と、周波数変換部８４とを備えている。中間周波信号発生部８１は、中間周波信号Ｓ８１を発生し位相補正部８２に送る。位相補正部８２は、中間周波信号Ｓ８１に対して後述する位相補正を行い、位相補正された中間周波信号を出力する。スイッチＳＷ６およびＳＷ７を同図下側に設定すると、周波数変換部８４は、局発信号発生部８３で生成された局発信号Ｓ８３に従い、位相補正された中間周波信号をアップコンバートしてミリ波帯の測定用信号Ｓ８０'を生成する。測定用信号Ｓ８０'は、スイッチＳＷ７を介してミリ波帯信号受信部９０に送られる。
【0040】
ミリ波帯信号受信部９０は、局発信号発生部９１と、周波数変換部９２と、中間周波信号変換部９３とを備えている。ミリ波帯信号受信部９０に入力されたミリ波帯の測定用信号Ｓ８０'は、周波数変換部９２にて局発信号発生部９１からの局発信号Ｓ９１でダウンコンバートされ、中間周波信号変換部９３にて例えば周波数変換等の処理が行われ、中間周波信号Ｓ９０として出力される。
【0041】
校正方法は次のとおりである。
まず、スイッチＳＷ６とＳＷ７を同図上側に設定する。３トーン中間周波信号Ｓ１０を基準信号Ｓ１８で変調し、変調された３トーン中間周波信号Ｓ１９をミリ波帯信号発生部８０の周波数変換部８４に入力して周波数変換されたミリ波帯信号Ｓ８０の位相差測定結果Ｓ５０からミリ波帯信号Ｓ８０の周波数特性が求まる。これがミリ波帯信号発生部８０のアップコンバータ（周波数変換部８４）の周波数特性となる。位相補正値算出部５５は、所定の周波数範囲にわたってアップコンバータの周波数特性を算出し、ミリ波帯信号発生部８０の位相補正部８２に出力する。
まず、スイッチＳＷ６とＳＷ７を同図上側に設定する。３トーン中間周波信号Ｓ１０を基準信号Ｓ１８で変調し、変調された３トーン中間周波信号Ｓ１９をミリ波帯信号発生部８０の周波数変換部８４に入力して周波数変換されたミリ波帯信号Ｓ８０の位相差測定結果Ｓ５０からミリ波帯信号Ｓ８０の周波数特性が求まる。これがミリ波帯信号発生部８０のアップコンバータ（周波数変換部８４）の周波数特性となる。位相補正値算出部５５は、所定の周波数範囲にわたってアップコンバータの周波数特性を算出し、ミリ波帯信号発生部８０の位相補正部８２に出力する。
【0042】
ミリ波帯信号発生部８０から送信される測定用信号Ｓ８０'をミリ波帯信号受信部９０により受信するときは、スイッチＳＷ６とＳＷ７を図２１下側に設定する。ミリ波帯信号発生部８０では、中間周波信号発生部８１から出力された中間周波信号Ｓ８１が位相補正部８２に入力され、位相補正が行われる。位相補正部８２にて位相補正された中間周波信号は、周波数変換部８４にて局発信号発生部８３からの局発信号Ｓ８３でアップコンバートされ、ミリ波帯の測定用信号Ｓ８０'として出力される。ミリ波帯信号受信部９０は、測定用信号Ｓ８０'を受信し、周波数変換部９２にて局発信号発生部９１からの局発信号Ｓ９１でダウンコンバートし、中間周波信号変換部９３にて周波数変換等を行なって中間周波信号Ｓ９０として出力する。このようにして、周波数変換部８４の周波数特性が補正された測定用信号Ｓ８０'を測定対象であるミリ波帯信号受信部９０で受信した結果を得ることができる。
【0043】
＜第４の構成例＞
図２２は、従来の位相特性校正装置の第４の構成例を示す。従来の位相特性校正装置１０００Ｄは、校正用信号として４トーン信号を用いてミリ波帯信号発生部８０のアップコンバータ（周波数変換部８４）の位相特性を校正するものである。このために、位相特性校正装置１０００Ｄは、短パルス光源２と、光分岐器３と、光可変遅延器４と、マルチトーン中間周波信号発生・基準信号変調部１０Ｂと、同期処理部５と、電気光学サンプリング部３０と、マルチトーン信号分離部４０Ｂと、マルチトーン位相差測定部５０Ｂと、位相補正値算出部５５とを備えている。第４の構成例に係る位相特性校正装置１０００Ｄは、第２の構成例（図２０）の校正用信号生成部２０Ｂがマルチトーン中間周波信号発生・基準信号変調部１０Ｂのみを有する構成になっている点、ミリ波帯信号発生部８０のアップコンバータの位相特性を校正する点で、ミリ波帯信号測定部７０のダウンコンバータの位相特性を校正する第２の構成例と異なっており、その他の構成は第２の構成例と同一である。また、ミリ波帯信号発生部８０およびミリ波帯信号受信部９０は、第３の構成例（図２１）に示すものと同一である。同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。
図２２は、従来の位相特性校正装置の第４の構成例を示す。従来の位相特性校正装置１０００Ｄは、校正用信号として４トーン信号を用いてミリ波帯信号発生部８０のアップコンバータ（周波数変換部８４）の位相特性を校正するものである。このために、位相特性校正装置１０００Ｄは、短パルス光源２と、光分岐器３と、光可変遅延器４と、マルチトーン中間周波信号発生・基準信号変調部１０Ｂと、同期処理部５と、電気光学サンプリング部３０と、マルチトーン信号分離部４０Ｂと、マルチトーン位相差測定部５０Ｂと、位相補正値算出部５５とを備えている。第４の構成例に係る位相特性校正装置１０００Ｄは、第２の構成例（図２０）の校正用信号生成部２０Ｂがマルチトーン中間周波信号発生・基準信号変調部１０Ｂのみを有する構成になっている点、ミリ波帯信号発生部８０のアップコンバータの位相特性を校正する点で、ミリ波帯信号測定部７０のダウンコンバータの位相特性を校正する第２の構成例と異なっており、その他の構成は第２の構成例と同一である。また、ミリ波帯信号発生部８０およびミリ波帯信号受信部９０は、第３の構成例（図２１）に示すものと同一である。同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。
【0044】
第４の構成例では、スイッチＳＷ６およびＳＷ７を同図上側に設定すると、マルチトーン中間周波信号発生・基準信号変調部１０Ｂから出力されるマルチトーン中間周波信号Ｓ１０が、ミリ波帯信号発生部８０の周波数変換部８４にてアップコンバートされ、ミリ波帯信号Ｓ８０として出力されている。ミリ波帯信号Ｓ８０は、電気光学サンプリング部３０に入力され、マルチトーン信号分離部４０Ｂを経てマルチトーン位相差測定部５０Ｂで位相差が算出される。
【0045】
校正方法は次のとおりである。
まず、スイッチＳＷ６とＳＷ７を図２２上側に設定する。ミリ波帯信号Ｓ８０を電気光学サンプリング部３０に入力して測定されたミリ波帯信号Ｓ８０の位相差測定結果Ｓ５０から、ミリ波帯信号発生部８０の周波数変換部８４の周波数特性が求まる。位相補正値算出部５５は、所定の周波数範囲にわたって周波数変換部８４の周波数特性を算出し、ミリ波帯信号発生部８０の位相補正部８２に出力する。
まず、スイッチＳＷ６とＳＷ７を図２２上側に設定する。ミリ波帯信号Ｓ８０を電気光学サンプリング部３０に入力して測定されたミリ波帯信号Ｓ８０の位相差測定結果Ｓ５０から、ミリ波帯信号発生部８０の周波数変換部８４の周波数特性が求まる。位相補正値算出部５５は、所定の周波数範囲にわたって周波数変換部８４の周波数特性を算出し、ミリ波帯信号発生部８０の位相補正部８２に出力する。
【0046】
ミリ波帯信号発生部８０から送信される測定用信号Ｓ８０'をミリ波帯信号受信部９０により受信するときは、スイッチＳＷ６とＳＷ７を図２２下側に設定する。ミリ波帯信号発生部８０の中間周波信号発生部８１から出力される任意の中間周波信号Ｓ８１を位相補正部８２に入力して位相補正を行い、局発信号発生部８３と周波数変換部８４とでアップコンバートしてミリ波帯の測定用信号Ｓ８０'を生成し、ミリ波帯信号受信部９０に入力することにより、周波数変換部８４の周波数特性が補正された測定用信号Ｓ８０'を測定対象であるミリ波帯信号受信部９０で受信した結果を得ることができる。
いずれの構成例においても、図１９～図２２では光可変遅延器４は光分岐器３と電気光学サンプリング部３０の間に配置されているが、電気光学サンプリング部３０に入力される短パルス光と校正用信号／ミリ波帯信号との相対的な時間差を変更できればよいため、光可変遅延器４を光分岐器３と同期処理部５の間に配置することも可能である。
いずれの構成例においても、図１９～図２２では光可変遅延器４は光分岐器３と電気光学サンプリング部３０の間に配置されているが、電気光学サンプリング部３０に入力される短パルス光と校正用信号／ミリ波帯信号との相対的な時間差を変更できればよいため、光可変遅延器４を光分岐器３と同期処理部５の間に配置することも可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0047】
【特許文献1】特開２０２０－１９３８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0048】
従来技術では、電気光学サンプリング法を用い、光可変遅延器を一定の掃引速度で掃引することにより、ミリ波トーン信号（校正用信号）の時間波形を一定時間間隔で電気光学サンプリングするようになっている。しかしながら、実際の光可変遅延器の掃引では、例えば機械的な「がたつき」のように掃引速度の予測できないランダムな変動が生じることがある。光可変遅延器の掃引速度が一定でないと、電気光学サンプリングの時間間隔が一定でなくなるため、電気光学サンプリングされたトーン信号の位相がゆらぎ、ＳＮ比が低下するため、位相特性校正の精度が悪化するという問題があった。
【0049】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、光可変遅延器の掃引速度の不安定性に起因する電気光学サンプリングされたトーン信号の位相のゆらぎを低減し、ＳＮ比を向上させることにより、位相特性校正の精度を改善することが可能な位相特性校正装置および位相特性校正方法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】
【0050】
本発明に係る位相特性校正装置は、上記目的達成のため、所定の繰返し周波数のパルス光を発生するパルス光源（２）と、前記パルス光を分岐する光分岐器（３）と、周波数の異なる３波以上の中間周波信号を合波し、基準信号で変調したマルチトーン中間周波信号を出力するマルチトーン中間周波信号発生部（１０，１７）を備え、所定の周波数の局発信号と周波数変換部（２１）とにより前記マルチトーン中間周波信号をアップコンバートして校正用信号を生成する校正用信号生成部（２０）と、前記光分岐器から出力される前記パルス光の一方が入力され、前記校正用信号に含まれるアップコンバートされた前記各中間周波信号の周波数が前記パルス光の繰返し周波数の整数倍になるように、前記３波以上の中間周波信号および前記局発信号の周波数を制御する同期処理部（５）と、前記光分岐器から出力される前記パルス光の他方が入力され、該パルス光に従って前記校正用信号をサンプリングして電気信号として出力する電気光学サンプリング部（３０）と、前記電気光学サンプリング部に入力される前記パルス光と前記校正用信号との相対的時間差を変える可変遅延器（４）と、前記相対的時間差を変えながら前記電気信号を取得し、前記基準信号と同一周波数の正弦波で前記電気信号を変調することにより、前記電気信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応するマルチトーン信号を検出するロックイン検出部（４０）と、前記マルチトーン信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応する３波以上のトーン信号間の位相差を検出するマルチトーン位相差測定部（５０）と、前記トーン信号間の位相差から信号測定部（７０）のダウンコンバータ（７２，７３）の位相の周波数特性を補正する位相補正値を算出する位相補正値算出部（５５）と、を備え、被測定信号をダウンコンバートして測定する前記信号測定部の前記ダウンコンバータの位相の周波数特性を校正する位相特性校正装置（１；１Ａ）において、所定の波長のＣＷ光を発生するＣＷ光源（１０１）と、前記可変遅延器が含まれる第１の光路と前記可変遅延器が含まれない第２の光路とに前記ＣＷ光が入力され、前記第１の光路から出力される前記ＣＷ光と前記第２の光路から出力される前記ＣＷ光とを干渉させ、干渉光として出力する干渉計（１１０）と、前記干渉光の強度を検出する受光器（１０６）と、前記受光器から出力される干渉信号の周波数を分周する分周器（１０７）と、前記ロックイン検出部から出力される前記マルチトーン信号を前記分周器の出力に従ってサンプリングして、補正済マルチトーン信号として出力するマルチトーン信号サンプリング部（１２０；１２０Ａ）と、をさらに備え、前記マルチトーン位相差測定部による位相差検出に用いられる前記マルチトーン信号は、前記補正済マルチトーン信号であることを特徴とする。
【0051】
上述のように、本発明に係る位相特性校正装置は、干渉計が、可変遅延器が含まれる第１の光路と可変遅延器が含まれない第２の光路とにＣＷ光が入力され、第１の光路から出力されるＣＷ光と第２の光路から出力されるＣＷ光とを干渉させ、干渉光として出力するようになっており、干渉信号を分周する分周器の出力に従ってマルチトーン信号がサンプリングされるようになっている。干渉信号は、光路長差（遅延時間）がＣＷ光の波長λ（周期）の整数倍に等しいときピークを有する例えば正弦波状の繰返し信号である。よって、電気光学サンプリングにより得られたマルチトーン信号が、可変遅延器の掃引速度によらず遅延量自体に対して一定の間隔でサンプリングされる。ある程度波長が安定なＣＷレーザー等をＣＷ光源として用いれば、可変遅延器の掃引速度の不安定性に由来するマルチトーン信号の位相ゆらぎを補正することができる。マルチトーン信号サンプリング部により得られた補正済マルチトーン信号の位相のゆらぎが低減するため、ＳＮ比を向上させることが可能となる。
【0052】
本発明に係る位相特性校正装置は、所定の繰返し周波数のパルス光を発生するパルス光源（２）と、前記パルス光を分岐する光分岐器（３）と、周波数の異なる３波以上の中間周波信号を、前記中間周波信号と同一個数の互いに直交した基準信号でそれぞれ変調し合波したマルチトーン中間周波信号を出力するマルチトーン中間周波信号発生部（１０Ｂ）を備え、所定の周波数の局発信号と周波数変換部（２１）とにより前記マルチトーン中間周波信号をアップコンバートして校正用信号を生成する校正用信号生成部（２０Ｂ）と、前記光分岐器から出力される前記パルス光の一方が入力され、前記校正用信号に含まれるアップコンバートされた前記各中間周波信号の周波数が前記パルス光の繰返し周波数の整数倍になるように、前記３波以上の中間周波信号および前記局発信号の周波数を制御する同期処理部（５）と、前記光分岐器から出力される前記パルス光の他方が入力され、該パルス光に従って前記校正用信号をサンプリングして電気信号として出力する電気光学サンプリング部（３０）と、前記電気光学サンプリング部に入力される前記パルス光と前記校正用信号との相対的時間差を変える可変遅延器（４）と、前記相対的時間差を変えながら前記電気信号を取得し、前記各基準信号と同一周波数の互いに直交した正弦波でそれぞれ前記電気信号を変調することにより、前記電気信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応するトーン信号を分離するマルチトーン信号分離部（４０Ｂ）と、前記トーン信号間の位相差を検出するマルチトーン位相差測定部（５０Ｂ）と、前記トーン信号間の位相差から信号測定部（７０）のダウンコンバータ（７２，７３）の位相の周波数特性を補正する位相補正値を算出する位相補正値算出部（５５）と、を備え、被測定信号をダウンコンバートして測定する前記信号測定部の前記ダウンコンバータの位相の周波数特性を校正する位相特性校正装置（１Ｂ；１Ｃ）において、所定の波長のＣＷ光を発生するＣＷ光源（１０１）と、前記可変遅延器が含まれる第１の光路と前記可変遅延器が含まれない第２の光路とに前記ＣＷ光が入力され、前記第１の光路から出力される前記ＣＷ光と前記第２の光路から出力される前記ＣＷ光とを干渉させ、干渉光として出力する干渉計（１１０）と、前記干渉光の強度を検出する受光器（１０６）と、前記受光器から出力される干渉信号の周波数を分周する分周器（１０７）と、前記マルチトーン信号分離部から出力される前記各トーン信号を前記分周器の出力に従ってそれぞれサンプリングして、補正済トーン信号として出力するマルチトーン信号サンプリング部（１２０Ｂ；１２０Ｃ）と、をさらに備え、前記マルチトーン位相差測定部による位相差検出に用いられる前記トーン信号は、前記補正済トーン信号であることを特徴とする。
【0053】
この構成により、本発明に係る位相特性校正装置は、マルチトーン信号分離部から出力される各トーン信号が、干渉信号を分周する分周器の出力に従ってサンプリングされるようになっているので、電気光学サンプリングにより得られた各トーン信号が、可変遅延器の掃引速度によらず遅延量自体に対して一定の間隔でサンプリングされる。マルチトーン信号サンプリング部により得られた補正済マルチトーン信号の位相のゆらぎが低減するため、ＳＮ比を向上させることが可能となる。
【0054】
また、マルチトーン位相差測定部の前に配置されたマルチトーン信号分離部において各トーン信号が分離されるため、可変遅延器の掃引幅Ｔから決まる周波数分解能Δｆ＝１／Ｔよりも狭い周波数間隔で各トーン信号を配置することも可能となり、可変遅延器を大型化することなく周波数間隔を狭くすることができる。すなわち、可変遅延器の掃引幅によらず高い周波数分解能で位相測定が可能となる。
【0055】
本発明に係る位相特性校正装置は、上記目的達成のため、所定の繰返し周波数のパルス光を発生するパルス光源（２）と、前記パルス光を分岐する光分岐器（３）と、周波数の異なる３波以上の中間周波信号を合波し、基準信号で変調したマルチトーン中間周波信号を出力するマルチトーン中間周波信号発生部（１０，１７）と、を備え、測定用中間周波信号をアップコンバートして測定用信号として出力する信号発生部（８０）が、所定の周波数の局発信号を用い前記マルチトーン中間周波信号を前記信号発生部のアップコンバータ（８４）でアップコンバートして校正用信号を生成し、前記光分岐器から出力される前記パルス光の一方が入力され、前記校正用信号に含まれるアップコンバートされた前記各中間周波信号の周波数が前記パルス光の繰返し周波数の整数倍になるように、前記３波以上の中間周波信号および前記局発信号の周波数を制御する同期処理部（５）と、前記光分岐器から出力される前記パルス光の他方が入力され、該パルス光に従って前記校正用信号をサンプリングして電気信号として出力する電気光学サンプリング部（３０）と、前記電気光学サンプリング部に入力される前記パルス光と前記校正用信号との相対的時間差を変える可変遅延器（４）と、前記相対的時間差を変えながら前記電気信号を取得し、前記基準信号と同一周波数の正弦波で前記電気信号を変調することにより、前記電気信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応するマルチトーン信号を検出するロックイン検出部（４０）と、前記マルチトーン信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応する３波以上のトーン信号間の位相差を検出するマルチトーン位相差測定部（５０）と、前記トーン信号間の位相差から前記信号発生部の前記アップコンバータの位相の周波数特性を補正する位相補正値を算出する位相補正値算出部（５５）と、を備える位相特性校正装置（１Ｄ；１Ｆ）であって、所定の波長のＣＷ光を発生するＣＷ光源（１０１）と、前記可変遅延器が含まれる第１の光路と前記可変遅延器が含まれない第２の光路とに前記ＣＷ光が入力され、前記第１の光路から出力される前記ＣＷ光と前記第２の光路から出力される前記ＣＷ光とを干渉させ、干渉光として出力する干渉計（１１０）と、前記干渉光の強度を検出する受光器（１０６）と、前記受光器から出力される干渉信号の周波数を分周する分周器（１０７）と、前記ロックイン検出部から出力される前記マルチトーン信号を前記分周器の出力に従ってサンプリングして、補正済マルチトーン信号として出力するマルチトーン信号サンプリング部（１２０；１２０Ａ）と、をさらに備え、前記マルチトーン位相差測定部による位相差検出に用いられる前記マルチトーン信号は、前記補正済マルチトーン信号であることを特徴とする。
【0056】
この構成により、本発明に係る位相特性校正装置は、測定用中間周波信号をアップコンバートして測定用信号として出力する信号発生部のアップコンバータの位相の周波数特性を補正するために、校正用信号を電気光学サンプリング部に入力してロックイン検出部にてマルチトーン信号を検出しマルチトーン位相差測定部にて位相差を測定する際、可変遅延器の掃引速度の不安定性等に起因するマルチトーン信号の位相のゆらぎを低減し、ＳＮ比を向上させることができる。
【0057】
本発明に係る位相特性校正装置は、上記目的達成のため、所定の繰返し周波数のパルス光を発生するパルス光源（２）と、前記パルス光を分岐する光分岐器（３）と、周波数の異なる３波以上の中間周波信号を、前記中間周波信号と同一個数の互いに直交した基準信号でそれぞれ変調し合波したマルチトーン中間周波信号を出力するマルチトーン中間周波信号発生部（１０Ｂ）と、を備え、測定用中間周波信号をアップコンバートして測定用信号として出力する信号発生部（８０）が、所定の周波数の局発信号を用い前記マルチトーン中間周波信号を前記信号発生部のアップコンバータ（８４）でアップコンバートして校正用信号を生成し、前記光分岐器から出力される前記パルス光の一方が入力され、前記校正用信号に含まれるアップコンバートされた前記各中間周波信号の周波数が前記パルス光の繰返し周波数の整数倍になるように、前記３波以上の中間周波信号および前記局発信号の周波数を制御する同期処理部（５）と、前記光分岐器から出力される前記パルス光の他方が入力され、該パルス光に従って前記校正用信号をサンプリングして電気信号として出力する電気光学サンプリング部（３０）と、前記電気光学サンプリング部に入力される前記パルス光と前記校正用信号との相対的時間差を変える可変遅延器（４）と、前記相対的時間差を変えながら前記電気信号を取得し、前記各基準信号と同一周波数の互いに直交した正弦波でそれぞれ前記電気信号を変調することにより、前記電気信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応するトーン信号を分離するマルチトーン信号分離部（４０Ｂ）と、前記トーン信号間の位相差を検出するマルチトーン位相差測定部（５０Ｂ）と、前記トーン信号間の位相差から前記信号発生部の前記アップコンバータの位相の周波数特性を補正する位相補正値を算出する位相補正値算出部（５５）と、を備える位相特性校正装置（１Ｅ；１Ｇ）であって、所定の波長のＣＷ光を発生するＣＷ光源（１０１）と、前記可変遅延器が含まれる第１の光路と前記可変遅延器が含まれない第２の光路とに前記ＣＷ光が入力され、前記第１の光路から出力される前記ＣＷ光と前記第２の光路から出力される前記ＣＷ光とを干渉させ、干渉光として出力する干渉計（１１０）と、前記干渉光の強度を検出する受光器（１０６）と、前記受光器から出力される干渉信号の周波数を分周する分周器（１０７）と、前記マルチトーン信号分離部から出力される前記各トーン信号を前記分周器の出力に従ってそれぞれサンプリングして、補正済トーン信号として出力するマルチトーン信号サンプリング部（１２０Ｂ；１２０Ｃ）と、をさらに備え、前記マルチトーン位相差測定部による位相差検出に用いられる前記トーン信号は、前記補正済トーン信号であることを特徴とする。
【0058】
この構成により、本発明に係る位相特性校正装置は、測定用中間周波信号をアップコンバートして測定用信号として出力する信号発生部のアップコンバータの位相の周波数特性を補正するために、校正用信号を電気光学サンプリング部に入力してマルチトーン信号分離部にて各トーン信号を分離しマルチトーン位相差測定部にて位相差を測定する際、可変遅延器の掃引速度の不安定性等に起因する各トーン信号の位相のゆらぎを低減し、ＳＮ比を向上させることができる。
【0059】
本発明に係る位相特性校正装置において、前記マルチトーン信号サンプリング部は、前記ロックイン検出部により検出された前記マルチトーン信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器（１１１）を備え、前記分周器の出力信号が、前記Ａ／Ｄ変換器のＡ／Ｄ変換クロック信号として用いられる構成であってもよい。
【0060】
また、本発明に係る位相特性校正装置において、前記マルチトーン信号サンプリング部は、前記マルチトーン信号分離部により分離された前記各トーン信号をそれぞれＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器（１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄ）を備え、前記分周器の出力信号が、前記各Ａ／Ｄ変換器のＡ／Ｄ変換クロック信号として用いられる構成であってもよい。
【0061】
この構成により、本発明に係る位相特性校正装置では、干渉信号を分周する分周器の出力信号が、Ａ／Ｄ変換器のＡ／Ｄ変換クロック信号として用いられるので、電気光学サンプリングにより得られたマルチトーン信号または各トーン信号が、可変遅延器の掃引速度によらず遅延量に対して一定の間隔でＡ／Ｄ変換される。これにより、可変遅延器の掃引速度の不安定性に由来して電気光学サンプリングで得られた信号の位相ゆらぎを補正することができる。
【0062】
本発明に係る位相特性校正装置において、前記マルチトーン信号サンプリング部は、前記ロックイン検出部により検出された前記マルチトーン信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器（１１１）と、前記分周器の出力信号をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換器（１１３）と、前記第２のＡ／Ｄ変換器の出力信号にヒルベルト変換を行って等位相間隔を検出し、検出した等位相間隔で前記Ａ／Ｄ変換器の出力信号をリサンプリングするリサンプリング処理部（１３０）と、を備える構成であってもよい。
【0063】
本発明に係る位相特性校正装置において、前記マルチトーン信号サンプリング部は、前記マルチトーン信号分離部により分離された前記各トーン信号をそれぞれＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器（１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃ，１１１ｄ）と、前記分周器の出力信号をＡ／Ｄ変換する第２のＡ／Ｄ変換器（１１３）と、前記第２のＡ／Ｄ変換器の出力信号にヒルベルト変換を行って等位相間隔を検出し、検出した等位相間隔で前記Ａ／Ｄ変換器の出力信号をそれぞれリサンプリングするリサンプリング処理部（１３０Ｃ）と、を備える構成であってもよい。
【0064】
この構成により、本発明に係る位相特性校正装置では、干渉信号を分周する分周器の出力信号の等位相間隔でマルチトーン信号または各トーン信号をリサンプルするので、電気光学サンプリングで得られたマルチトーン信号または各トーン信号のディジタル値が、可変遅延器の掃引速度によらず遅延量に対して一定の間隔で取得できる。これにより、電気光学サンプリングで得られた信号における、可変遅延器の掃引速度の不安定性に起因する位相ゆらぎを補正することができる。
【0065】
本発明に係る位相特性校正装置において、前記干渉計は、前記第１の光路と前記第２の光路との分岐部に設けられ、前記ＣＷ光源より出力された前記ＣＷ光を第１のＣＷ光と第２のＣＷ光に分波する光分波器（１０２）と、前記第１の光路に設けられ、前記第１のＣＷ光と、前記パルス光源から前記光分岐器を介して送られた前記パルス光とが入力され、前記第１のＣＷ光と前記パルス光を結合して前記第１の光路に出力する第１のハーフミラー（１０３）と、前記第１の光路に前記可変遅延器を挟んで前記第１のハーフミラー側とは反対側に設けられ、前記第１の光路において前記可変遅延器を通った前記第１のＣＷ光と前記パルス光とが入力され、進行方向の異なる２つの分波光に分波する前記第２のハーフミラー（１０４）と、前記第１の光路と前記第２の光路の合流部に設けられ、前記第２のハーフミラーにより分波された前記２つの分波光のうち一方の分波光に含まれる前記第１のＣＷ光と、前記光分波器により分波された前記第２のＣＷ光とを合波し前記干渉光を生成する光合波器（１０５）と、を備える構成であってもよい。
【0066】
この構成により、本発明に係る位相特性校正装置は、可変遅延器の掃引速度の不安定性等に起因するマルチトーン信号の位相のゆらぎを低減し、ＳＮ比を向上させることができることに加えて、ハーフミラーを用いる簡単な構成により干渉計を実現することができる。
【0067】
本発明に係る位相特性校正装置において、前記干渉計は、前記第１の光路と前記第２の光路との分岐部に設けられ、前記ＣＷ光源より出力された前記ＣＷ光を第１のＣＷ光と第２のＣＷ光に分波する光分波器（１０２）と、前記第１の光路に設けられ、第１波長の前記第１のＣＷ光と、前記パルス光源から前記光分岐器を介して送られた、前記第１波長とは異なる第２波長の前記パルス光とが入力され、前記第１波長の前記第１のＣＷ光と前記第２波長の前記パルス光を結合して前記第１の光路に出力する第１の波長フィルタ（１０３Ｂ）と、前記第１の光路に前記可変遅延器を挟んで前記第１の波長フィルタ側とは反対側に設けられ、前記第１の光路において前記可変遅延器を通った前記第１波長の前記第１のＣＷ光と前記第２波長の前記パルス光を分離する第２の波長フィルタ（１０４Ｂ）と、前記第１の光路と前記第２の光路の合流部に設けられ、前記第２の波長フィルタにより分離された前記第１のＣＷ光と、前記光分波器により分波された前記第２のＣＷ光とを合波し前記干渉光を生成する光合波器（１０５）と、を備える構成であってもよい。
【0068】
この構成により、本発明に係る位相特性校正装置は、第１のＣＷ光とパルス光とが低損失で合波され、可変遅延器を経た第１のＣＷ光とパルス光とが波長により光学的に分離され、それぞれ低損失で干渉計後の受光器と電気光学サンプリング部とに入力される。これにより、干渉計後の受光器と電気光学サンプリング部とに入力される光パワーが大きくなると共に、ＣＷ光が電気光学サンプリング部に入力されること、およびパルス光が干渉計後の受光器に入力されることを防止し、位相測定における雑音の影響を抑制することができる。
【0069】
本発明に係る位相特性校正装置において、前記干渉計は、前記第１の光路と前記第２の光路との分岐部に設けられ、前記ＣＷ光源より出力された前記ＣＷ光を第１のＣＷ光と第２のＣＷ光に分波する光分波器（１０２）と、前記第１の光路に設けられ、第１偏光の前記第１のＣＷ光と、前記パルス光源から前記光分岐器を介して送られた、前記第１偏光に直交した第２偏光の前記パルス光とが入力され、前記第１偏光の前記第１のＣＷ光と前記第２偏光の前記パルス光を結合して前記第１の光路に出力する偏光ビームコンバイナ（１０３Ａ）と、前記第１の光路に前記可変遅延器を挟んで前記偏光ビームコンバイナ側とは反対側に設けられ、前記第１の光路において前記可変遅延器を通った前記第１偏光の前記第１のＣＷ光と前記第２偏光の前記パルス光を分離する偏光ビームスプリッタ（１０４Ａ）と、前記第１の光路と前記第２の光路の合流部に設けられ、前記偏光ビームスプリッタにより分離された前記第１のＣＷ光と、前記光分波器により分波された前記第２のＣＷ光とを合波し前記干渉光を生成する光合波器（１０５）と、を備える、構成であってもよい。
【0070】
この構成により、本発明に係る位相特性校正装置は、第１のＣＷ光とパルス光とが低損失で合波され、可変遅延器を経た第１のＣＷ光とパルス光とが偏光状態により光学的に分離され、それぞれ低損失で干渉計後の受光器と電気光学サンプリング部とに入力される。これにより、干渉計後の受光器と電気光学サンプリング部とに入力される光パワーが大きくなると共に、ＣＷ光が電気光学サンプリング部に入力されること、およびパルス光が干渉計後の受光器に入力されることを防止し、位相測定における雑音の影響を抑制することができる。
【0071】
本発明に係る位相特性校正装置において、前記干渉計は、前記第１の光路と前記第２の光路との分岐部に設けられ、前記ＣＷ光源より出力され第１偏光に直交した第２偏光と前記第１偏光との両方の偏光成分を有するＣＷ光と、前記パルス光源から前記光分岐器を経て送られた前記第２偏光の前記パルス光とを異なる経路から入力し、入力された前記ＣＷ光を前記第１偏光の第１のＣＷ光と前記第２偏光の第２のＣＷ光とに分離すると共に、前記第１偏光の前記第１のＣＷ光と前記第２偏光の前記パルス光とを結合して前記第１の光路に出力し、前記第２偏光の前記第２のＣＷ光を前記第２の光路に出力する偏光ビームスプリッタ・コンバイナ（１０３Ｄ）と、前記第２の光路に設けられ、前記偏光ビームスプリッタ・コンバイナから前記第２の光路に出力された前記第２偏光の前記第２のＣＷ光を、前記第１偏光に変換する半波長板（１０８）と、前記第１の光路と前記第２の光路との合流部に設けられ、前記第１偏光の前記第１のＣＷ光と前記第１偏光の前記第２のＣＷ光とを合波し前記干渉光を生成するとともに、前記第２偏光の前記パルス光を前記電気光学サンプリング部に向けて出力する光合分波器（１０４Ｄ）と、を備える構成であってもよい。
【0072】
上述のように、本発明に係る位相特性校正装置は、半波長板が第２の光路に設けられ、偏光ビームスプリッタ・コンバイナから第２の光路に出力された第２偏光の第２のＣＷ光を、第１偏光のＣＷ光に変換するようになっている。この構成により、本発明の位相特性校正装置は、図６に示す基本構成と比べて、図６の光分波器１０２と光合波器１０５が不要となり構成が簡単になる。また、偏光ビームスプリッタ等の光学部品は、第１の光路と第２の光路の分岐部に１つだけ設けられた構成であるので、偏光ビームスプリッタ等の光学部品を２つ備えた図６に示す基本構成と比べて、簡単な構成となる。しかも、可変遅延器にて偏光状態が変わったとしても、半波長板により偏光面調整を行うことにより容易に性能を確保することができる。
【0073】
本発明に係る位相特性校正装置において、前記干渉計は、前記第１の光路と前記第２の光路との分岐部に設けられ、前記ＣＷ光源より出力された前記ＣＷ光を第１のＣＷ光と第２のＣＷ光とに分波する光分波器（１０２）と、前記第１の光路に設けられ、第１偏光の前記第１のＣＷ光と、前記パルス光源から出力され、前記第１偏光に直交した第２偏光と前記第１偏光との両方の偏光成分を有する前記パルス光とを異なる経路から入力し、入力された前記パルス光を前記第１偏光の前記パルス光と前記第２偏光の前記パルス光とに分離すると共に、前記第１偏光の前記第１のＣＷ光と前記第２偏光の前記パルス光とを結合して前記第１の光路の前記可変遅延器に向けて出力する偏光ビームスプリッタ・コンバイナ（１０３Ｃ）と、前記第１の光路に前記可変遅延器を挟んで前記偏光ビームスプリッタ・コンバイナ側とは反対側に設けられ、前記第１の光路において前記可変遅延器を通った前記第１偏光の前記第１のＣＷ光と前記第２偏光の前記パルス光とを分離する偏光ビームスプリッタ（１０４Ｃ）と、前記第１の光路と前記第２の光路との合流部に設けられ、前記偏光ビームスプリッタにより分離された前記第１のＣＷ光と、前記光分波器により分波された前記第２のＣＷ光とを合波し前記干渉光を生成する光合波器（１０５）と、を備え、前記偏光ビームスプリッタ・コンバイナにより前記第１偏光と前記第２偏光の両方の偏光成分を有する前記パルス光から分離された前記第１偏光の前記パルス光を前記同期処理部に入力することにより、前記偏光ビームスプリッタ・コンバイナが前記光分岐器を兼ねる構成であってもよい。
【0074】
上述のように、本発明に係る位相特性校正装置は、光分岐器が、偏光ビームスプリッタ・コンバイナであり、偏光ビームスプリッタ・コンバイナにより所定の偏光成分をもつパルス光から分離された第１偏光のパルス光が、同期処理部に入力されるようになっている。この構成により、本発明の位相特性校正装置は、図６に示す基本構成と比べて、図６の光分波器３が不要となり構成が簡単になる。また、偏光ビームスプリッタ・コンバイナに入力されるパルス光のｓ偏光成分とｐ偏光成分の割合を変えることにより分波比を必要に応じて変えることができるので、パルス光の光パワーを効率的に使用することができる。
【0075】
本発明に係る位相特性校正装置において、前記光合分波器の代わりに第２の偏光ビームスプリッタ・コンバイナ（１０４Ｆ）が用いられ、前記第２の光路の前記半波長板が除かれ、前記受光器は差動受光器（１０９）であり、前記第２の偏光ビームスプリッタ・コンバイナと前記差動受光器との間の光路に半波長板（１１０８）と偏光ビームスプリッタ（１１０４）が順に設けられ、前記差動受光器は、前記偏光ビームスプリッタにより生成された第１の干渉光と第２の干渉光とを入力し干渉光の強度を差動検出する構成であってもよい。
【0076】
この構成により、本発明に係る位相特性校正装置は、同相モードのノイズを除去し、干渉信号強度を大きくして、Ｓ／Ｎを向上させることができる。
【0077】
本発明に係る位相特性校正装置において、前記光合波器は、前記偏光ビームスプリッタにより分離された前記第１のＣＷ光と、前記光分波器により分波された前記第２のＣＷ光とを合波し前記干渉光として第１の干渉光と第２の干渉光とを生成する光合分波器（１０５Ｅ）であり、前記受光器は、前記第１の干渉光と前記第２の干渉光とを入力し干渉光の強度を差動検出する差動受光器（１０９）であってもよい。
【0078】
この構成により、本発明に係る位相特性校正装置は、同相モードのノイズを除去し、干渉信号強度を大きくして、Ｓ／Ｎを向上させることができる。
【0079】
本発明に係る位相特性校正方法は、所定の繰返し周波数のパルス光を光分岐器（３）で分岐し、周波数の異なる３波以上の中間周波信号を合波し、基準信号で変調したマルチトーン中間周波信号を出力し、所定の周波数の局発信号と周波数変換部（２１）とを用い前記マルチトーン中間周波信号をアップコンバートして校正用信号を生成し、前記光分岐器から出力される前記パルス光の一方を用いて前記校正用信号に含まれるアップコンバートされた前記各中間周波信号の周波数が、前記パルス光の繰返し周波数の整数倍になるように、前記３波以上の中間周波信号および前記局発信号の周波数を制御し、前記光分岐器から出力される前記パルス光の他方を用いて電気光学効果により前記校正用信号をサンプリングして電気信号として出力し、前記サンプリングに用いられる該パルス光と前記校正用信号との相対的時間差を可変遅延器（４）により変えながら前記電気信号を取得し、前記基準信号と同一周波数の正弦波で前記電気信号を変調することにより、前記電気信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応するマルチトーン信号を検出し、前記マルチトーン信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応する３波以上のトーン信号間の位相差を検出し、前記トーン信号間の位相差から信号測定部（７０）のダウンコンバータ（７２，７３）の位相の周波数特性を補正する位相補正値を算出する、ことを含み、被測定信号をダウンコンバートして測定する前記信号測定部の前記ダウンコンバータの位相の周波数特性を校正する位相特性校正方法であって、所定の波長のＣＷ光を、前記可変遅延器が含まれる第１の光路と前記可変遅延器が含まれない第２の光路とに入力し、前記第１の光路から出力される前記ＣＷ光と前記第２の光路から出力される前記ＣＷ光とを干渉させ、干渉光として出力し、前記干渉光の強度を干渉信号として検出し、前記干渉信号の周波数を分周して得られた信号に従って、前記マルチトーン信号をサンプリングして、補正済マルチトーン信号として生成することをさらに含み、前記トーン信号間の位相差検出に用いられる前記マルチトーン信号は、前記補正済マルチトーン信号であることを特徴とする。
【0080】
この構成により、本発明に係る位相特性校正方法は、被測定信号をダウンコンバートして測定する信号測定部のダウンコンバータの位相の周波数特性を補正するために、電気光学効果により校正用信号をサンプリングしてマルチトーン信号を検出しトーン信号間の位相差を測定する際、干渉信号の周波数を分周して得られた信号に従って、マルチトーン信号をサンプリングしているので、可変遅延器の掃引速度の不安定性等に起因するマルチトーン信号の位相のゆらぎを低減し、ＳＮ比を向上させることができる。
【0081】
本発明に係る位相特性校正方法は、所定の繰返し周波数のパルス光を光分岐器（３）で分岐し、周波数の異なる３波以上の中間周波信号を合波し、基準信号で変調したマルチトーン中間周波信号を生成し、所定の周波数の局発信号を用い前記マルチトーン中間周波信号を信号発生部（８０）のアップコンバータ（８４）でアップコンバートして校正用信号を生成し、前記光分岐器から出力される前記パルス光の一方を用いて前記校正用信号に含まれるアップコンバートされた前記各中間周波信号の周波数が前記パルス光の繰返し周波数の整数倍になるように、前記３波以上の中間周波信号および前記局発信号の周波数を制御し、前記光分岐器から出力される前記パルス光の他方を用いて電気光学効果により前記校正用信号をサンプリングして電気信号として出力し、前記サンプリングに用いられる該パルス光と前記校正用信号との相対的時間差を可変遅延器（４）により変えながら前記電気信号を取得し、前記基準信号と同一周波数の正弦波で前記電気信号を変調することにより、前記電気信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応するマルチトーン信号を検出し、前記マルチトーン信号に含まれる前記３波以上の中間周波信号に対応する３波以上のトーン信号間の位相差を検出し、前記トーン信号間の位相差から前記信号発生部の前記アップコンバータの位相の周波数特性を補正する位相補正値を算出する、ことを含み、測定用中間周波信号をアップコンバートして測定用信号として出力する前記信号発生部の前記アップコンバータの位相の周波数特性を校正する位相特性校正方法であって、所定の波長のＣＷ光を、前記可変遅延器が含まれる第１の光路と前記可変遅延器が含まれない第２の光路とに入力し、前記第１の光路から出力される前記ＣＷ光と前記第２の光路から出力される前記ＣＷ光とを干渉させ、干渉光として出力し、前記干渉光の強度を干渉信号として検出し、前記干渉信号の周波数を分周して得られた信号に従って、前記マルチトーン信号をサンプリングして、補正済マルチトーン信号として生成することをさらに含み、前記トーン信号間の位相差検出に用いられる前記マルチトーン信号は、前記補正済マルチトーン信号であることを特徴とする。
【0082】
この構成により、本発明に係る位相特性校正方法は、測定用中間周波信号をアップコンバートして測定用信号として出力する信号発生部のアップコンバータの位相の周波数特性を補正するために、電気光学効果により校正用信号をサンプリングしてマルチトーン信号を検出しトーン信号間の位相差を測定する際、干渉信号の周波数を分周して得られた信号に従って、マルチトーン信号をサンプリングしているので、可変遅延器の掃引速度の不安定性等に起因するマルチトーン信号の位相のゆらぎを低減し、ＳＮ比を向上させることができる。
【発明の効果】
【0083】
本発明によれば、光可変遅延器の掃引速度の不安定性等に起因する電気光学サンプリングされたトーン信号の位相のゆらぎを低減し、ＳＮ比を向上させることにより、位相特性校正の精度を改善することが可能な位相特性校正装置および位相特性校正方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0084】
【図1】電気光学サンプリング法を説明するための図である。
【図3】（ａ）は従来の構成例、（ｂ）は本発明の要部の構成例、（ｃ）は（ｂ）の干渉信号を示す図である。
【図4】本発明に係る位相特性校正装置の全体構成例を示す図である。
【図5】本発明の第１の実施形態に係る位相特性校正装置の構成図である。
【図7】干渉計の別の構成図である（変形例２）。
【図8】干渉計の別の構成図である（変形例３）。
【図9】干渉計の別の構成図である（変形例４）。
【図10】干渉計の別の構成図である（変形例５）。
【図11】干渉計の別の構成図である（変形例６）。
【図12】本発明の第２の実施形態に係る位相特性校正装置の構成図である。
【図13】本発明の第３の実施形態に係る位相特性校正装置の構成図である。
【図14】本発明の第４の実施形態に係る位相特性校正装置の構成図である。
【図15】本発明の第５の実施形態に係る位相特性校正装置の構成図である。
【図16】本発明の第６の実施形態に係る位相特性校正装置の構成図である。
【図17】本発明の第７の実施形態に係る位相特性校正装置の構成図である。
【図18】本発明の第８の実施形態に係る位相特性校正装置の構成図である。
【図19】従来の位相特性校正装置の第１の構成例を示す。
【図20】従来の位相特性校正装置の第２の構成例を示す。
【図21】従来の位相特性校正装置の第３の構成例を示す。
【図22】従来の位相特性校正装置の第４の構成例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0085】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【0086】
（基本構成）
図３（ａ）は従来装置の構成例、（ｂ）は本発明の実施形態に係る位相特性校正装置の要部の構成例、（ｃ）は干渉信号を示す図である。図３（ａ）に示すように、光可変遅延器４を光分岐器３と同期処理部５の間に配置した場合の従来装置では、短パルス光源２から出力された短パルス光は、光可変遅延器４を通って同期処理部５の高速フォトダイオード（ＰＤ）５ａに入力される構成である。
図３（ａ）は従来装置の構成例、（ｂ）は本発明の実施形態に係る位相特性校正装置の要部の構成例、（ｃ）は干渉信号を示す図である。図３（ａ）に示すように、光可変遅延器４を光分岐器３と同期処理部５の間に配置した場合の従来装置では、短パルス光源２から出力された短パルス光は、光可変遅延器４を通って同期処理部５の高速フォトダイオード（ＰＤ）５ａに入力される構成である。
【0087】
本発明の実施形態に係る位相特性校正装置の要部は、光可変遅延器４を光分岐器３と同期処理部５の間に配置した場合、図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）の従来装置の構成に加えて、ＣＷ光源１０１と、干渉計１１０と、受光器１０６と、分周器１０７と、Ａ／Ｄ変換器１１１とを備えた構成となっている。干渉計１１０は、光分波器１０２と、光合波器１０３と、光分波器１０４と、光合波器１０５とを有し、光可変遅延器４を通る光路と光可変遅延器４を通らない光路とにそれぞれＣＷ光を通して合波することにより、干渉光を生成するようになっている。干渉光は、受光器１０６により強度が検出されて干渉信号として出力され、分周器１０７により分周され、Ａ／Ｄ変換器１１１による電気光学サンプリング信号のＡ／Ｄ変換のクロック信号として用いられている。図３（ｃ）は、横軸を光路長差ΔＬ、縦軸を信号強度としたときの干渉信号の波形を示す。干渉信号は、光路長差ΔＬがＣＷ光の波長λの整数倍となるとき、干渉信号の強度が最大となるような、正弦波状の繰返し信号である。
【0088】
図４は、光可変遅延器４を光分岐器３と同期処理部５の間に配置した場合における本発明の実施形態に係る位相特性校正装置の要部の詳細を示す図である。図４に示すように、位相特性校正装置は、従来装置と同様の構成として、短パルス光源２と、光可変遅延器４と、同期処理部５（高速ＰＤ５ａ、ＰＬＬ５ｂ含む）と、ミリ波トーン信号発生器を有する校正用信号生成部２０と、電気光学サンプリング部３０（電気光学プローブ３０ａ、偏光検出器３０ｂ含む）と、を備える。本実施形態の位相特性校正装置は、新たな構成として、ＣＷ光源１０１と、干渉計１１０（光分波器１０２、光合波器１０３、光分波器１０４、光合波器１０５含む）と、低速ＰＤなどの受光器１０６と、分周器１０７と、Ａ／Ｄ変換器１１１と、を備えている。
【0089】
短パルス光源２は、所定の繰返し周波数で短パルス光を出力する例えばファイバレーザーである。光合波器１０３を経て光可変遅延器４を通った短パルス光は、光分波器１０４を介して同期処理部５に送られる。同期処理部５では、例えば高速ＰＤ５ａからなる受光器で電気信号に変換され、ＰＬＬ５ｂに送られ、校正用信号生成部２０で生成されるミリ波のマルチトーン信号に対して同期処理が行われる。マルチトーン信号は、電気光学サンプリング部３０に送られ、短パルス光源２から出力され光可変遅延器４を通らずに光分岐器（不図示）で分岐された短パルス光を用いてミリ波マルチトーン信号の電気光学サンプリングが行われる。
【0090】
干渉計１１０は、光可変遅延器４が含まれる第１の光路と可変遅延器４が含まれない第２の光路とにＣＷ光が入力され、第１の光路から出力されるＣＷ光と第２の光路から出力されるＣＷ光とを干渉させ、干渉光として出力する。例えばＣＷレーザーからなるＣＷ光源１０１から出力されたＣＷ光が、光分波器１０２にて分波され、一方は光合波器１０３に送られ、もう一方は光合波器１０５に送られる。光合波器１０３に送られたＣＷ光は、短パルス光と合波されて光可変遅延器４を通って光分波器１０４に送られる。光可変遅延器４を通ったＣＷ光と短パルス光は光分波器１０４を経て光合波器１０５に送られ、光合波器１０５にて光分波器１０２側から送られてきたＣＷ光と合波されて干渉光を生成する。つまり、光可変遅延器４を通ったＣＷ光と光分波器１０２側から送られてきたＣＷ光とが干渉する。干渉光は、受光器１０６により強度が検出されて干渉信号として分周器１０７に送られる。干渉信号は、分周器１０７で分周され、Ａ／Ｄ変換器１１１における電気光学サンプリング信号のＡ／Ｄ変換のクロック信号として用いられる。干渉信号は、光路長差（遅延時間）がＣＷ光の波長λ（周期）の整数倍に等しいときピークを有する例えば正弦波状の繰返し信号である。よって、電気光学サンプリングにより得られたマルチトーン信号が、光可変遅延器４の掃引速度によらず遅延量に対して一定の間隔でサンプリングされる。これにより、光可変遅延器４の掃引速度の不安定性に由来するマルチトーン信号の位相ゆらぎを補正することができる。
【0091】
（第１の実施形態）
図５は、本発明の第１の実施形態に係る位相特性校正装置１の構成図である。位相特性校正装置１は、被測定信号を周波数変換（ダウンコンバート）して測定するミリ波帯信号測定部７０のダウンコンバータ（周波数変換部７２、中間周波信号変換部７３）の位相の周波数特性を補正するものである。このために、位相特性校正装置１は、短パルス光源２と、光分岐器３と、光可変遅延器４と、校正用信号生成部２０と、同期処理部５と、電気光学サンプリング部３０と、ロックイン検出部４０と、マルチトーン位相差測定部５０と、位相補正値算出部５５と、光可変遅延器４による遅延量を補正するための遅延量補正部１００とを備えている。
図５は、本発明の第１の実施形態に係る位相特性校正装置１の構成図である。位相特性校正装置１は、被測定信号を周波数変換（ダウンコンバート）して測定するミリ波帯信号測定部７０のダウンコンバータ（周波数変換部７２、中間周波信号変換部７３）の位相の周波数特性を補正するものである。このために、位相特性校正装置１は、短パルス光源２と、光分岐器３と、光可変遅延器４と、校正用信号生成部２０と、同期処理部５と、電気光学サンプリング部３０と、ロックイン検出部４０と、マルチトーン位相差測定部５０と、位相補正値算出部５５と、光可変遅延器４による遅延量を補正するための遅延量補正部１００とを備えている。
【0092】
なお、本実施形態のミリ波帯信号測定部７０、短パルス光源２、および光可変遅延器４は、本発明の信号測定部、パルス光源、可変遅延器にそれぞれ対応し、本実施形態の３トーン中間周波信号発生部１０および基準信号変調部１７は、本発明のマルチトーン中間周波信号発生部に対応する。
【0093】
短パルス光源２は、所定の繰返し周波数で短パルス光Ｐ１を出力するようになっている。具体的には、例えば、モード同期ファイバレーザーにより、例えば繰返し周波数１００ＭＨｚでパルス幅１００ｆｓ程度の短パルス光Ｐ１を生成する。短パルス光源２から出力される短パルス光Ｐ１は光分岐器３で２つの短パルス光Ｐ２およびＰ３に分岐され、短パルス光Ｐ２は光合波器１０３を経て光可変遅延器４に入力され、短パルス光Ｐ３は同期処理部５に入力される。
【0094】
光可変遅延器４は、ミラー４ａの位置を機械的に移動させることにより光の遅延時間を連続的に変えるものである。光可変遅延器４から出力された短パルス光Ｐ４は、光分波器１０４を経て電気光学サンプリング部３０に入力される。
【0095】
本実施形態では、光可変遅延器４は、光分岐器３と電気光学サンプリング部３０の間に配置されているが、この配置に限定されない。光可変遅延器４は、電気光学サンプリング部３０に入力される短パルス光Ｐ４と、校正用信号生成部２０から出力され電気光学サンプリング部３０に入力される校正用信号Ｓ２０との相対的な時間差を変えることができればよい。よって、光可変遅延器４は、光分岐器３と同期処理部５の間に入れてもよい。
【0096】
校正用信号生成部２０は、スイッチＳＷ１１およびＳＷ１２を図５下側に設定した場合、所定の周波数のＣＷの局発信号Ｓ２２を用い、後で説明する変調されたマルチトーン中間周波信号Ｓ１９をミリ波帯の周波数にアップコンバートして校正用信号Ｓ２０を生成するようになっている。このために、校正用信号生成部２０は、３トーン中間周波信号発生部１０と、基準信号変調部１７と、局発信号発生部２２と、周波数変換部２１と、を備えている。
【0097】
３トーン中間周波信号発生部１０の中間周波信号発生器１１ａ～１１ｃは、互いに異なる周波数の正弦波（中間周波信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）を所定の位相差で発生し、加算器１５で３つの正弦波を加算してマルチトーン中間周波信号Ｓ１０として出力する。
【0098】
基準信号変調部１７の基準信号発生器１８は、基準同期信号発生器１６からの基準同期信号Ｓ１６に従って、３トーンの各正弦波のいずれよりも周波数の低い基準信号Ｓ１８を発生する。変調器１９は、３トーン中間周波信号Ｓ１０を基準信号Ｓ１８で変調し、変調されたマルチトーン中間周波信号Ｓ１９を周波数変換部２１へ出力する。基準同期信号Ｓ１６は、短パルス光源２の繰返し周波数に同期してもよく、同期していなくてもよい。
【0099】
基準信号変調部１７からの出力信号である変調されたマルチトーン中間周波信号Ｓ１９は、局発信号発生部２２と周波数変換部２１とを用いてミリ波帯の周波数にアップコンバートされ校正用信号Ｓ２０として出力される。スイッチＳＷ１およびＳＷ２を図５上側に設定すると、電気光学サンプリング部３０を用いて校正用信号Ｓ２０の位相差が測定される。
【0100】
同期処理部５は、マルチトーン中間周波信号Ｓ１０と局発信号Ｓ２２とを短パルス光源２の繰返し周波数に同期させることにより、短パルス光源２の繰返し周波数に同期したミリ波帯の校正用信号Ｓ２０が得られるようにする。具体的には、同期処理部５は、光分岐器３から出力される短パルス光Ｐ３が入力され、校正用信号Ｓ２０に含まれるアップコンバートされた中間周波信号の各周波数が短パルス光Ｐ３の繰返し周波数の整数倍になるように、かつ短パルス光Ｐ３のパルスタイミングにおけるアップコンバートされた中間周波信号の各位相が一定になるように、中間周波信号Ｓ１～Ｓ３および局発信号Ｓ２２の周波数を制御するようになっている。
【0101】
具体的には、同期処理部５は、位相同期ループ（ＰＬＬ）回路を用いて、局発信号発生部２２から出力される局発信号Ｓ２２の周波数および中間周波信号発生器１１ａ～１１ｃから出力される正弦波の各周波数が短パルス光源２の繰返し周波数の整数倍になるように、かつ短パルス光Ｐ３のパルスタイミングにおける局発信号Ｓ２２および中間周波信号発生器１１ａ～１１ｃから出力される正弦波の各位相が一定になるように、局発信号発生部２２および中間周波信号発生器１１ａ～１１ｃ内の電圧制御発振器（ＶＣＯ）を制御するようになっている。これにより、校正用信号Ｓ２０の繰返し周波数が、短パルス光源２の繰返し周波数の整数倍となる。
【0102】
電気光学サンプリング部３０を用いて校正用信号Ｓ２０の位相差を測定する場合には、スイッチＳＷ１およびＳＷ２が図５中上側に設定される。
【0103】
電気光学サンプリング部３０は、校正用信号Ｓ２０の電界が電気光学結晶３１に印加されると共に、光可変遅延器４からの直線偏波の短パルス光Ｐ４が偏波分離部３２を介して電気光学結晶３１に入力され、電気光学結晶３１の先端で反射した短パルス光が偏波分離部３２を介して受光器３３に入力される構成となっている。電気光学結晶３１に電界が印加されると電気光学効果によって電気光学結晶３１からの反射光の偏波が変化し、偏波分離部３２と受光器３３によって反射光の偏波変化を検出して電気信号Ｓ３０として出力する。受光器３３から出力される電気信号Ｓ３０は、電気光学結晶３１に印加される電界に比例すると共に、短パルス光Ｐ４の光パワーにも比例する。
【0104】
短パルス光Ｐ１のパルス幅を校正用信号Ｓ２０の最大周波数の逆数の１／２よりも十分短くすると、電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０は、校正用信号Ｓ２０を短パルス光Ｐ１の繰返し周期でサンプリングしたものになる。短パルス光源２の繰返し周期は校正用信号Ｓ２０の繰返し周期の整数倍であるため、校正用信号Ｓ２０の繰返し波形の特定の点を繰返しサンプリングすることになる。光可変遅延器４の遅延時間を変えることにより、校正用信号Ｓ２０を短パルス光Ｐ４でサンプリングする時刻が変わるので、光可変遅延器４の遅延時間を掃引しながら電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０を記録すると低速の受光器３３でミリ波帯の校正用信号Ｓ２０の時間波形が測定できる。
【0105】
一般に、電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０は微小なので、ロックイン検出を行なうことが有効である。図５に示す位相特性校正装置１では、校正用信号生成部２０に基準信号変調部１７を設けて基準信号Ｓ１８による振幅変調を行なうと共に、電気光学サンプリング部３０の後にロックイン検出部４０を設けて基準信号Ｓ４１によるロックイン検出を行なうようになっている。
【0106】
電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０は、ロックイン検出部４０に入力される。ロックイン検出部４０の基準信号発生器４１は、基準同期信号発生器１６からの基準同期信号Ｓ１７に従って、基準信号Ｓ１８と同じ周波数の正弦波である基準信号Ｓ４１を発生する。移相器４２は、変調器４４において電気光学サンプリング部３０でサンプリングされた校正用信号中の基準信号Ｓ１８の位相と基準信号Ｓ４１の位相とが一致するように、基準信号Ｓ４１の位相を調整し、基準信号Ｓ４２として出力する。変調器４４は、電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０を基準信号Ｓ４２で変調し、低域通過フィルタ４５で低周波成分を抽出する。
【0107】
一般に、低域通過フィルタ４５の遮断周波数は、基準信号Ｓ４１の周波数よりも低く、かつ光可変遅延器４の掃引速度によって決まる電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０における３トーン信号のいずれの周波数よりも高く設定する。低域通過フィルタ４５の遮断周波数を低くすると、光可変遅延器４の掃引速度を遅くする必要があり測定に時間を要するが、周波数帯域が狭くなりＳＮ比が改善される。
【0108】
なお、通常は、後段の３トーン位相差測定部５０の位相検出部５１ａ～５１ｃが３トーンの各周波数を検出する周波数選択性を有し、ロックイン検出部４０の低域通過フィルタ４５の帯域よりも位相検出部５１ａ～５１ｃの測定帯域の方が狭いため、後者によって位相測定のＳＮ比が決まる。
【0109】
従って、ロックイン検出部４０の低域通過フィルタ４５は、本実施形態のように３トーン位相差測定部５０の前にＡ／Ｄ変換を行なう場合や位相検出部５１ａ～５１ｃにおける演算量を低減するためにサンプリングレートを下げる場合におけるアンチエイリアスフィルタとして適切な遮断周波数に設定すればよい。
【0110】
ロックイン検出の利点は、基準信号で変調された信号を検出するため、例えば、基準信号Ｓ１８の周波数を数ＭＨｚに設定することにより電気光学サンプリング部３０の受光器３３の直流ドリフトや１／ｆ雑音の影響を避けることができ、位相検出部５１ａ～５１ｃの測定帯域が同一の場合でも測定感度を改善できることである。
【0111】
ロックイン検出部４０からの出力信号は、後で説明する遅延量補正部１００が備えるマルチトーン信号サンプリング部１２０のＡ／Ｄ変換器１１１に入力され、ディジタル信号に変換されて補正済マルチトーン信号として出力される。Ａ／Ｄ変換器１１１からの出力信号は、３トーン位相差測定部５０に入力される。
【0112】
３トーン位相差測定部５０は、ディジタル信号処理にて各トーンの位相検出を行い、位相差を算出する。具体的には、３トーン位相差測定部５０の位相検出部５１ａは、電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０における３トーンのうちの第１トーンの位相を検出する。同様に、位相検出部５１ｂおよび位相検出部５１ｃは、それぞれ第２トーンおよび第３トーンの位相を検出する。ここで、中間周波信号発生器１１ａ～１１ｃで発生する各正弦波の位相差を補正するようにしてもよい。
【0113】
一般に、高周波信号の位相測定では絶対位相および位相の周波数傾斜が不定となるため、位相差算出部５２は、３トーンの各位相の２階微分を算出し、電気光学サンプリング部３０を用いた位相差測定結果として出力する。２階微分を算出するためには、少なくとも３トーンの位相が必要となる。以上の処理を校正用信号Ｓ２０の３トーンの周波数を変えて繰返し、所定の周波数範囲にわたって位相の２階微分値を測定する。位相の２階微分を２階積分することにより、位相の周波数特性を得ることができる。電気光学サンプリング部３０による位相差測定結果Ｓ５０が位相差算出部５２から出力される。
【0114】
スイッチＳＷ１およびＳＷ２を図５下側に、スイッチＳＷ３およびＳＷ４を同図上側に設定すると、ミリ波帯信号測定部７０を用いて校正用信号Ｓ２０の位相差が測定される。
【0115】
ミリ波帯信号測定部７０では、ＣＷの局発信号Ｓ７１を発生する局発信号発生部７１とミキサなどの周波数変換部７２とを用いて、ミリ波帯の校正用信号Ｓ２０を中間周波信号に周波数変換（ダウンコンバート）する。局発信号Ｓ７１は必ずしも短パルス光Ｐ１に同期させる必要は無いが、局発信号Ｓ７１の周波数が短パルス光源２の繰返し周波数の整数倍になるように、同期処理部５から局発信号発生部７１を制御するようにしてもよい。中間周波信号変換部７３には、第２中間周波信号に変換する周波数変換器やＩ／Ｑ信号に変換する直交周波数変換器が含まれていてもよい。また中間周波信号変換部７３には、中間周波信号または第２中間周波信号またはＩ／Ｑ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器が含まれ、ディジタル信号を３トーン位相差測定部５０または位相補正部７４に向けて出力する。
【0116】
スイッチＳＷ１およびＳＷ２を図５中下側に、スイッチＳＷ３およびＳＷ４を図５中上側に設定し、ミリ波帯信号測定部７０を用いて校正用信号Ｓ２０の位相差を測定する際は、必ずしもロックイン検出を行なう必要はない。本実施形態では、スイッチＳＷ１１およびＳＷ１２を図５中上側に設定して基準信号変調部１７での変調を行わず、かつ、電気光学サンプリング部３０、ロックイン検出部４０およびＡ／Ｄ変換器１１１をバイパスするような経路に設定できるようにしている。
【0117】
ミリ波帯信号測定部７０の中間周波信号変換部７３からの出力信号Ｓ７０は、電気光学サンプリング部３０、ロックイン検出部４０およびＡ／Ｄ変換器１１１をバイパスする経路からスイッチＳＷ２を介して、３トーン位相差測定部５０に入力され、電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０の位相差測定と同様に、位相検出部５１ａ～５１ｃにおいて３トーンの各位相が検出され、位相差算出部５２において３トーンの各位相の２階微分が算出され、校正用信号Ｓ２０の３トーンの周波数を変えて繰返し、位相の２階微分を２階積分することにより位相の周波数特性を得ることができ、ミリ波帯信号測定部７０による位相差測定結果Ｓ５０'が出力される。
【0118】
［遅延量補正部］
次に、遅延量補正部１００について説明する。
次に、遅延量補正部１００について説明する。
【0119】
遅延量補正部１００は、光可変遅延器４の掃引速度の不安定性等に由来する、電気光学サンプリングにより得られたマルチトーン信号の位相ゆらぎを補正するものであり、図５に示すように、ＣＷ光源１０１と、干渉計１１０と、受光器１０６と、分周器１０７と、マルチトーン信号サンプリング部１２０とを備えている。
【0120】
ＣＷ光源１０１は、例えば半導体レーザーであり、所定の波長のＣＷ光を発生するようになっている。
【0121】
干渉計１１０は、光可変遅延器４が含まれる第１の光路と光可変遅延器４が含まれない第２の光路とにＣＷ光が入力され、第１の光路から出力されるＣＷ光と第２の光路から出力されるＣＷ光とを干渉させ、干渉光として出力するようになっている。
【0122】
具体的には、干渉計１１０は、光分波器１０２と、例えばハーフミラーなどの光合波器１０３と、例えばハーフミラーなどの光分波器１０４と、光合波器１０５と、を備えている。光分波器１０２は、第１の光路と第２の光路との分岐部に設けられ、ＣＷ光源１０１より出力されたＣＷ光を第１のＣＷ光と第２のＣＷ光に分波するようになっている。光合波器１０３は、第１の光路に設けられ、第１のＣＷ光と、短パルス光源２から光分岐器３を介して送られた短パルス光とが入力され、第１のＣＷ光と短パルス光を合波して第１の光路に出力するようになっている。光分波器１０４は、第１の光路に光可変遅延器４を挟んで光合波器１０３とは反対側に設けられ、第１の光路において光可変遅延器４を通った第１のＣＷ光と短パルス光を電気光学サンプリング部３０および光合波器１０５へ出力するようになっている。光合波器１０５は、第１の光路と第２の光路の合流部に設けられ、光分波器１０４により出力された第１のＣＷ光および短パルス光と、光分波器１０２により分波された第２のＣＷ光とを合波し干渉光を生成するようになっている。つまり、光可変遅延器４を通った第１のＣＷ光と光分波器１０２側から送られてきた第２のＣＷ光とが干渉する。
【0123】
受光器１０６は、例えば低速のフォトダイオードを備え、光合波器１０５により生成された干渉光の強度を検出し、干渉信号として出力するようになっている。干渉信号は、第１の光路と第２の光路との光路長差（光可変遅延器４の遅延時間）がＣＷ光の波長（周期）の整数倍に等しい時にピークとなる正弦波状の繰り返し信号である。
【0124】
分周器１０７は、受光器１０６から出力される干渉信号の周波数を分周するようになっている。分周器１０７の分周比をＮ（Ｎは整数）とすると、第１の光路と第２の光路との光路長差（光可変遅延器４の遅延時間）がＣＷ光の波長（周期）のＮ倍毎に立ち上がる矩形波が分周器１０７から出力される。
【0125】
マルチトーン信号サンプリング部１２０は、ロックイン検出部４０から出力されるマルチトーン信号を分周器１０７の出力に従ってサンプリングして、補正済マルチトーン信号として出力するようになっている。具体的には、マルチトーン信号サンプリング部１２０は、ロックイン検出部４０により検出されたマルチトーン信号にＡ／Ｄ変換を施すＡ／Ｄ変換器１１１を備え、分周器１０７の出力信号が、Ａ／Ｄ変換器１１１のＡ／Ｄ変換クロック信号として用いられる。例えばＡ／Ｄ変換器１１１は、分周器１０７の出力信号の立ち上がり時にマルチトーン信号をＡ／Ｄ変換する。
【0126】
この構成により、電気光学サンプリングにより得られたマルチトーン信号が、光可変遅延器４の掃引速度によらず遅延量に対して一定の間隔でサンプリングされる。ある程度波長が安定なＣＷレーザー等をＣＷ光源１０１として用いれば、光可変遅延器４の掃引速度の不安定性に由来する、電気光学サンプリングで得られたマルチトーン信号の位相ゆらぎを補正することができる。例えば、ＣＷ光の波長１．５μｍで遅延量１ｎｓを補正するとき、波長ドリフト５ｐｍ以下とすれば、３００ＧＨｚの位相ドリフトは０．４°以下になる。なお、波長が安定なＣＷレーザーは波長ロッカー等により比較的容易に実現できる。
【0127】
［分周比・オーバーサンプル比］
干渉信号の周波数は、ＣＷ光の周波数に光可変遅延器４の掃引速度を乗じた周波数となり、電気光学サンプリングで得られたマルチトーン信号の周波数は、ミリ波信号の周波数に光可変遅延器４の掃引速度を乗じた周波数となる。ＣＷ光の周波数は、ミリ波信号の周波数よりも３桁程度高いので、干渉信号の周波数は電気光学サンプリングで得られたマルチトーン信号の周波数よりも３桁程度高くなり、干渉信号をそのままＡ／Ｄ変換クロックに使用すると、必要以上にサンプリング周波数が高くなり、高速なＡ／Ｄ変換器や大容量のメモリが必要となる。そこで、分周器１０７の分周比を適切に設定し、分周器１０７の出力をＡ／Ｄ変換クロックとすれば、必要十分なサンプリング周波数が得られる。
干渉信号の周波数は、ＣＷ光の周波数に光可変遅延器４の掃引速度を乗じた周波数となり、電気光学サンプリングで得られたマルチトーン信号の周波数は、ミリ波信号の周波数に光可変遅延器４の掃引速度を乗じた周波数となる。ＣＷ光の周波数は、ミリ波信号の周波数よりも３桁程度高いので、干渉信号の周波数は電気光学サンプリングで得られたマルチトーン信号の周波数よりも３桁程度高くなり、干渉信号をそのままＡ／Ｄ変換クロックに使用すると、必要以上にサンプリング周波数が高くなり、高速なＡ／Ｄ変換器や大容量のメモリが必要となる。そこで、分周器１０７の分周比を適切に設定し、分周器１０７の出力をＡ／Ｄ変換クロックとすれば、必要十分なサンプリング周波数が得られる。
【0128】
分周器１０７の分周比をＮ、ＣＷ光の周波数をｆｃｗ、ミリ波信号の周波数をｆｒｆ、オーバーサンプル比をｒとすると、分周比Ｎは次式で示される。
Ｎ＝ｆＣＷ／２ｒｆｒｆ （１）
ここで、ｆｒｆはミリ波トーン信号の最も高いトーン周波数を用いる。ｒ＝１の場合、サンプリング定理を満たす最小のサンプリング周波数となる。通常はｒ＝２やｒ＝４のようなオーバーサンプリングを用いるのが望ましい。オーバーサンプリングによって、ロックイン検出部４０の低域通過フィルタ４５（アンチエイリアスフィルタを兼ねる）の遮断特性要求が緩和される。
Ｎ＝ｆＣＷ／２ｒｆｒｆ （１）
ここで、ｆｒｆはミリ波トーン信号の最も高いトーン周波数を用いる。ｒ＝１の場合、サンプリング定理を満たす最小のサンプリング周波数となる。通常はｒ＝２やｒ＝４のようなオーバーサンプリングを用いるのが望ましい。オーバーサンプリングによって、ロックイン検出部４０の低域通過フィルタ４５（アンチエイリアスフィルタを兼ねる）の遮断特性要求が緩和される。
【0129】
例えば、ＣＷ光の波長を１５５０ｎｍ、ミリ波信号の周波数を３００ＧＨｚ、オーバーサンプル比を２とすると、分周比は１６１となり、干渉信号をそのままＡ／Ｄ変換クロックとして用いる場合に比べて１／１６１のサンプリング周波数のＡ／Ｄ変換器でよい。
【0130】
［光ファイバで干渉計を構成する際の問題点］
一般に干渉計１１０の一部に光ファイバを使用すると、光ファイバの温度変化によって遅延時間が変化し、ＣＷ光の位相が変化して干渉信号の位相が変化する。そこで、光ファイバの温度変化によるＣＷ光の位相変化の最大速度よりも、光可変遅延器４の掃引によるＣＷ光の位相変化速度（変動することを想定しているので最小速度）が大きくなるように設定するのが好ましい。すなわち、光可変遅延器４の掃引速度は、光ファイバの温度変化によるＣＷ光の位相変化の最大速度より大きくなるように設定するのが好ましい。これにより、光ファイバの温度変化による位相変化が発生しても、干渉信号の位相変化が常に一方方向になり、単一の受光器１０６で干渉信号の位相変化を正確に取得することができる。ＣＷ光の周波数はミリ波信号の周波数よりも３桁程度高いので、ＣＷ光の位相変化によって生じる補正済マルチトーン信号の位相変化は、ＣＷ光の位相変化よりも３桁程度小さくなる。なお、温度変化によるＣＷ光の位相変化については、光可変遅延器４を止めて光路差を一定にしている状態で干渉計１１０を作動させると、温度変化による光路長変化によって干渉信号がピークになったり、ゼロになったりするのが観測でき、これにより、温度変化によるＣＷ光の位相変化がどの程度あるのかが分かる。また、光ファイバの長さと、温度変化がどのくらいあるかが分かれば、温度変化によるＣＷ光の位相変化を算出できる。
一般に干渉計１１０の一部に光ファイバを使用すると、光ファイバの温度変化によって遅延時間が変化し、ＣＷ光の位相が変化して干渉信号の位相が変化する。そこで、光ファイバの温度変化によるＣＷ光の位相変化の最大速度よりも、光可変遅延器４の掃引によるＣＷ光の位相変化速度（変動することを想定しているので最小速度）が大きくなるように設定するのが好ましい。すなわち、光可変遅延器４の掃引速度は、光ファイバの温度変化によるＣＷ光の位相変化の最大速度より大きくなるように設定するのが好ましい。これにより、光ファイバの温度変化による位相変化が発生しても、干渉信号の位相変化が常に一方方向になり、単一の受光器１０６で干渉信号の位相変化を正確に取得することができる。ＣＷ光の周波数はミリ波信号の周波数よりも３桁程度高いので、ＣＷ光の位相変化によって生じる補正済マルチトーン信号の位相変化は、ＣＷ光の位相変化よりも３桁程度小さくなる。なお、温度変化によるＣＷ光の位相変化については、光可変遅延器４を止めて光路差を一定にしている状態で干渉計１１０を作動させると、温度変化による光路長変化によって干渉信号がピークになったり、ゼロになったりするのが観測でき、これにより、温度変化によるＣＷ光の位相変化がどの程度あるのかが分かる。また、光ファイバの長さと、温度変化がどのくらいあるかが分かれば、温度変化によるＣＷ光の位相変化を算出できる。
【0131】
なお、空気中などの自由空間で干渉計１１０を構築すれば、このような問題は生じない。本実施形態に係る干渉計１１０は、光路の全てまたは一部に光ファイバを用いる構成でもよく、あるいは、光路に光ファイバを用いず、空気中などの自由空間に光路を設定する構成でもよい。
【0132】
［ＣＷ光とパルス光が混ざる問題］
本実施形態では光可変遅延器４を通った第１のＣＷ光が光分波器１０４を経て電気光学サンプリング部３０に入力されるが、ＣＷ光が電気光学サンプリング部３０に入力されても、電界の直流成分を測定することになるだけであり、ミリ波信号の測定に影響を与えない。
本実施形態では光可変遅延器４を通った第１のＣＷ光が光分波器１０４を経て電気光学サンプリング部３０に入力されるが、ＣＷ光が電気光学サンプリング部３０に入力されても、電界の直流成分を測定することになるだけであり、ミリ波信号の測定に影響を与えない。
【0133】
また、本実施形態では光可変遅延器４を通った短パルス光が光分波器１０４および光合波器１０５を経て干渉計１１０の受光器１０６に入力されるが、短パルス光の繰返し周波数よりも干渉計１１０の干渉信号の周波数が低くなるように設定すれば、低速の受光器１０６を使用するかまたは低域通過フィルタを設けることにより、短パルス光の繰返し周波数およびその高調波の成分を除去することができる。
【0134】
ＣＷ光が電気光学サンプリング部３０に入力したり、短パルス光が遅延量補正部１００の受光器１０６に入力したりしても、基本的には影響を与えないが、実際には雑音等の影響が生じる場合があるため、ＣＷ光と短パルス光とを光学的に分離してそれぞれ受光器１０６と電気光学サンプリング部３０とに入力する構成が望ましい。
【0135】
＜変形例１＞
図６を参照して干渉計の別の構成例を説明する。
図６を参照して干渉計の別の構成例を説明する。
【0136】
図６の干渉計１１０Ａは、第１の光路と第２の光路の分岐点に設けられた光分波器１０２と、第１の光路と第２の光路の合流点に設けられた光合波器１０５と、第１の光路において光可変遅延器４を挟んで偏光ビームコンバイナ１０３Ａと偏光ビームスプリッタ１０４Ａと、を備えている。
【0137】
第１の光路において偏光ビームコンバイナ１０３Ａと偏光ビームスプリッタ１０４Ａとの間に設けられる光路は、短パルス光とＣＷ光が共に通る共用の光路である。すなわち、偏光ビームコンバイナ１０３Ａにて、短パルス光とＣＷ光が合流して共に共用の光路を通り、偏光ビームスプリッタ１０４Ａにて、短パルス光とＣＷ光が分離される。
【0138】
具体的には、光分波器１０２は、第１の光路と第２の光路との分岐部に設けられ、ＣＷ光源１０１より出力されたＣＷ光を第１のＣＷ光と第２のＣＷ光に分波するようになっている。偏光ビームコンバイナ１０３Ａは、第１の光路に設けられ、第１偏光（ｓ偏光）の第１のＣＷ光と、短パルス光源２から光分岐器３を介して送られた、第１偏光（ｓ偏光）に直交した第２偏光（ｐ偏光）の短パルス光とが入力され、第１偏光（ｓ偏光）の第１のＣＷ光と第２偏光（ｐ偏光）の短パルス光を結合して第１の光路に出力するようになっている。より具体的には、偏光ビームコンバイナ１０３Ａは、９０度異なる方向からｓ偏光の第１のＣＷ光とｐ偏光の短パルス光とが入力され、ｓ偏光の第１のＣＷ光を反射し、ｐ偏光の短パルス光を透過させるようになっている。
【0139】
偏光ビームスプリッタ１０４Ａは、第１の光路に光可変遅延器４を挟んで偏光ビームコンバイナ１０３Ａとは反対側に設けられ、第１の光路において光可変遅延器４を通った第１偏光（ｓ偏光）の第１のＣＷ光と第２偏光（ｐ偏光）の短パルス光を分離するようになっている。具体的には、偏光ビームスプリッタ１０４Ａは、ｓ偏光の第１のＣＷ光を反射し、ｐ偏光の短パルス光を透過させるようになっている。光合波器１０５は、第１の光路と第２の光路の合流部に設けられ、偏光ビームスプリッタ１０４Ａにより分離された第１のＣＷ光と、光分波器１０２により分波された第２のＣＷ光とを合波し干渉光を生成するようになっている。受光器１０６は、干渉光の強度を検出し干渉信号として出力し、分周器１０７は干渉信号を分周する。
【0140】
本実施形態では、第１偏光がｓ偏光、第２偏光がｐ偏光であるが、これに限定されず、偏光状態によりＣＷ光と短パルス光の結合や分離を行うことができればよく、例えば第１偏光がｐ偏光、第２偏光がｓ偏光であってもよい。
【0141】
上記構成により、本実施形態に係る位相特性校正装置は、ＣＷ光と短パルス光とが偏光状態によって光学的に分離され、それぞれ干渉計１１０Ａに続く受光器１０６と電気光学サンプリング部３０とに入力される。これにより、ＣＷ光と短パルス光とが混ざることにより生じる雑音等の影響を抑制することができる。また、偏光ビームコンバイナ１０３Ａおよび偏光ビームスプリッタ１０４Ａによるｓ偏光とｐ偏光との合波・分波は、原理損なしで第１のＣＷ光と短パルス光とを分波・合波することが可能であり、電気光学サンプリング部３０の電気光学結晶３１および受光器１０６に多くの光パワーを投入することができる。
【0142】
＜変形例２＞
なお、本変形例のようにＣＷ光と短パルス光は偏光により合波・分波可能だが、図７に示すように、波長フィルタなどを使用して波長により合波・分波を行うこともできる。具体的には、ＣＷ光と短パルス光を異なる波長に設定し、ＣＷ光波長を反射し短パルス光波長を透過する波長フィルタ１０３Ｂ、１０４Ｂを偏光ビームコンバイナ１０３Ａと偏光ビームスプリッタ１０４Ａの代わりに設置すると、本変形例と同様に原理損なしでＣＷ光と短パルス光を分波・合波することが可能である。逆に、短パルス光波長を反射しＣＷ光波長を透過する波長フィルタを用いて同様に、原理損なしでＣＷ光と短パルス光を分波・合波することも可能である。
なお、本変形例のようにＣＷ光と短パルス光は偏光により合波・分波可能だが、図７に示すように、波長フィルタなどを使用して波長により合波・分波を行うこともできる。具体的には、ＣＷ光と短パルス光を異なる波長に設定し、ＣＷ光波長を反射し短パルス光波長を透過する波長フィルタ１０３Ｂ、１０４Ｂを偏光ビームコンバイナ１０３Ａと偏光ビームスプリッタ１０４Ａの代わりに設置すると、本変形例と同様に原理損なしでＣＷ光と短パルス光を分波・合波することが可能である。逆に、短パルス光波長を反射しＣＷ光波長を透過する波長フィルタを用いて同様に、原理損なしでＣＷ光と短パルス光を分波・合波することも可能である。
【0143】
＜変形例３＞
図８を参照して干渉計の別の構成例を説明する。
図８を参照して干渉計の別の構成例を説明する。
【0144】
図８の干渉計１１０Ｃは、第１の光路ＯＰ１と第２の光路ＯＰ２の分岐部に設けられた光分波器１０２と、第１の光路ＯＰ１と第２の光路ＯＰ２の合流部に設けられた光合波器１０５と、第１の光路ＯＰ１において光可変遅延器４を挟んで偏光ビームスプリッタ・コンバイナ１０３Ｃと偏光ビームスプリッタ１０４Ｃと、を備えている。
【0145】
第１の光路ＯＰ１において偏光ビームスプリッタ・コンバイナ１０３Ｃと偏光ビームスプリッタ１０４Ｃとの間に設けられる光路は、短パルス光とＣＷ光が共に通る共用の光路である。すなわち、偏光ビームスプリッタ・コンバイナ１０３Ｃにて、短パルス光とＣＷ光が合流して共に共用の光路を通り、偏光ビームスプリッタ１０４Ｃにて、短パルス光とＣＷ光が分離される。
【0146】
具体的には、光分波器１０２は、第１の光路ＯＰ１と第２の光路ＯＰ２との分岐部に設けられ、ＣＷ光源１０１より出力され第１偏光としてのｓ偏光のＣＷ光を入力し、第１のＣＷ光と第２のＣＷ光に分波するようになっている。偏光ビームスプリッタと偏光ビームコンバイナの機能を備えた偏光ビームスプリッタ・コンバイナ１０３Ｃは、第１の光路ＯＰ１に設けられ、ｓ偏光の第１のＣＷ光と、短パルス光源２から出力され４５°傾斜した直線偏光の短パルス光とを異なる経路から入力し、ｓ偏光の第１のＣＷ光とｓ偏光に直交した第２偏光としてのｐ偏光の短パルス光を結合して第１の光路ＯＰ１の光可変遅延器４に向けて出力するようになっている。より具体的には、偏光ビームスプリッタ・コンバイナ１０３Ｃは、９０度異なる方向からｓ偏光の第１のＣＷ光と４５度傾斜した偏光の短パルス光とが入力され、ｓ偏光の第１のＣＷ光を反射し、入力された短パルス光のｐ偏光成分を透過させるようになっている。そして、偏光ビームスプリッタ・コンバイナ１０３Ｃは入力された短パルス光のｓ偏光成分を反射し、ｓ偏光の短パルス光は同期処理部５に入力される。このため、偏光ビームスプリッタ・コンバイナ１０３Ｃは図６の基本変形例の光分岐器３を兼ねる。
【0147】
偏光ビームスプリッタ１０４Ｃは、第１の光路ＯＰ１に光可変遅延器４を挟んで偏光ビームスプリッタ・コンバイナ側とは反対側に設けられ、第１の光路ＯＰ１において光可変遅延器４を通ったｓ偏光の第１のＣＷ光とｐ偏光の短パルス光を分離するようになっている。具体的には、偏光ビームスプリッタ１０４Ｃは、ｓ偏光の第１のＣＷ光を反射し、ｐ偏光の短パルス光を透過させるようになっている。光合波器１０５は、第１の光路ＯＰ１と第２の光路ＯＰ２の合流部に設けられ、偏光ビームスプリッタ１０４Ｃにより分離されたｓ偏光の第１のＣＷ光と、光分波器１０２により分波されたｓ偏光の第２のＣＷ光とを合波し干渉光を生成するようになっている。受光器１０６は、干渉光の強度を検出し干渉信号として出力し、分周器１０７は干渉信号を分周する。
【0148】
図６に示す基本変形例の光分岐器３は、変形例３の偏光ビームスプリッタ・コンバイナ１０３Ｃに相当し、偏光ビームスプリッタ・コンバイナ１０３Ｃにより４５°傾斜した直線偏光のパルス光から分離されたｓ偏光の短パルス光が、同期処理部５に入力される。
【0149】
上記構成により、ＣＷ光と短パルス光とが偏光状態によって光学的に分離され、それぞれ干渉計１１０Ｃに続く受光器１０６と電気光学サンプリング部３０とに入力される。これにより、ＣＷ光と短パルス光とが混ざることにより生じる雑音等の影響を抑制することができる。また、偏光ビームスプリッタ・コンバイナ１０３Ｃと偏光ビームスプリッタ１０４Ｃが原理損なしで短パルス光とＣＷ光を分離するため、効率よく短パルス光を電気光学サンプリング部にむけて出力することができ、効率よくＣＷ光を受光器１０６にむけて出力することができる。また、図６に示す基本構成と比べて、図６の光分岐器３が不要となり構成が簡単になる。
【0150】
しかも、偏光ビームスプリッタ・コンバイナ１０３Ｃに入力される短パルス光のｓ偏光成分とｐ偏光成分の比率を変えることにより、分波比を必要に応じて変えることができるので、短パルス光の光パワーを効率的に使うことができる。
【0151】
＜変形例４＞
図９を参照して干渉計の別の構成例を説明する。
図９を参照して干渉計の別の構成例を説明する。
【0152】
図９の干渉計１１０Ｄは、第１の光路ＯＰ１と第２の光路ＯＰ２の分岐部に設けられた偏光ビームスプリッタ・コンバイナ１０３Ｄと、第１の光路ＯＰ１と第２の光路ＯＰ２の合流部に設けられた光合分波器１０４Ｄと、第２の光路ＯＰ２に設けられた半波長板１０８と、を備えている。
【0153】
第１の光路ＯＰ１において偏光ビームスプリッタ・コンバイナ１０３Ｄと光合分波器１０４Ｄとの間に設けられる光路は、短パルス光とＣＷ光が共に通る共用の光路である。すなわち、偏光ビームスプリッタ・コンバイナ１０３Ｄにて、短パルス光とＣＷ光が合流して共に共用の光路を通り、光合分波器１０４Ｄにて、短パルス光及びＣＷ光が分波される。
【0154】
具体的には、偏光ビームスプリッタ・コンバイナ１０３Ｄは、第１の光路ＯＰ１と第２の光路ＯＰ２の分岐部に設けられ、ＣＷ光源１０１より出力された４５°傾斜した偏光のＣＷ光と、短パルス光源２から光分岐器３を経て送られたｐ偏光の短パルス光とが互いに９０度異なる経路で入力され、第１偏光としてのｓ偏光の第１のＣＷ光と、ｐ偏光の短パルス光とを第１の光路ＯＰ１の光可変遅延器４に向けて出力し、第１偏光に直交する第２偏光としてのｐ偏光の第２のＣＷ光を第２の光路ＯＰ２に出力するようになっている。より具体的には、偏光ビームスプリッタ・コンバイナ１０３Ｄは、９０度異なる方向から４５度傾斜した偏光のＣＷ光とｐ偏光の短パルス光とが入力され、ｓ偏光の第１のＣＷ光を反射し、ｐ偏光の短パルス光とｐ偏光の第２のＣＷ光を透過させるようになっている。
【0155】
半波長板１０８は、第２の光路ＯＰ２に設けられ、偏光ビームスプリッタ・コンバイナ１０３Ｄから第２の光路ＯＰ２に出力されたｐ偏光の第２のＣＷ光を、ｓ偏光に変換するようになっている。
【0156】
光合分波器１０４Ｄは、第１の光路ＯＰ１と第２の光路ＯＰ２の合流部に設けられ、ｓ偏光の第１のＣＷ光とｓ偏光の第２のＣＷ光とを合波し干渉光を生成し受光器１０６に向けて出力するとともに、ｐ偏光の短パルス光を電気光学サンプリング部３０に向けて出力するようになっている。具体的には、光合分波器１０４Ｄは、所定の割合の入力光を反射し、所定の割合の入力光を透過するようになっている。このため、一定の割合でｐ偏光の短パルス光とｓ偏光のＣＷ光とを受光器１０６に向けて出力し、ｓ偏光のＣＷ光とｐ偏光の短パルス光とを電気光学サンプリング部３０に向けて出力する。受光器１０６は、干渉光の強度を検出し干渉信号として出力し、分周器１０７は干渉信号を分周する。
【0157】
上記構成により、本実施形態に係る位相特性校正装置は、半波長板１０８が第２の光路ＯＰ２に設けられ、偏光ビームスプリッタ・コンバイナ１０３Ｄから第２の光路ＯＰ２に出力されたｐ偏光の第２のＣＷ光を、ｓ偏光に変換するようになっている。この構成により、本実施形態の位相特性校正装置は、図６に示す基本構成に比べて、図６の光分波器１０２と光合波器１０５が不要となり構成が簡単になる。また、偏光ビームスプリッタ・コンバイナ１０３Ｄが原理損なしで短パルス光を透過するため、効率よく短パルス光を電気光学サンプリング部にむけて出力することができる。また、偏光ビームスプリッタ等の光学部品は、第１の光路ＯＰ１と第２の光路ＯＰ１の分岐部に１つだけ設けられた構成であるので、偏光ビームスプリッタ等の光学部品を２つ備えた図６に示す基本構成に比べて、簡単な構成となる。
【0158】
また、光可変遅延器４で直線偏光の角度が変わっても、半波長板１０８の主軸方向を変えて直線偏光の角度を調整することにより簡単に性能を維持することができる。
【0159】
＜変形例５＞
図１０を参照して干渉計の別の構成例を説明する。
図１０を参照して干渉計の別の構成例を説明する。
【0160】
図１０の干渉計１１０Ｅは、光合波器１０５が光合分波器１０５Ｅであり、受光器１０６が差動受光器１０９である点で、図８に示す変形例３と相違している。その他の構成は変形例３と同一であり、同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。
【0161】
光合分波器１０５Ｅは、偏光ビームスプリッタ１０４Ｃから分離されたｓ偏光の第１のＣＷ光を入力し、入力光の所定の割合を反射し、入力光の所定の割合を透過させるとともに、光分波器１０２から分波されたｓ偏光の第２のＣＷ光を入力し、入力光の所定の割合を反射し、入力光の所定の割合を透過させる。反射されたｓ偏光の第１のＣＷ光と、透過したｓ偏光の第２のＣＷ光とが合波され第１の干渉光ＩＬ１を生成する。また、透過したｓ偏光の第１のＣＷ光と、反射したｓ偏光の第２のＣＷ光とが合波され第２の干渉光ＩＬ２を生成する。差動受光器１０９は、第１の干渉光ＩＬ１と第２の干渉光ＩＬ２を入力し、干渉光の強度を差動検出して干渉信号として出力する。第１の干渉光ＩＬ１と第２の干渉光ＩＬ２は、光合分波器１０５Ｅにおける反射と透過がそれぞれ逆なので相補的な干渉となる。分周器１０７は、干渉信号を適当な周波数に分周する。
【0162】
この構成により、本実施形態に係る位相特性校正装置は、図８の変形例３の効果に加え、同相モードのノイズを除去し、干渉信号強度を大きくして、Ｓ／Ｎを向上させることができる。
【0163】
＜変形例６＞
図１１を参照して干渉計の別の構成例を説明する。
図１１を参照して干渉計の別の構成例を説明する。
【0164】
図１１の干渉計１１０Ｆは、受光器１０６が差動受光器１０９である点の他、第２の光路ＯＰ２の半波長板１０８が取り除かれ、光合分波器１０４Ｄの代わりに第２の偏光ビームスプリッタ・コンバイナ１０４Ｆが用いられ、第２の偏光ビームスプリッタ・コンバイナ１０４Ｆと差動受光器１０９の間に半波長板１１０８と偏光ビームスプリッタ１１０４が設けられている点で、図９に示す変形例４と相違している。その他の構成は変形例４と同一であり、同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。
【0165】
第２の偏光ビームスプリッタ・コンバイナ１０４Ｆは、偏光ビームスプリッタ・コンバイナ１０３Ｄから分離されたｓ偏光の第１のＣＷ光と、偏光ビームスプリッタ・コンバイナ１０３Ｄから分離されたｐ偏光の第２のＣＷ光とを合波し、ｓ偏光のＣＷ光とｐ偏光のＣＷ光を半波長板１１０８に向けて出力する。半波長板１１０８は、ｓ偏光のＣＷ光とｐ偏光のＣＷ光を入力し、４５°偏光のＣＷ光と－４５°偏光のＣＷ光を生成し、偏光ビームスプリッタ１１０４に出力する。偏光ビームスプリッタ１１０４は、４５°偏光のＣＷ光と－４５°偏光のＣＷ光を入力し、第１の干渉光ＩＬ１としてｐ偏光のＣＷ光と第２の干渉光ＩＬ２としてｓ偏光のＣＷ光とを生成する。差動受光器１０９は、第１の干渉光ＩＬ１と第２の干渉光ＩＬ２を入力し、干渉光の強度を差動検出して干渉信号として出力する。半波長板１１０８を透過した４５°偏光に含まれるｓ偏光成分とｐ偏光成分の位相関係は、－４５°偏光に含まれるｓ偏光成分とｐ偏光成分の位相関係と逆なので、ｐ偏光の第１の干渉光ＩＬ１とｓ偏光の第２の干渉光ＩＬ２は相補的な干渉となる。分周器１０７は、干渉信号を適当な周波数に分周する。
【0166】
この構成により、本実施形態に係る位相特性校正装置は、図９の変形例４の効果に加え、同相モードのノイズを除去し、干渉信号強度を大きくして、Ｓ／Ｎを向上させることができる。
【0167】
上記変形例1および３～６では、第１偏光がｓ偏光、第２偏光がｐ偏光であるとして説明したが、これに限定されず、偏光状態によりＣＷ光と短パルス光の結合や分離を行うことができればよく、例えば第１偏光がｐ偏光、第２偏光がｓ偏光であってもよい。また、上記変形例３～６において、４５°傾斜した直線偏光に限定されず、ｓ偏光成分とｐ偏光成分の両方をもてばよい。したがって、分離するパワー比（分波比）に応じて任意の傾斜角度をもつ直線偏光や楕円偏光に設定してもよい。
【0168】
また、図６～図１１に記載の変形例の干渉計１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄ、１１０Ｅ、１１０Ｆは、第１の実施形態だけでなく、後で説明する第２～第８の実施形態の位相特性校正装置の干渉計として使用することができる。
【0169】
［校正方法］
次に、ミリ波帯信号測定部７０の周波数変換部（ダウンコンバータ）７２、７３の周波数特性を校正する方法を説明する。
次に、ミリ波帯信号測定部７０の周波数変換部（ダウンコンバータ）７２、７３の周波数特性を校正する方法を説明する。
【0170】
ここでは、周波数特性を振幅Ａと位相θを含む複素数Ａ・ｅｊθで表し、位相の周波数特性の校正および振幅・位相両方の周波数特性の校正のいずれにも適用できる。校正用信号Ｓ２０の周波数特性（複素数）をＸｃ（ｆ），ミリ波帯信号測定部７０の周波数変換部７２、７３の周波数特性（複素数）をＧ（ｆ），校正用信号Ｓ２０をミリ波帯信号測定部７０に入力した時の中間周波信号変換部７３からの出力信号Ｓ７０の周波数特性（複素数）をＹｃ（ｆ）とする。前述のように、校正用信号Ｓ２０を電気光学サンプリング部３０に入力して測定された校正用信号Ｓ２０の位相特性Ｓ５０からＸｃ（ｆ）が求まり、校正用信号Ｓ２０をミリ波帯信号測定部７０に入力して周波数変換された出力信号Ｓ７０の位相特性Ｓ５０'からＹｃ（ｆ）が求まり、次式よりＧ（ｆ）を求めることができる。
Ｇ（ｆ）＝Ｙｃ（ｆ－ｆＬＯ）／Ｘｃ（ｆ） （２）
ここで、ｆＬＯはミリ波帯信号測定部７０の局発周波数である。
Ｇ（ｆ）＝Ｙｃ（ｆ－ｆＬＯ）／Ｘｃ（ｆ） （２）
ここで、ｆＬＯはミリ波帯信号測定部７０の局発周波数である。
【0171】
位相補正値算出部５５は、所定の周波数範囲にわたってＧ（ｆ）を算出し、ミリ波帯信号測定部７０の位相補正部７４に出力する。
【0172】
被測定信号Ｓ６０の周波数特性（複素数）をＸ（ｆ），被測定信号Ｓ６０をミリ波帯信号測定部７０に入力した時の中間周波信号変換部７３からの出力信号Ｓ７０'の周波数特性（複素数）をＹ（ｆ）とすると、次式よりミリ波帯信号測定部７０の周波数変換部７２、７３の周波数特性が補正されたＸ（ｆ）を測定結果として求めることができる。
Ｘ（ｆ）＝Ｙ（ｆ－ｆＬＯ）／Ｇ（ｆ） （３）
Ｘ（ｆ）＝Ｙ（ｆ－ｆＬＯ）／Ｇ（ｆ） （３）
【0173】
スイッチＳＷ３とＳＷ４を図５下側に設定してミリ波帯信号送信部６０からの被測定信号Ｓ６０をミリ波帯信号測定部７０に入力し、中間周波信号変換部７３からの出力信号Ｓ７０'を位相補正部７４に入力する。位相補正部７４では、ミリ波帯信号測定部７０の周波数変換部７２、７３の周波数特性Ｇ（ｆ）で除算する（位相のみを補正する場合はミリ波帯信号測定部７０の周波数変換部７２、７３の位相特性を減算する）ことにより、ミリ波帯信号測定部７０の周波数変換部７２、７３の周波数特性が補正された測定結果を得ることができる。
【0174】
＜効果＞
機械的な「がたつき」のように光可変遅延器４の掃引速度の予測できないランダムな変動を補正できることが、電気光学サンプリングと干渉信号の取得を同時に行う本実施形態の位相特性校正装置１のメリットである。さらに、電気光学サンプリングに使用する短パルス光と干渉計１１０に使用するＣＷ光が光可変遅延器４内の同一光路を経由するため、温度変化などによる変形の影響が両者同一となり、その影響を正確に補正することができる。例えば、光可変遅延器４の掃引速度を検出するエンコーダを別途配置して掃引速度を補正する方法では、温度変化による変形により短パルス光の遅延時間とエンコーダ出力との間に誤差が発生し、光可変遅延器４の掃引速度を正確に補正することが難しい。
機械的な「がたつき」のように光可変遅延器４の掃引速度の予測できないランダムな変動を補正できることが、電気光学サンプリングと干渉信号の取得を同時に行う本実施形態の位相特性校正装置１のメリットである。さらに、電気光学サンプリングに使用する短パルス光と干渉計１１０に使用するＣＷ光が光可変遅延器４内の同一光路を経由するため、温度変化などによる変形の影響が両者同一となり、その影響を正確に補正することができる。例えば、光可変遅延器４の掃引速度を検出するエンコーダを別途配置して掃引速度を補正する方法では、温度変化による変形により短パルス光の遅延時間とエンコーダ出力との間に誤差が発生し、光可変遅延器４の掃引速度を正確に補正することが難しい。
【0175】
（第２の実施形態）
次に、図１２を参照して、本発明の第２の実施形態に係る位相特性校正装置１Ａを説明する。
次に、図１２を参照して、本発明の第２の実施形態に係る位相特性校正装置１Ａを説明する。
【0176】
本実施形態に係る位相特性校正装置１Ａは、マルチトーン信号サンプリング部１２０Ａの構成が、第１の実施形態と異なっている。その他の構成は第１の実施形態と同一であり、同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。
【0177】
図１２に示すように、マルチトーン信号サンプリング部１２０Ａは、ロックイン検出部４０から出力されたマルチトーン信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１１１と、分周器１０７から出力された矩形波の高調波成分を遮断して正弦波に変換する低域通過フィルタ１１２と、低域通過フィルタ１１２の出力信号をＡ／Ｄ変換する第２Ａ／Ｄ変換器１１３と、干渉信号を分周した信号を基に等位相間隔を検出し、検出した等位相間隔でＡ／Ｄ変換器１１１から出力されたディジタル信号をリサンプリングするリサンプリング処理部１３０とを備えている。
【0178】
具体的には、リサンプリング処理部１３０は、第２Ａ／Ｄ変換器１１３により得られたディジタル信号にヒルベルト変換を行うヒルベルト変換部１１４と、ヒルベルト変換部１１４の出力データから等位相間隔を検出する等位相間隔検出部１１５と、検出した等位相間隔でＡ／Ｄ変換器１１１の出力信号をリサンプリングするリサンプリング部１１６と、を備えている。
【0179】
干渉信号を分周し低域通過フィルタを経て得られた正弦波の信号から、等位相間隔のタイミングを検出する場合、正弦波だけでは位相が一意に決まらないので、正弦波と余弦波を作り出して複素振幅の信号を生成するためにヒルベルト変換を行う。これにより、等位相間隔検出部１１５では逆正接関数を用いて複素振幅の信号の位相を一意に算出することができ、等位相間隔を正確に検出することができる。
【0180】
リサンプリングする方式では、等位相間隔検出部１１５で検出する位相間隔を変えることによりリサンプリングのサンプリング周波数を変えることができるため、必ずしも（１）式におけるオーバーサンプル比ｒ≧１を満たす分周比にする必要は無い。例えば、オーバーサンプル比ｒ＝１／２として分周器１０７の出力の周波数がロックイン検出部４０の出力のマルチトーン信号の周波数と同程度になるように分周比を設定すると、２つのＡ／Ｄ変換器１１１、１１３を同じサンプリング周波数で動作させることができ、構成が簡単になる。このとき、等位相間隔検出部１１５で検出する位相間隔をπ／２にすると、リサンプリング出力は２倍のオーバーサンプリングとなる。
【0181】
上述のように、干渉信号を分周する分周器１０７の出力信号の等位相間隔でマルチトーン信号をリサンプルする構成により、電気光学サンプリングにより得られたマルチトーン信号を、光可変遅延器４の掃引速度によらず遅延量に対して一定の間隔でリサンプリングすることができる。これにより、光可変遅延器４の掃引速度の不安定性に由来する、電気光学サンプリングで得られた信号の位相ゆらぎを補正することができる。
【0182】
（第３の実施形態）
次に、図１３を参照して、本発明の第３の実施形態に係る位相特性校正装置１Ｂを説明する。
次に、図１３を参照して、本発明の第３の実施形態に係る位相特性校正装置１Ｂを説明する。
【0183】
本実施形態に係る位相特性校正装置１Ｂは、校正用信号生成部２０Ｂ、マルチトーン信号分離部４０Ｂ、マルチトーン信号サンプリング部１２０Ｂ、およびマルチトーン位相差測定部５０Ｂの構成が第１の実施形態と異なっている。その他の構成は第１の実施形態と同一であり、同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。
【0184】
校正用信号生成部２０Ｂは、スイッチＳＷ１０を同図上側に設定した場合、所定の周波数の局発信号Ｓ２２を用い、後で説明するマルチトーン中間周波信号Ｓ１０をアップコンバートして校正用信号Ｓ２０を生成するようになっている。このために、校正用信号生成部２０は、マルチトーン中間周波信号発生・基準信号変調部１０Ｂと、局発信号発生部２２と、周波数変換部２１と、を備えている。
【0185】
マルチトーン中間周波信号発生・基準信号変調部１０Ｂは、３トーン以上のマルチトーン信号（中間周波信号）Ｓ１～Ｓ４を発生し、互いに周波数が異なるかまたは互いに位相が９０度異なる、中間周波信号と同一個数の基準信号（すなわち、互いに直交した基準信号）Ｓ５～Ｓ８による変調を行ない、変調信号を合波してマルチトーン中間周波信号Ｓ１０を発生する。具体的には、マルチトーン中間周波信号発生・基準信号変調部１０Ｂは、周波数の異なる中間周波信号Ｓ１～Ｓ４を発生し、該中間周波信号を互いに周波数の異なる基準信号Ｓ５，Ｓ７または該基準信号と周波数が等しく位相が９０度異なる直交基準信号Ｓ６，Ｓ８でそれぞれ変調し合波したマルチトーン中間周波信号Ｓ１０を出力するようになっている。本実施形態では、４トーン信号を発生する例を示している。基準信号Ｓ５と基準信号Ｓ７、基準信号Ｓ５と直交基準信号Ｓ８、基準信号Ｓ７と直交基準信号Ｓ６、直交基準信号Ｓ６と直交基準信号Ｓ８は周波数が異なるため直交しており、基準信号Ｓ５と直交基準信号Ｓ６、基準信号Ｓ７と直交基準信号Ｓ８は周波数が等しいが位相が９０度異なるため直交しており、従って基準信号Ｓ５，Ｓ７および直交基準信号Ｓ６，Ｓ８は全ての組み合わせにおいて互いに直交している。
【0186】
より具体的には、マルチトーン中間周波信号発生・基準信号変調部１０Ｂは、中間周波信号発生器１１ａ～１１ｄと、基準信号発生器１２ａ、１２ｂと、９０度移相器１４ａ、１４ｂと、変調器１３ａ～１３ｄと、加算器１５と、基準同期信号発生器１６と、を備えている。
【0187】
中間周波信号発生器１１ａ～１１ｄは、それぞれ中間周波信号Ｓ１～Ｓ４を発生する。中間周波信号Ｓ１～Ｓ４は、互いに周波数が異なり所定の位相差をもった繰返し信号である。通常は正弦波が用いられるが、所望の周波数成分を持つ繰返し信号でもよい。後述するように、位相測定データ処理の簡単化のため、中間周波信号Ｓ１～Ｓ４の周波数は位相測定の周波数分解能に応じた一定の周波数間隔に設定するのが望ましい。
【0188】
基準信号発生器１２ａは、基準同期信号発生器１６からの基準同期信号Ｓ１６に同期した周波数の繰返し信号を基準信号Ｓ５として出力する。基準信号発生器１２ａは、例えば基準同期信号Ｓ１６の３倍の周波数の正弦波や矩形波を出力する。基準信号Ｓ５は変調器１３ａに入力され、中間周波信号Ｓ１を基準信号Ｓ５で変調する。また、基準信号Ｓ５は９０度移相器１４ａを介して変調器１３ｂに入力され、中間周波信号Ｓ２を基準信号Ｓ５と９０度位相が異なる直交基準信号Ｓ６で変調する。
【0189】
基準信号発生器１２ｂは、基準信号Ｓ５と周波数が異なり、かつ基準同期信号発生器１６からの基準同期信号Ｓ１６に同期した周波数の繰返し信号を基準信号Ｓ７として出力する。基準信号発生器１２ｂは、例えば、基準同期信号Ｓ１６の４倍の周波数の正弦波や矩形波を出力する。基準信号Ｓ７は変調器１３ｃに入力され、中間周波信号Ｓ３を基準信号Ｓ７で変調する。また、基準信号Ｓ７は９０度移相器１４ｂを介して変調器１３ｄに入力され、中間周波信号Ｓ４を基準信号Ｓ７と９０度位相が異なる直交基準信号Ｓ８で変調する。
【0190】
基準信号Ｓ５，Ｓ７および直交基準信号Ｓ６，Ｓ８は、電圧がゼロ以上の単極性信号でも正負両方の両極性信号でもよいが、直流成分を持たない両極性信号の方が変調度を大きくできるので望ましい。基準信号Ｓ５，Ｓ７および直交基準信号Ｓ６，Ｓ８を矩形波等の正弦波以外の繰返し信号にする場合は、基本周波数の整数倍の高調波成分が存在するため、例えば、基準信号Ｓ５の周波数の整数倍が基準信号Ｓ７の周波数と一致しないように両者の周波数を設定するとよい。
【0191】
マルチトーン中間周波信号発生・基準信号変調部１０Ｂは、変調器１３ａ～１３ｄで変調された中間周波信号を加算器１５で加算（合波）し、マルチトーン中間周波信号Ｓ１０として出力する。
【0192】
マルチトーン中間周波信号発生・基準信号変調部１０Ｂで発生する信号を予めディジタル演算にて生成して波形メモリに格納し、波形メモリのデータをＤ／Ａ変換器に入力してアナログ信号に変換しマルチトーン中間周波信号Ｓ１０として出力するようにしてもよい。
【0193】
ここでは、１つの基準同期信号Ｓ１６に同期して基準信号Ｓ５と基準信号Ｓ７を発生する構成としているが、周波数の異なる基準同期信号Ｓ１６Ａと基準同期信号Ｓ１６Ｂを用意して、基準信号Ｓ５は基準同期信号Ｓ１６Ａに同期し、基準信号Ｓ７は基準同期信号Ｓ１６Ｂに同期する構成としてもよい。
【0194】
校正用信号生成部２０Ｂは、所定の周波数のＣＷの局発信号Ｓ２２を発生する局発信号発生部２２とミキサなどの周波数変換部２１とを用いて、マルチトーン中間周波信号Ｓ１０をミリ波帯にアップコンバートして校正用信号Ｓ２０として出力する。周波数変換部２１には、ミキサの後に周波数変換における上側帯波または下側帯波のいずれか一方のみを抽出し局発信号Ｓ２２の洩れを除去するフィルタが含まれていてもよい。以下の例では、周波数変換における上側帯波を使用する場合を示す。下側帯波を使用する場合は周波数関係が異なるが、同様に本手法を適用することができる。
【0195】
また、局発信号発生部２２または周波数変換部２１には、局発信号Ｓ２２の周波数を逓倍する逓倍器が含まれていてもよく、その場合逓倍された周波数を局発信号Ｓ２２の周波数と解釈する。
【0196】
同期処理部５は、中間周波信号Ｓ１～Ｓ４と局発信号Ｓ２２とを短パルス光源２の繰返し周波数に同期させることにより、短パルス光源２の繰返し周波数に同期したミリ波帯の校正用信号Ｓ２０が得られるようにする。具体的には、同期処理部５は、光分岐器３から出力される短パルス光Ｐ３が入力され、校正用信号Ｓ２０に含まれるアップコンバートされた中間周波信号の各周波数が短パルス光Ｐ３の繰返し周波数の整数倍になるように、かつ短パルス光Ｐ３のパルスタイミングにおけるアップコンバートされた中間周波信号の各位相が一定になるように、中間周波信号Ｓ１～Ｓ４および局発信号Ｓ２２の周波数を制御するようになっている。
【0197】
より具体的には、同期処理部５は、位相同期ループ（ＰＬＬ）回路を用いて、局発信号Ｓ２２および中間周波信号Ｓ１～Ｓ４の各周波数が短パルス光源２の繰返し周波数の整数倍になるように、かつ短パルス光Ｐ３のパルスタイミングにおける局発信号Ｓ２２および中間周波信号発生器１１ａ～１１ｄから出力される正弦波の各位相が一定になるように、局発信号発生部２２および中間周波信号発生器１１ａ～１１ｄ内の電圧制御発振器（ＶＣＯ）を制御するようになっている。
【0198】
なお、基準同期信号Ｓ１６は、短パルス光源２の繰返し周波数に同期させても、させなくてもよい。前述のように、マルチトーン中間周波信号発生・基準信号変調部１０Ｂを波形メモリとＤ／Ａ変換器で構成する場合は、Ｄ／Ａ変換クロックを短パルス光源２の繰返し周波数に同期させ、マルチトーン中間周波信号中の中間周波信号の各周波数が短パルス光源２の繰返し周波数の整数倍になるように波形メモリのデータを作成すればよい。これにより、（基準信号Ｓ５，Ｓ７と直交基準信号Ｓ６，Ｓ８による変調を除いた）校正用信号Ｓ２０の繰返し周波数が短パルス光源２の繰返し周波数の整数倍となる。
【0199】
電気光学サンプリング部３０を用いて校正用信号Ｓ２０の位相差を測定する場合には、スイッチＳＷ１およびＳＷ２１～ＳＷ２４が図１３中上側に設定される。電気光学サンプリング部３０は、校正用信号Ｓ２０の電界が電気光学結晶３１に印加されると共に、光可変遅延器４からの短パルス光Ｐ４が偏波分離部３２を介して電気光学結晶３１に入力され、電気光学結晶３１の先端で反射した短パルス光が偏波分離部３２を介して受光器３３に入力される構成となっている。電気光学結晶３１に電界が印加されると電気光学効果によって電気光学結晶３１からの反射光の偏波が変化し、偏波分離部３２と受光器３３によって反射光の偏波変化を検出して電気信号Ｓ３０として出力する。
【0200】
短パルス光Ｐ４のパルス幅を校正用信号Ｓ２０の最大周波数の逆数の１／２よりも十分短くすると、電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０は、校正用信号Ｓ２０を短パルス光Ｐ４の繰返し周期でサンプリングしたものになる。短パルス光源２の繰返し周期が（基準信号Ｓ５，Ｓ７と直交基準信号Ｓ６，Ｓ８による変調を除いた）校正用信号Ｓ２０の繰返し周期の整数倍であるため、（基準信号Ｓ５，Ｓ７と直交基準信号Ｓ６，Ｓ８による変調を除いた）校正用信号Ｓ２０の繰返し波形の特定の点を繰返しサンプリングすることになる。光可変遅延器４の遅延時間を変えることにより、校正用信号Ｓ２０を短パルス光Ｐ４でサンプリングする時刻が変わるので、光可変遅延器４の遅延時間を掃引しながら電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０を記録すると、低速の受光器３３でミリ波帯の校正用信号Ｓ２０の時間波形が測定できる。
【0201】
具体的には、電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０は、校正用信号Ｓ２０の時間波形の時間軸に光可変遅延器４の掃引レートを掛けたものとなるため、例えば、光可変遅延器４の掃引レートを１ｓ当たり１ｐｓにすると、校正用信号Ｓ２０の時間軸の１ｐｓを１ｓに拡大して時間波形を測定することができる。周波数で表すと、３００ＧＨｚのミリ波帯の校正用信号Ｓ２０を０．３Ｈｚの低周波信号に変換して測定することができる。
【0202】
電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０は、マルチトーン信号分離部４０Ｂに入力される。
【0203】
マルチトーン信号分離部４０Ｂは、校正用信号Ｓ２０と短パルス光Ｐ４との相対的時間差を変えながら電気信号Ｓ３０を取得し、基準信号Ｓ５，Ｓ７と同一周波数で所定の位相差を持つ正弦波Ｓ４２，Ｓ４４または該正弦波と９０度位相が異なる正弦波Ｓ４３，Ｓ４５でそれぞれ電気信号Ｓ３０を変調することにより、電気信号Ｓ３０に含まれる３波以上（図１３の実施形態では４波）の中間周波信号Ｓ１～Ｓ４に対応するトーン信号を分離するよう構成されている。このために、マルチトーン信号分離部４０は、基準信号発生器４１ａ～４１ｂと、移相器４２ａ～４２ｂと、９０度移相器４３ａ～４３ｂと、変調器４４ａ～４４ｄと、低域通過フィルタ４５ａ～４５ｄと、を備えている。正弦波Ｓ４２と正弦波Ｓ４４、正弦波Ｓ４２と正弦波Ｓ４５、正弦波Ｓ４４と正弦波Ｓ４３、正弦波Ｓ４３と正弦波Ｓ４５は周波数が異なるため直交しており、正弦波Ｓ４２と正弦波Ｓ４３、正弦波Ｓ４４と正弦波Ｓ４５は、周波数は等しいが９０度位相が異なるため直交しており、従って正弦波Ｓ４２～Ｓ４５は全ての組み合わせにおいて互いに直交している。
【0204】
基準信号発生器４１ａは、基準同期信号発生器１６からの基準同期信号Ｓ１７に従って、基準信号Ｓ５と同じ周波数の正弦波である基準信号Ｓ４０を発生する。ここで、基準同期信号Ｓ１７は、通常は基準同期信号Ｓ１６と同じ周波数の信号であるが、それに限られるものではなく、例えば基準同期信号Ｓ１７が基準同期信号Ｓ１６の１／２の周波数の場合でも結果的に基準信号Ｓ５と基準信号Ｓ４０の周波数が等しくなるように基準信号発生器４１ａを適宜設定すればよい。
【0205】
移相器４２ａは、変調器４４ａにおいて電気光学サンプリング部３０でサンプリングされた校正用信号Ｓ２０中の基準信号Ｓ５の位相と基準信号Ｓ４０の位相とが一致するように、基準信号Ｓ４０の位相を調整し、基準信号Ｓ４２として出力する。ここでは、移相器４２ａで基準信号Ｓ４０の位相を調整する構成としているが、基準信号発生器４１ａと移相器４２ａの順序を入れ替えて基準同期信号Ｓ１７の位相を調整し、基準信号発生器４１ａで位相の調整された基準信号Ｓ４２を直接生成して変調器４４ａに入力するようにしてもよい。また、基準信号Ｓ５の周波数が低く、校正用信号Ｓ２０と基準同期信号Ｓ１７の伝搬遅延時間差による位相差が無視できる場合は、移相器４２ａは無くてもよい。
【0206】
変調器４４ａは、電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０を基準信号Ｓ４２で変調し、低域通過フィルタ４５ａで低周波成分を抽出する。また、移相器４２ａの出力は９０度移相器４３ａを介して変調器４４ｂに入力され、変調器４４ｂは、電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０を基準信号Ｓ４２と９０度位相の異なる基準信号Ｓ４３で変調し、低域通過フィルタ４５ｂで低周波成分を抽出する。
【0207】
基準信号発生器４１ｂは、基準同期信号発生器１６からの基準同期信号Ｓ１７に従って、基準信号Ｓ７と同じ周波数の正弦波である基準信号Ｓ４１を発生する。
【0208】
移相器４２ｂは、変調器４４ｃにおいて電気光学サンプリング部３０でサンプリングされた校正用信号Ｓ２０中の基準信号Ｓ７の位相と基準信号Ｓ４１の位相とが一致するように、基準信号Ｓ４１の位相を調整し、基準信号Ｓ４４として出力する。ここでは、移相器４２ｂで基準信号Ｓ４１の位相を調整する構成としているが、基準信号発生器４１ｂと移相器４２ｂの順序を入れ替えて基準同期信号Ｓ１７の位相を調整し、基準信号発生器４１ｂで位相の調整された基準信号Ｓ４４を直接生成して変調器４４ｃに入力するようにしてもよい。また、基準信号Ｓ７の周波数が低く、校正用信号Ｓ２０と基準同期信号Ｓ１７の伝搬遅延時間差による位相差が無視できる場合は、移相器４２ｂは無くてもよい。
【0209】
変調器４４ｃは、電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０を基準信号Ｓ４４で変調し、低域通過フィルタ４５ｃで低周波成分を抽出する。また、移相器４２ｂの出力は、９０度移相器４３ｂを介して変調器４４ｄに入力され、変調器４４ｄは、電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０を基準信号Ｓ４４と９０度位相の異なる基準信号Ｓ４５で変調し、低域通過フィルタ４５ｄで低周波成分を抽出する。
【0210】
ここでは、基準同期信号Ｓ１６，Ｓ１７に従って基準信号Ｓ５と基準信号Ｓ７と基準信号Ｓ４０と基準信号Ｓ４１とを個別に発生する構成としたが、互いに周波数の異なる正弦波を発生する基準信号発生器Ａと基準信号発生器Ｂとを用意し、基準信号発生器Ａの出力信号を基準信号Ｓ５および基準信号Ｓ４０として使用し、基準信号発生器Ｂの出力信号を基準信号Ｓ７および基準信号Ｓ４１として使用する構成としてもよい。
【0211】
上記構成により電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０の４トーンが分離される。
【0212】
以下では、校正用信号Ｓ２０の４トーンの各角周波数をωＲＦ１，ωＲＦ２，ωＲＦ３，ωＲＦ４，各位相をφ１，φ２，φ３，φ４，基準信号Ｓ４０の角周波数をωｒ１，基準信号Ｓ４１の角周波数をωｒ２，光可変遅延器４の掃引レートをＲとする。
【0213】
一般に、低域通過フィルタ４５ａ～４５ｄは、｜ωｒ１－ωｒ２｜以上の角周波数を遮断し、電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０における４トーン信号の角周波数ＲωＲＦ１，ＲωＲＦ３，ＲωＲＦ２，ＲωＲＦ４を通過するように遮断周波数を設定すると、各トーンを分離することができる。低域通過フィルタ４５ａ～４５ｄの遮断周波数を低くすると、光可変遅延器４の掃引速度を遅くする必要があり、測定に時間を要するが、測定の周波数帯域が狭くなりＳＮ比が改善される。
【0214】
なお、後段のマルチトーン位相差測定部５０Ｂの位相検出部５１ａ～５１ｄは、一般に４トーンの各周波数を検出する周波数選択性を有し、マルチトーン信号分離部４０Ｂの低域通過フィルタ４５ａ～４５ｄの帯域よりも位相検出部５１ａ～５１ｄの測定帯域を狭く設定することが容易である。この場合、後者によって位相測定のＳＮ比が決まるため、マルチトーン信号分離部４０Ｂの低域通過フィルタ４５ａ～４５ｄは、本実施形態のようにマルチトーン位相差測定部５０Ｂの前にＡ／Ｄ変換を行なう場合や位相検出部５１ａ～５１ｄにおける演算量を削減するためにサンプリングレートを下げる場合におけるアンチエイリアスフィルタとして適切な遮断周波数に設定すればよい。
【0215】
また、電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０において、サンプリングされた４トーン信号の角周波数ＲωＲＦ１，ＲωＲＦ３，ＲωＲＦ２，ＲωＲＦ４ではなく、基準信号Ｓ５，基準信号Ｓ７で変調された角周波数ωｒ１±ＲωＲＦ１，ωｒ１±ＲωＲＦ３，ωｒ２±ＲωＲＦ２，ωｒ２±ＲωＲＦ４の成分を検出するため、例えば、ωｒ１とωｒ２を数ＭＨｚに設定することにより数ＭＨｚの周波数の信号を測定することになり、電気光学サンプリング部３０の受光器３３等の直流ドリフトや１／ｆ雑音を避けて高いＳＮ比で測定することが可能となる。このように、本実施形態のマルチトーン信号分離部４０Ｂは、ロックイン検出の機能とマルチトーン信号を分離する機能を併せ持ち、感度のよい測定が可能となる。
【0216】
そして、マルチトーン信号分離部４０Ｂにおいて各トーン信号が分離されるため、光可変遅延器４の掃引幅Ｔから決まる周波数分解能Δｆ＝１／Ｔよりも狭い周波数間隔で各トーン信号を配置することも可能となり、光可変遅延器４を大型化することなく周波数間隔を狭くして位相特性を測定することができる。
【0217】
さらに、校正用信号Ｓ２０に位相揺らぎが存在する場合においても、隣接するトーン信号の漏洩を未然に防止し、精度よく位相測定を行なうことが可能となる。特に、ミリ波帯のような周波数が高い校正用信号Ｓ２０を生成する場合は、局発信号Ｓ２２の位相揺らぎが大きくなるため有用である。
【0218】
また、一般に高周波のミキサやアンプ等の電気部品には非線形歪みが存在し、周波数の異なる２つの正弦波を入力すると、３次相互変調歪みによって２つの入力正弦波のスペクトルの両側に新たにスペクトルが発生する。校正用信号Ｓ２０の第１，第２，第３，第４トーンの各周波数をｆＲＦ１，ｆＲＦ２，ｆＲＦ３，ｆＲＦ４，基準信号Ｓ５を周波数ｆｒ１の正弦波、基準信号Ｓ７を周波数ｆｒ２の正弦波とすると、基準信号Ｓ５または基準信号Ｓ７による各トーンの変調によって上側帯波と下側帯波が発生する。
【0219】
この校正用信号Ｓ２０を３次の非線形素子に入力すると、第１トーンの下側帯波と第１トーンの上側帯波の３次相互変調によってｆＲＦ１から３ｆｒ１離れた周波数にスペクトルが発生し、第１トーンの下側帯波と第２トーンの上側帯波の３次相互変調によってｆＲＦ３から２ｆｒ２＋ｆｒ１離れた周波数にスペクトルが発生し、第１トーンの上側帯波と第２トーンの上側帯波の３次相互変調によってｆＲＦ３から２ｆｒ２－ｆｒ１離れた周波数にスペクトルが発生する。同様にして、校正用信号Ｓ２０の第１～第４トーンの周辺には３次相互変調歪みのスペクトルが発生する。
【0220】
このように、第１～第４トーンの付近に合計２４個の３次相互変調歪みによるスペクトルが発生するが、第１～第４トーンの上側帯波および下側帯波のいずれにも重ならない。マルチトーン信号分離部４０の低域通過フィルタ４５ａ～４５ｄの帯域または周波数選択性を持つ位相検出部５１ａ～５１ｄの片側周波数帯域を｜２ｆｒ２―２ｆｒ１｜よりも狭く設定すると、３次相互変調歪みによるスペクトルはマルチトーン信号分離部４０の低域通過フィルタ４５ａ～４５ｄの帯域外または位相検出部５１ａ～５１ｄの測定帯域外となる。従って、３次相互変調歪みの影響を受けずに正確な位相測定が可能となる。
【0221】
マルチトーン位相差測定部５０Ｂの位相検出部５１ａは、電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０における４トーンのうちの第１トーン（周波数：ＲｆＲＦ１）の位相を検出する。
【0222】
位相検出部５１ａは、マルチトーン信号サンプリング部１２０ＢのＡ／Ｄ変換器１１１ａにより得られた補正済みマルチトーン信号を入力し、正弦関数および余弦関数を乗算し、２つの乗算結果をそれぞれ所定のサンプル数だけ積算し、逆正接関数により位相を算出するディジタル演算で実現される。また、位相検出部５１ａは、マルチトーン信号サンプリング部１２０ＢのＡ／Ｄ変換器１１１ａにより得られた補正済みマルチトーン信号を入力してメモリに格納し、ＣＰＵによりオフラインで正弦関数および余弦関数を乗算し、所定のサンプル数だけ積算し、逆正接関数により位相を算出するようにしてもよい。
【0223】
同様に、位相検出部５１ｃ，５１ｂ，５１ｄは、電気光学サンプリング部３０からの電気信号Ｓ３０における第２，第３，第４トーン（周波数：ＲｆＲＦ２，ＲｆＲＦ３，ＲｆＲＦ４）の位相を検出するようになっている。中間周波信号発生器１１ａ～１１ｄで発生する中間周波信号Ｓ１～Ｓ４の位相差を補正するように逆正接関数による位相算出結果を補正してもよい。
【0224】
一般に、高周波信号の位相測定では絶対位相および位相の周波数傾斜が不定となるため、位相差算出部５２では、４トーンの各位相の２階微分を算出し、電気光学サンプリング部３０による位相差測定結果として出力する。２階微分を算出するために３トーンの位相が必要となり、４トーンの位相から２つの周波数における位相の２階微分が求まる。同様にして、Ｎトーンの位相からＮ－２点の周波数における位相の２階微分が求まるので、本手法は３トーン以上の任意のトーン数に拡張することができる。
【0225】
この処理を校正用信号Ｓ２０の４トーンの周波数を変えて繰返し、所定の周波数範囲にわたって位相の２階微分値を測定する。位相の２階微分を２階積分することにより位相の周波数特性を得ることができる。以上のようにして、電気光学サンプリング部３０による位相差測定結果Ｓ５０が位相差算出部５２から出力される。
【0226】
ミリ波帯信号測定部７０を用いて校正用信号Ｓ２０の位相差を測定する場合には、スイッチＳＷ１０、ＳＷ１、ＳＷ２１、ＳＷ２２、ＳＷ２３、ＳＷ２４を図１３下側に、スイッチＳＷ３およびＳＷ４を同図上側に設定する。マルチトーン中間周波信号発生部２５は、中間周波信号発生器２６ａ～２６ｄと、加算器２７とを備えており、中間周波信号発生器２６ａ～２６ｄにより生成された、周波数の異なる４波の中間周波信号Ｓ１１～Ｓ１４を加算器２７で合波して得られたマルチトーン中間周波信号Ｓ１５を出力する。マルチトーン中間周波信号Ｓ１５は、スイッチＳＷ１０を介して周波数変換部２１に送られ、ミリ波帯の校正用信号Ｓ２０にアップコンバートされる。校正用信号Ｓ２０は、スイッチＳＷ１、ＳＷ３を介してミリ波帯信号測定部７０に入力される。
【0227】
ミリ波帯信号測定部７０では、所定の周波数のＣＷの局発信号Ｓ７１を発生する局発信号発生部７１とミキサなどの周波数変換部７２とを用いてミリ波帯の校正用信号Ｓ２０を中間周波信号にダウンコンバートする。周波数変換部７２には、ミキサの前にイメージレスポンスを除去するフィルタが含まれていてもよい。局発信号Ｓ７１は必ずしも短パルス光Ｐ１に同期させる必要は無いが、局発信号Ｓ７１の周波数が短パルス光源２の繰返し周波数の整数倍になるように、同期処理部５から局発信号発生部７１を制御するようにしてもよい。
【0228】
中間周波信号変換部７３には、周波数変換部７２から出力された中間周波信号を再度周波数変換する第２の周波数変換器や、中間周波（ＩＦ）信号を同相（Ｉ）信号と直交（Ｑ）信号に変換する直交周波数変換器が含まれていてもよい。中間周波信号変換部７３に周波数変換が含まれる場合は、局発信号Ｓ７１の周波数に加えて中間周波信号変換部７３の局発周波数も含めてミリ波帯信号測定部７０の局発周波数と解釈する。なお、本実施形態の周波数変換部７２と周波数変換を含む場合の中間周波信号変換部７３とが、本発明のダウンコンバータに対応する。また中間周波信号変換部７３には、中間周波信号またはＩ／Ｑ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器が含まれ、ディジタル信号をマルチトーン位相差測定部５０Ｂまたは位相補正部７４に向けて出力する。
【0229】
ミリ波帯信号測定部７０の中間周波信号変換部７３からの出力信号Ｓ７０は、スイッチＳＷ２１～２４を介してマルチトーン位相差測定部５０Ｂの位相検出部５１ａ～５１ｄに入力される。マルチトーン位相差測定部５０の位相検出部５１ａ～５１ｄにおいて４トーンの各位相が検出され、位相差算出部５２において４トーンの各位相の２階微分が算出され、校正用信号Ｓ２０の４トーンの周波数を変えて位相の２階微分値の測定を繰返し、位相の２階微分を２階積分することにより位相の周波数特性を得ることができ、ミリ波帯信号測定部７０による位相差測定結果Ｓ５０'として出力される。
【0230】
位相検出部５１ａ～５１ｄにおいて、中間周波信号発生器２６ａ～２６ｄで発生する中間周波信号Ｓ１１～Ｓ１４の位相差を補正するようにしてもよい。
【0231】
［校正方法］
次に、図１３を参照して、ミリ波帯信号測定部７０の周波数変換部（ダウンコンバータ）７２、７３の周波数特性を校正する方法を説明する。
ここでは、周波数特性を振幅Ａと位相θを含む複素数Ａ・ｅｊθで表し、位相の周波数特性の校正および振幅・位相両方の周波数特性の校正のいずれにも適用できる。
次に、図１３を参照して、ミリ波帯信号測定部７０の周波数変換部（ダウンコンバータ）７２、７３の周波数特性を校正する方法を説明する。
ここでは、周波数特性を振幅Ａと位相θを含む複素数Ａ・ｅｊθで表し、位相の周波数特性の校正および振幅・位相両方の周波数特性の校正のいずれにも適用できる。
【0232】
振幅の周波数特性は、Ａ・ｅｊθの実部をｘ、虚部をｙとして位相検出部５１ａ～５１ｄの逆正接関数ｔａｎ－１（ｙ／ｘ）の代わりに絶対値（ｘ２＋ｙ２）１／２を算出して求めてもよく、位相特性校正装置１Ｂとは別のスペクトラムアナライザで測定してもよく、ＣＷ信号を用いて位相特性校正装置１Ｂとは別のパワーメータで測定してもよい。
【0233】
校正用信号Ｓ２０を電気光学サンプリング部３０に入力した時の受光器３３からの電気信号Ｓ３０の周波数特性（複素数）をＸｃ（ｆＥＯ）、校正用信号Ｓ２０をミリ波帯信号測定部７０に入力した時の中間周波信号変換部７３からの出力信号Ｓ７０の周波数特性（複素数）をＹｃ（ｆＩＦ）、ミリ波帯信号測定部７０の周波数変換部７２、７３の周波数特性（複素数）をＧ（ｆＲＦ）とする。ここで、ｆＥＯは電気光学サンプリング部３０でサンプリングされた電気信号Ｓ３０の周波数、ｆＩＦはミリ波帯信号測定部７０で周波数変換された信号Ｓ７０の周波数、ｆＲＦは校正用信号Ｓ２０およびミリ波帯信号Ｓ６０の周波数である。
【0234】
前述のように、図１３のスイッチＳＷ１０、ＳＷ１、ＳＷ２１、ＳＷ２２、ＳＷ２３、ＳＷ２４を同図上側に設定して校正用信号Ｓ２０を電気光学サンプリング部３０に入力し、マルチトーン位相差測定部５０Ｂにて測定された位相からＸｃ（ｆＥＯ）が求まる。また、スイッチＳＷ１０、ＳＷ１、ＳＷ２１、ＳＷ２２、ＳＷ２３、ＳＷ２４を同図下側に設定し、スイッチＳＷ３とＳＷ４を同図上側に設定し、校正用信号Ｓ２０をミリ波帯信号測定部７０に入力し、マルチトーン位相差測定部５０Ｂにて測定された位相からＹｃ（ｆＩＦ）が求まる。そして、次式より、Ｇ（ｆＲＦ）を求めることができる。
Ｇ（ｆＲＦ）＝Ｙｃ（ｆＲＦ－ｆＬＯ）／Ｘｃ（Ｒ・ｆＲＦ） （４）
Ｇ（ｆＲＦ）＝Ｙｃ（ｆＲＦ－ｆＬＯ）／Ｘｃ（Ｒ・ｆＲＦ） （４）
【0235】
ここで、ｆＬＯはミリ波帯信号測定部７０の局発周波数、Ｒは光可変遅延器４の掃引レート（単位時間当たりの遅延時間変化量）である。位相補正値算出部５５は、所望の周波数範囲にわたってＧ（ｆＲＦ）を算出し、ミリ波帯信号測定部７０の位相補正部７４に出力する。
【0236】
被測定信号Ｓ６０の周波数特性（複素数）をＸ（ｆＲＦ），スイッチＳＷ３およびＳＷ４を同図下側に設定して被測定信号Ｓ６０をミリ波帯信号測定部７０に入力した時の中間周波信号変換部７３からの出力信号Ｓ７０'の周波数特性（複素数）をＹ（ｆＩＦ）とすると、次式よりミリ波帯信号測定部７０の周波数変換部７２、７３の位相特性が補正されたＸ（ｆＲＦ）を求めることができる。
Ｘ（ｆＲＦ）＝Ｙ（ｆＲＦ－ｆＬＯ）／Ｇ（ｆＲＦ） （５）
Ｘ（ｆＲＦ）＝Ｙ（ｆＲＦ－ｆＬＯ）／Ｇ（ｆＲＦ） （５）
【0237】
従って、ミリ波帯信号測定部７０の中間周波信号変換部７３からの出力信号Ｓ７０'に対して、ミリ波帯信号測定部７０の局発周波数ｆＬＯだけ周波数をシフトし、ミリ波帯信号測定部７０の周波数変換部７２、７３の周波数特性Ｇ（ｆＲＦ）で除算する処理を位相補正部７４に設定することにより、ミリ波帯信号測定部７０の周波数変換部７２、７３の周波数特性の補正が可能となる。
【0238】
例えば、中間周波数に変換されたミリ波帯信号測定部７０の周波数変換部７２、７３の周波数特性（複素数）の逆数Ｈ（ｆＩＦ）＝１／Ｇ（ｆＩＦ＋ｆＬＯ）をフーリエ逆変換してミリ波帯信号測定部７０の中間周波数における時間領域のインパルス応答を算出し、そのインパルス応答を係数とするＦＩＲディジタルフィルタを位相補正部７４に構成することにより、ミリ波帯信号測定部７０の中間周波信号を時間領域で補正することが可能である。ミリ波帯信号測定部７０の中間周波信号変換部７３において中間周波（ＩＦ）信号を同相（Ｉ）信号と直交（Ｑ）信号に直交周波数変換する場合は、複素数のインパルス応答を算出し、複素ＦＩＲディジタルフィルタを使用すればよい。
【0239】
ミリ波帯信号送信部６０は、例えば、中間周波信号発生部６１と局発信号発生部６２と周波数変換部６３とからなる。図１３のスイッチＳＷ３とＳＷ４を下側に設定してミリ波帯信号送信部６０からの被測定信号Ｓ６０をミリ波帯信号測定部７０に入力し、中間周波信号変換部７３からの出力信号Ｓ７０'を位相補正部７４に入力することにより、ミリ波帯信号測定部７０の周波数変換部７２、７３の周波数特性が補正された測定結果を得ることができる。ミリ波帯信号測定部７０の位相補正部７４の後に、変調信号を解析してエラーベクトル振幅（Ｅｒｒｏｒ Ｖｅｃｔｏｒ Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ；ＥＶＭ）などを表示するシグナルアナライザの機能を含んでいてもよい。
【0240】
（第４の実施形態）
次に、図１４を参照して、本発明の第４の実施形態に係る位相特性校正装置１Ｃを説明する。
次に、図１４を参照して、本発明の第４の実施形態に係る位相特性校正装置１Ｃを説明する。
【0241】
本実施形態に係る位相特性校正装置１Ｃは、マルチトーン信号サンプリング部１２０Ｃの構成が、第３の実施形態と異なっている。その他の構成は第３の実施形態と同一であり、同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。
【0242】
具体的には、図１４に示すように、マルチトーン信号サンプリング部１２０Ｃは、マルチトーン信号分離部４０Ｂにより分離されたトーン信号をそれぞれディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄと、分周器１０７から出力された矩形波の高調波成分を遮断して正弦波に変換する低域通過フィルタ１１２と、低域通過フィルタ１１２の出力信号をＡ／Ｄ変換する第２Ａ／Ｄ変換器１１３と、干渉信号を分周した信号を基に等位相間隔を検出し、検出した等位相間隔でＡ／Ｄ変換器１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄで得られたディジタル信号をそれぞれリサンプリングするリサンプリング処理部１３０Ｃと、を備えている。
【0243】
具体的には、リサンプリング処理部１３０Ｃは、第２Ａ／Ｄ変換器１１３により得られたディジタル信号にヒルベルト変換を行うヒルベルト変換部１１４と、ヒルベルト変換部１１４の出力データから等位相間隔を検出する等位相間隔検出部１１５と、検出した等位相間隔でＡ／Ｄ変換器１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄの出力信号をそれぞれリサンプリングするリサンプリング部１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄと、を備えている。
【0244】
上記構成により、干渉信号を分周する分周器１０７の出力信号の等位相間隔で各トーン信号をリサンプルする構成により、電気光学サンプリング部３０およびマルチトーン信号分離部４０Ｂにより得られた各トーン信号を、光可変遅延器４の掃引速度によらず遅延量に対して一定の間隔でサンプリングすることができる。これにより、光可変遅延器４の掃引速度の不安定性に由来する、電気光学サンプリングで得られた信号の位相ゆらぎを補正することができる。また、第２の実施形態と同様に、必ずしも（１）式におけるオーバーサンプル比ｒ≧１を満たす分周比にする必要はなく、Ａ／Ｄ変換器１１１ａ～１１１ｄ、１１３が同じサンプリング周波数で動作するように分周比を設定することも可能である。
【0245】
（第５の実施形態）
次に、図１５を参照して、本発明の第５の実施形態に係る位相特性校正装置１Ｄを説明する。
次に、図１５を参照して、本発明の第５の実施形態に係る位相特性校正装置１Ｄを説明する。
【0246】
本実施形態に係る位相特性校正装置１Ｄは、測定用中間周波信号Ｓ８１を周波数変換（アップコンバート）して測定用信号Ｓ８０'として出力するミリ波帯信号発生部８０の周波数変換部８４の位相の周波数特性を補正する点、基準信号で変調したマルチトーン中間周波信号Ｓ１９をミリ波帯信号発生部８０の局発信号発生部８３と周波数変換部８４とでアップコンバートして校正用信号としてミリ波帯信号Ｓ８０を生成している点で、第１の実施形態と異なっている。その他の構成は第１の実施形態と同一であり、同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。なお、本実施形態のミリ波帯信号Ｓ８０、ミリ波帯信号発生部８０および周波数変換部８４が、本発明の校正用信号、信号発生部およびアップコンバータにそれぞれ対応する。
【0247】
図１５に示すように、３トーン中間周波信号発生部１０は、周波数の異なる３波以上の中間周波信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を合波し、３トーン中間周波信号Ｓ１０を出力する。基準信号変調部１７は、３トーン中間周波信号Ｓ１０を基準信号Ｓ１８で変調したマルチトーン中間周波信号Ｓ１９を出力する。スイッチＳＷ６およびＳＷ７を同図上側に設定すると、ミリ波帯信号発生部８０は、所定の周波数の局発信号Ｓ８３を用いマルチトーン中間周波信号Ｓ１９をミリ波帯信号発生部８０のアップコンバータ８４でアップコンバートして校正用信号としてのミリ波帯信号Ｓ８０を生成する。そしてミリ波帯信号Ｓ８０が電気光学サンプリング部３０に入力される。
【0248】
次に、ミリ波帯信号発生部８０の周波数変換部８４の位相の周波数特性を校正する方法について説明する。
【0249】
図１５に示す構成において、基準信号変調部１７から出力されるマルチトーン中間周波信号Ｓ１９の周波数特性（複素数）をＸｃ１（ｆＩＦ１）、ミリ波帯信号発生部８０の周波数変換部８４の周波数特性（複素数）をＧ１（ｆＲＦ）、ミリ波帯信号発生部８０の周波数変換部８４から出力されるミリ波帯信号Ｓ８０を電気光学サンプリング部３０に入力した時の受光器３３からの電気信号Ｓ３０の周波数特性（複素数）をＹｃ１（ｆＥＯ）とする。ここで、ｆＩＦ１はマルチトーン中間周波信号Ｓ１９の周波数（中間周波数）、ｆＲＦはミリ波帯信号Ｓ８０および測定用信号Ｓ８０'の周波数、ｆＥＯは電気光学サンプリング部３０でサンプリングされた電気信号Ｓ３０の周波数である。
【0250】
Ｘｃ１（ｆＩＦ１）は、３トーン中間周波信号発生部１０および基準信号変調部１７で生成するマルチトーン中間周波信号Ｓ１９の周波数特性なので既知であり、スイッチＳＷ６およびＳＷ７を図１５上側に設定してミリ波帯信号発生部８０の周波数変換部８４から出力されるミリ波帯信号Ｓ８０を電気光学サンプリング部３０に入力し、３トーン位相差測定部５０にて測定された位相からＹｃ１（ｆＥＯ）が求まり、次式よりＧ１（ｆＲＦ）を求めることができる。
Ｇ１（ｆＲＦ）＝Ｙｃ１（Ｒ・ｆＲＦ）／Ｘｃ１（ｆＲＦ－ｆＬＯ１） （６）
ここで、ｆＬＯ１はミリ波帯信号発生部８０の局発信号Ｓ８３の周波数、Ｒは光可変遅延器４の掃引レート（単位時間当たりの遅延時間変化量）である。
Ｇ１（ｆＲＦ）＝Ｙｃ１（Ｒ・ｆＲＦ）／Ｘｃ１（ｆＲＦ－ｆＬＯ１） （６）
ここで、ｆＬＯ１はミリ波帯信号発生部８０の局発信号Ｓ８３の周波数、Ｒは光可変遅延器４の掃引レート（単位時間当たりの遅延時間変化量）である。
【0251】
位相補正値算出部５５は、所望の周波数範囲にわたってＧ１（ｆＲＦ）を算出する。周波数変換部８４の周波数特性の補正は、ミリ波帯信号発生部８０の位相補正部８２において補正する方法と、ミリ波帯信号受信部９０の中間周波信号変換部９３の後に位相補正部を配置して周波数特性を補正する方法がある。図１５は前者の場合を示している。
【0252】
前者の場合は、ミリ波帯信号発生部８０の中間周波数に変換された周波数変換部８４の周波数特性（複素数）の逆数Ｈ１（ｆＩＦ１）＝１／Ｇ１（ｆＩＦ１＋ｆＬＯ１）をフーリエ逆変換してミリ波帯信号発生部８０の中間周波数における時間領域のインパルス応答を算出し、そのインパルス応答を係数とするＦＩＲディジタルフィルタをミリ波帯信号発生部８０の中間周波信号発生部８１からの信号にかければよい。
【0253】
後者の場合は、ミリ波帯信号受信部９０の中間周波数に変換された周波数変換部８４の周波数特性（複素数）の逆数Ｈ２（ｆＩＦ２）＝１／Ｇ１（ｆＩＦ２＋ｆＬＯ２）をフーリエ逆変換してミリ波帯信号受信部９０の中間周波数における時間領域のインパルス応答を算出し、そのインパルス応答を係数とするＦＩＲディジタルフィルタをミリ波帯信号受信部９０の中間周波信号変換部９３からの信号にかければよい。ここで、ｆＩＦ２はミリ波帯信号受信部９０の中間周波信号Ｓ９０の周波数、ｆＬＯ２はミリ波帯信号受信部９０の局発信号Ｓ９１の周波数である。ミリ波帯信号受信部９０は、例えば、局発信号発生部９１と周波数変換部９２と中間周波信号変換部９３とからなる。ミリ波帯信号受信部９０の中間周波信号変換部９３に周波数変換が含まれる場合は、ｆＬＯ２は局発信号Ｓ９１の周波数に加えて中間周波信号変換部９３の局発周波数も含めたものと解釈する。
【0254】
スイッチＳＷ６とＳＷ７を図１５下側に設定し、ミリ波帯信号発生部８０の中間周波信号発生部８１から出力される任意の中間周波信号Ｓ８１を位相補正部８２に入力して位相補正を行い、局発信号発生部８３と周波数変換部８４とでアップコンバートしてミリ波帯の測定用信号Ｓ８０'を生成し、ミリ波帯信号受信部９０に入力することにより、周波数変換部８４の周波数特性が補正された測定用信号Ｓ８０'を測定対象であるミリ波帯信号受信部９０で受信した結果を得ることができる。もしくは、ミリ波帯信号発生部８０の中間周波信号発生部８１から出力される任意の中間周波信号Ｓ８１を局発信号発生部８３と周波数変換部８４とでアップコンバートして位相未補正の測定用信号を生成し、ミリ波帯信号受信部９０に入力し、中間周波信号変換部９３から出力される信号に対して位相補正を行うことにより、周波数変換部８４の周波数特性が補正された測定用信号Ｓ８０'を測定対象であるミリ波帯信号受信部９０で受信した場合に相当する結果を得ることができる。
【0255】
ミリ波帯信号発生部８０の中間周波信号発生部８１で発生する中間周波信号Ｓ８１をＱＰＳＫなどの変調信号とし、ミリ波帯信号受信部９０から出力される変調信号を解析してエラーベクトル振幅（ＥＶＭ）などを表示するようにしてもよい。
【0256】
（第６の実施形態）
次に、図１６を参照して、本発明の第６の実施形態に係る位相特性校正装置１Ｅを説明する。
次に、図１６を参照して、本発明の第６の実施形態に係る位相特性校正装置１Ｅを説明する。
【0257】
本実施形態に係る位相特性校正装置１Ｅは、マルチトーン中間周波信号発生・基準信号変調部１０Ｂ、マルチトーン信号分離部４０Ｂ、マルチトーン信号サンプリング部１２０Ｂ、およびマルチトーン位相差測定部５０Ｂの構成が、第５の実施形態と異なっている。その他の構成は第５の実施形態と同一であり、同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。
【0258】
具体的には、図１６に示すように、マルチトーン中間周波信号発生・基準信号変調部１０Ｂは、周波数の異なる３波以上の中間周波信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を、中間周波信号と同一個数の互いに直交した基準信号Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８でそれぞれ変調し合波したマルチトーン中間周波信号Ｓ１０を出力する。スイッチＳＷ６およびＳＷ７を同図上側に設定すると、ミリ波帯信号発生部８０は、所定の周波数の局発信号Ｓ８３を用いマルチトーン中間周波信号Ｓ１０をミリ波帯信号発生部８０のアップコンバータ８４でアップコンバートして校正用信号としてのミリ波帯信号Ｓ８０を生成する。そしてミリ波帯信号Ｓ８０が電気光学サンプリング部３０に入力される。
【0259】
マルチトーン信号分離部４０Ｂ、マルチトーン信号サンプリング部１２０Ｂ、およびマルチトーン位相差測定部５０Ｂの構成は、第３の実施形態と同じである。また、ミリ波帯信号発生部８０のアップコンバータ８４の位相特性の校正方法は、第５の実施形態と同じである。
【0260】
上記構成により、本実施形態に係る位相特性校正装置１Ｅは、測定用中間周波信号をアップコンバートして測定用信号として出力するミリ波帯信号発生部８０のアップコンバータの位相の周波数特性を補正するために、校正用信号としてのミリ波帯信号Ｓ８０を電気光学サンプリング部３０に入力し、マルチトーン信号分離部４０Ｂにて各トーン信号に分離し、マルチトーン位相差測定部５０Ｂにて位相を測定する際、干渉信号の周波数を分周して得られた信号に従って、各トーン信号をサンプリングしているので、光可変遅延器４の掃引速度の不安定性等に起因する各トーン信号の位相のゆらぎを低減し、ＳＮ比を向上させることができる。
【0261】
（第７の実施形態）
次に、図１７を参照して、本発明の第７の実施形態に係る位相特性校正装置１Ｆを説明する。本実施形態に係る位相特性校正装置１Ｆは、マルチトーン信号サンプリング部１２０Ａの構成が、第５の実施形態（図１５）と異なっており、その他の構成は第５の実施形態と同一であり、同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。
次に、図１７を参照して、本発明の第７の実施形態に係る位相特性校正装置１Ｆを説明する。本実施形態に係る位相特性校正装置１Ｆは、マルチトーン信号サンプリング部１２０Ａの構成が、第５の実施形態（図１５）と異なっており、その他の構成は第５の実施形態と同一であり、同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。
【0262】
マルチトーン信号サンプリング部１２０Ａの構成は、第２の実施形態（図１２）と同じである。図１７に示すように、マルチトーン信号サンプリング部１２０Ａは、ロックイン検出部４０から出力されたマルチトーン信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１１１と、分周器１０７から出力された矩形波の高調波成分を遮断して正弦波に変換する低域通過フィルタ１１２と、低域通過フィルタ１１２の出力信号をＡ／Ｄ変換する第２Ａ／Ｄ変換器１１３と、干渉信号を分周した信号を基に等位相間隔を検出し、検出した等位相間隔でＡ／Ｄ変換器１１１から出力されたディジタル信号をリサンプリングするリサンプリング処理部１３０とを備えている。
【0263】
また、ミリ波帯信号発生部８０のアップコンバータ８４の位相特性の校正方法は、第５の実施形態で説明した校正方法と同じであるので、説明は省略する。
【0264】
上記構成により、第７の実施形態に係る位相特性校正装置１Ｆは、測定用中間周波信号をアップコンバートして測定用信号として出力するミリ波帯信号発生部８０のアップコンバータの位相の周波数特性を補正するために、校正用信号としてのミリ波帯信号Ｓ８０を電気光学サンプリング部３０に入力し、ロックイン検出部４０にてマルチトーン信号を検出し、３トーン位相差測定部５０にて位相を測定する際、干渉信号の周波数を分周して得られた信号に従って、各トーン信号をリサンプリングしているので、光可変遅延器４の掃引速度の不安定性等に起因する各トーン信号の位相のゆらぎを低減し、ＳＮ比を向上させることができ、以って位相特性校正の精度を改善することができる。
【0265】
（第８の実施形態）
次に、図１８を参照して、本発明の第８の実施形態に係る位相特性校正装置１Ｇを説明する。本実施形態に係る位相特性校正装置１Ｇは、マルチトーン信号サンプリング部１２０Ｃの構成が、第６の実施形態（図１６）と異なっており、その他の構成は第６の実施形態と同一であり、同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。
次に、図１８を参照して、本発明の第８の実施形態に係る位相特性校正装置１Ｇを説明する。本実施形態に係る位相特性校正装置１Ｇは、マルチトーン信号サンプリング部１２０Ｃの構成が、第６の実施形態（図１６）と異なっており、その他の構成は第６の実施形態と同一であり、同一の構成については同一の符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。
【0266】
マルチトーン信号サンプリング部１２０Ｃの構成は、第４の実施形態（図１４）と同じである。図１８に示すように、マルチトーン信号サンプリング部１２０Ｃは、マルチトーン信号分離部４０Ｂにより分離されたトーン信号をそれぞれディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄと、分周器１０７から出力された矩形波の高調波成分を遮断して正弦波に変換する低域通過フィルタ１１２と、低域通過フィルタ１１２の出力信号をＡ／Ｄ変換する第２Ａ／Ｄ変換器１１３と、干渉信号を分周した信号を基に等位相間隔を検出し、検出した等位相間隔でＡ／Ｄ変換器１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄで得られたディジタル信号をそれぞれリサンプリングするリサンプリング処理部１３０Ｃとを備えている。
【0267】
ミリ波帯信号発生部８０のアップコンバータ８４の位相特性の校正方法は、第６の実施形態で説明した校正方法と同じであるので、説明は省略する。
【0268】
上記構成により、第８の実施形態に係る位相特性校正装置１Ｇは、測定用中間周波信号をアップコンバートして測定用信号として出力するミリ波帯信号発生部８０のアップコンバータの位相の周波数特性を補正するために、校正用信号としてのミリ波帯信号Ｓ８０を電気光学サンプリング部３０に入力し、マルチトーン信号分離部４０Ｂにて各トーン信号に分離し、マルチトーン位相差測定部５０Ｂにて位相を測定する際、干渉信号の周波数を分周して得られた信号に従って、各トーン信号をリサンプリングしているので、光可変遅延器４の掃引速度の不安定性等に起因する各トーン信号の位相のゆらぎを低減し、ＳＮ比を向上させることができ、以って位相特性校正の精度を改善することができる。
【産業上の利用可能性】
【0269】
以上述べたように、本発明は、光可変遅延器の掃引速度の不安定性等に起因する電気光学サンプリングされたトーン信号の位相のゆらぎを低減し、ＳＮ比を向上させることにより、位相特性校正の精度を改善することができるという効果を有し、位相特性校正装置および位相特性校正方法の全般に有用である。
【符号の説明】
【0270】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ、１Ｇ 位相特性校正装置
２、３０２ 短パルス光源（パルス光源）
３ 光分岐器
４、２０４ 光可変遅延器（可変遅延器）
５ 同期処理部
１０ ３トーン中間周波信号発生部
１０Ｂ マルチトーン中間周波信号発生・基準信号変調部（マルチトーン中間周波信号発生部）
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 中間周波信号発生器
１２ａ、１２ｂ 基準信号発生器
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ 変調器
１４ａ、１４ｂ ９０度移相器
１５ 加算器
１６ 基準同期信号発生器
１７ 基準信号変調部
１８ 局発信号発生器
１９ 変調器
２０ 校正用信号生成部
２１ 周波数変換部
２２ 局発信号発生部
３０ 電気光学サンプリング部
３１ 電気光学結晶
３２ 偏波分離部
３３ 受光器
４０ ロックイン検出部
４０Ｂ マルチトーン信号分離部（ロックイン検出部）
４１ａ、４１ｂ 基準信号発生器
４２ａ、４２ｂ 移相器
４３ａ、４３ｂ ９０度移相器
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ 変調器
４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ 低域通過フィルタ
５０ ３トーン位相差測定部
５０Ｂ マルチトーン位相差測定部
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ 位相検出部
５２ 位相差算出部
５５ 位相補正値算出部
６０ ミリ波帯信号送信部
７０ ミリ波帯信号測定部（信号測定部）
７２ 周波数変換部（ダウンコンバータ）
７３ 中間周波信号変換部（ダウンコンバータ）
８０ ミリ波帯信号発生部（信号発生部）
８２ 位相補正部
８３ 局発信号発生部
８４ 周波数変換部（アップコンバータ）
９０ ミリ波帯信号受信部
９１ 局発信号発生部
９２ 周波数変換部
９３ 中間周波信号変換部
１００ 遅延量補正部
１０１ ＣＷ光源
１０２、１０４ 光分波器
１０３、１０５ 光合波器
１０３Ａ 偏光ビームコンバイナ
１０４Ａ 偏光ビームスプリッタ
１０６ 受光器
１０７ 分周器
１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄ、１１０Ｅ、１１０Ｆ 干渉計
１１１、１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、３１１ Ａ／Ｄ変換器
１１２ 低域通過フィルタ
１１３ Ａ／Ｄ変換器（第２Ａ／Ｄ変換器）
１１４ ヒルベルト変換器
１１５ 等位相間隔検出部
１１６、１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄ リサンプリング部
１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ マルチトーン信号サンプリング部
１３０、１３０Ｃ リサンプリング処理部
２、３０２ 短パルス光源（パルス光源）
３ 光分岐器
４、２０４ 光可変遅延器（可変遅延器）
５ 同期処理部
１０ ３トーン中間周波信号発生部
１０Ｂ マルチトーン中間周波信号発生・基準信号変調部（マルチトーン中間周波信号発生部）
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 中間周波信号発生器
１２ａ、１２ｂ 基準信号発生器
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ 変調器
１４ａ、１４ｂ ９０度移相器
１５ 加算器
１６ 基準同期信号発生器
１７ 基準信号変調部
１８ 局発信号発生器
１９ 変調器
２０ 校正用信号生成部
２１ 周波数変換部
２２ 局発信号発生部
３０ 電気光学サンプリング部
３１ 電気光学結晶
３２ 偏波分離部
３３ 受光器
４０ ロックイン検出部
４０Ｂ マルチトーン信号分離部（ロックイン検出部）
４１ａ、４１ｂ 基準信号発生器
４２ａ、４２ｂ 移相器
４３ａ、４３ｂ ９０度移相器
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ 変調器
４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ 低域通過フィルタ
５０ ３トーン位相差測定部
５０Ｂ マルチトーン位相差測定部
５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ 位相検出部
５２ 位相差算出部
５５ 位相補正値算出部
６０ ミリ波帯信号送信部
７０ ミリ波帯信号測定部（信号測定部）
７２ 周波数変換部（ダウンコンバータ）
７３ 中間周波信号変換部（ダウンコンバータ）
８０ ミリ波帯信号発生部（信号発生部）
８２ 位相補正部
８３ 局発信号発生部
８４ 周波数変換部（アップコンバータ）
９０ ミリ波帯信号受信部
９１ 局発信号発生部
９２ 周波数変換部
９３ 中間周波信号変換部
１００ 遅延量補正部
１０１ ＣＷ光源
１０２、１０４ 光分波器
１０３、１０５ 光合波器
１０３Ａ 偏光ビームコンバイナ
１０４Ａ 偏光ビームスプリッタ
１０６ 受光器
１０７ 分周器
１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄ、１１０Ｅ、１１０Ｆ 干渉計
１１１、１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄ、３１１ Ａ／Ｄ変換器
１１２ 低域通過フィルタ
１１３ Ａ／Ｄ変換器（第２Ａ／Ｄ変換器）
１１４ ヒルベルト変換器
１１５ 等位相間隔検出部
１１６、１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄ リサンプリング部
１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ マルチトーン信号サンプリング部
１３０、１３０Ｃ リサンプリング処理部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】