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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】P2024017612
(43)【公開日】2024-02-08
(54)【発明の名称】送信器、受信器、通信システム及び位置決定情報取得方法
(51)【国際特許分類】
H04B 10/112 20130101AFI20240201BHJP
H04B 10/80 20130101ALI20240201BHJP
H04J 14/02 20060101ALI20240201BHJP
【ＦＩ】
H04B10/112
H04B10/80
H04J14/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022120366
(22)【出願日】2022-07-28
(71)【出願人】
【識別番号】000004226
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】504176911
【氏名又は名称】国立大学法人大阪大学
(74)【代理人】
【識別番号】110001634
【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】原 一貴
(72)【発明者】
【氏名】胡間 遼
(72)【発明者】
【氏名】五十嵐 稜
(72)【発明者】
【氏名】可児 淳一
(72)【発明者】
【氏名】永妻 忠夫
【テーマコード（参考）】
5K102
【Ｆターム（参考）】
5K102AA22
5K102AL23
5K102MH02
5K102MH03
5K102MH14
5K102MH15
5K102PB01
5K102PB13
5K102PB15
5K102PH31
5K102PH41
5K102PH45
5K102PH47
5K102PH48
5K102PH49
5K102PH50
5K102RB02
(57)【要約】
【課題】ミリ波又はテラヘルツ波のような高周波数帯を用いた通信における送信器と受信器の位置決めを容易に行うこと。
【解決手段】ミリ波又はテラヘルツ波の無線電波を、アンテナを介して送信する送信部と、１以上の波長の光波を出力する光源と、無線電波と１以上の波長の光波とを同軸上で伝送させる反射部と、を備える送信器。
【選択図】図１
【解決手段】ミリ波又はテラヘルツ波の無線電波を、アンテナを介して送信する送信部と、１以上の波長の光波を出力する光源と、無線電波と１以上の波長の光波とを同軸上で伝送させる反射部と、を備える送信器。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ミリ波又はテラヘルツ波の無線電波を、アンテナを介して送信する送信部と、
１以上の波長の光波を出力する光源と、
前記無線電波と前記１以上の波長の光波とを同軸上で伝送させる反射部と、
を備える送信器。
１以上の波長の光波を出力する光源と、
前記無線電波と前記１以上の波長の光波とを同軸上で伝送させる反射部と、
を備える送信器。
【請求項2】
前記反射部は、前記アンテナの同軸上に設置され、前記光源から出力された前記１以上の波長の光波を反射することで前記無線電波と前記１以上の波長の光波とを同軸上で伝送させる反射媒体、
又は、前記アンテナの同軸上に設置され、前記光源から出力された前記１以上の波長の光波を反射することで前記無線電波と前記１以上の波長の光波とを同軸上で伝送させる反射媒体と、前記無線電波と前記１以上の波長の光波との方路を変更するための第１のミラーとの組み合わせ、
又は、前記光源から出力された前記１以上の波長の光波を出力する開口部を有し、前記無線電波の方路を変更するための第２のミラーのいずれかである、
請求項１に記載の送信器。
又は、前記アンテナの同軸上に設置され、前記光源から出力された前記１以上の波長の光波を反射することで前記無線電波と前記１以上の波長の光波とを同軸上で伝送させる反射媒体と、前記無線電波と前記１以上の波長の光波との方路を変更するための第１のミラーとの組み合わせ、
又は、前記光源から出力された前記１以上の波長の光波を出力する開口部を有し、前記無線電波の方路を変更するための第２のミラーのいずれかである、
請求項１に記載の送信器。
【請求項3】
送信器から送信された１以上の波長の光波を集光する集光レンズと、
前記送信器から送信された前記１以上の波長の光波と同軸上で伝送された無線電波を少なくとも受信するアンテナと、
前記アンテナの前段又は後段のいずれかで前記１以上の波長の光波を受信する受信部と、
を備える受信器。
前記送信器から送信された前記１以上の波長の光波と同軸上で伝送された無線電波を少なくとも受信するアンテナと、
前記アンテナの前段又は後段のいずれかで前記１以上の波長の光波を受信する受信部と、
を備える受信器。
【請求項4】
前記送信器から同軸上で送信された前記１以上の波長の光波と前記無線電波のうち、前記１以上の波長の光波を前記アンテナの前段で反射する反射部材をさらに備え、
前記受信部は、前記反射部材により反射された前記１以上の波長の光波を受信する、
請求項３に記載の受信器。
前記受信部は、前記反射部材により反射された前記１以上の波長の光波を受信する、
請求項３に記載の受信器。
【請求項5】
前記受信部は、前記アンテナ内を伝搬した前記１以上の波長の光波と前記無線電波のうち、前記１以上の波長の光波を受信する、
請求項４に記載の受信器。
請求項４に記載の受信器。
【請求項6】
送信器と、受信器とを備える通信システムであって、
前記送信器は、
ミリ波又はテラヘルツ波の無線電波を、アンテナを介して送信する送信部と、
１以上の波長の光波を出力する光源と、
前記アンテナの同軸上に設置され、前記光源から出力された前記１以上の波長の光波を反射することで前記無線電波と前記１以上の波長の光波とを同軸上で伝送させる反射部と、
前記受信器から折り返された光波を、前記反射部を介して受信し、受信した前記光波に基づく電流値、電圧値又は光の強度のいずれかを取得する取得部と、
を備え、
前記受信器は、
前記送信器から同軸上で送信された前記１以上の波長の光波と前記無線電波のうち、前記１以上の波長の光波を反射する第１の反射部と、
前記第１の反射部で反射された前記１以上の波長の光波のうち少なくとも１波長の光波を反射する第２の反射部と、
を備え、
前記第１の反射部は、前記第２の反射部により反射された前記１波長の光波を前記送信器に反射する、通信システム。
前記送信器は、
ミリ波又はテラヘルツ波の無線電波を、アンテナを介して送信する送信部と、
１以上の波長の光波を出力する光源と、
前記アンテナの同軸上に設置され、前記光源から出力された前記１以上の波長の光波を反射することで前記無線電波と前記１以上の波長の光波とを同軸上で伝送させる反射部と、
前記受信器から折り返された光波を、前記反射部を介して受信し、受信した前記光波に基づく電流値、電圧値又は光の強度のいずれかを取得する取得部と、
を備え、
前記受信器は、
前記送信器から同軸上で送信された前記１以上の波長の光波と前記無線電波のうち、前記１以上の波長の光波を反射する第１の反射部と、
前記第１の反射部で反射された前記１以上の波長の光波のうち少なくとも１波長の光波を反射する第２の反射部と、
を備え、
前記第１の反射部は、前記第２の反射部により反射された前記１波長の光波を前記送信器に反射する、通信システム。
【請求項7】
前記受信器は、
前記１以上の波長の光波に基づく電流値、電圧値又は光の強度のいずれかを取得する取得部と、
前記第１の反射部で反射された前記１以上の波長の光波を分岐、又は、波長毎に分波して、少なくとも前記第２の反射部及び前記取得部に出力する振分部と、
をさらに備える、
請求項６に記載の通信システム。
前記１以上の波長の光波に基づく電流値、電圧値又は光の強度のいずれかを取得する取得部と、
前記第１の反射部で反射された前記１以上の波長の光波を分岐、又は、波長毎に分波して、少なくとも前記第２の反射部及び前記取得部に出力する振分部と、
をさらに備える、
請求項６に記載の通信システム。
【請求項8】
送信器と、受信器とを備える通信システムにおける前記送信器と前記受信器との位置決定情報取得方法であって、
前記送信器が、
ミリ波又はテラヘルツ波の無線電波を、アンテナを介して送信し、
１以上の波長の光波を出力し、
前記１以上の波長の光波を反射することで前記無線電波と前記１以上の波長の光波とを同軸上で伝送させ、
前記受信器から折り返された光波を受信し、受信した前記光波に基づく電流値、電圧値又は光の強度のいずれかを取得し、
前記受信器が、
前記送信器から同軸上で送信された前記１以上の波長の光波と前記無線電波のうち、前記１以上の波長の光波を反射し、
反射された前記１以上の波長の光波のうち少なくとも１波長の光波を反射して、前記１波長の光波を前記送信器に反射する、
位置決定情報取得方法。
前記送信器が、
ミリ波又はテラヘルツ波の無線電波を、アンテナを介して送信し、
１以上の波長の光波を出力し、
前記１以上の波長の光波を反射することで前記無線電波と前記１以上の波長の光波とを同軸上で伝送させ、
前記受信器から折り返された光波を受信し、受信した前記光波に基づく電流値、電圧値又は光の強度のいずれかを取得し、
前記受信器が、
前記送信器から同軸上で送信された前記１以上の波長の光波と前記無線電波のうち、前記１以上の波長の光波を反射し、
反射された前記１以上の波長の光波のうち少なくとも１波長の光波を反射して、前記１波長の光波を前記送信器に反射する、
位置決定情報取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、送信器、受信器、通信システム及び位置決定情報取得方法に関する。
【背景技術】
【0002】
現在、高速無線通信方式として、ミリ波又はテラヘルツ波をキャリアに使った通信方式と、赤外光をキャリアに使った通信方式（例えば、自由空間無線：ＦＳＯ：Free Space Optics）が競合している。特にテラヘルツ波は、約１００ＧＨｚ～１０ＴＨｚまでの周波数帯を示し、この周波数帯は電波法で周波数の割り当てがされていない。そのため、高いキャリア周波数と広い周波数帯から、高速無線通信への適用に期待ができる。
【0003】
電波（光波）は、キャリア周波数が増大するにつれて、直進性が増大する特性を持つ。そのため、ビーム幅の狭いＦＳＯのような高周波キャリアを用いることで、伝搬中に意図しないユーザや悪意のあるユーザによる信号の受信を低減することできる。したがって、高周波信号を使うことはセキュリティを高める観点で有効であるが、シンチレーションや大気の分散の影響を受けやすく、広帯域の信号を伝送すること（高速信号伝送）には適していない。そのため、広帯域の信号伝送には、ミリ波ないしはテラヘルツ波を用いた通信方式が望まれる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】永妻忠夫, “テラヘルツ波が拓く超高速無線通信”, 精密工学会誌/Journal of the Japan Society for Precision Engineering Vol.82, No.3, 2016
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、ミリ波又はテラヘルツ波は、可視光の視認性を利用したＦＳＯのようにビームの到達位置を目視で確認することができず、送信器と受信器の位置決め（置局設計）が容易ではないという問題があった。ミリ波やテラヘルツ波は、直進性が高いため、送信器と受信器の位置決めを高精度で実施しないと、受信面からのビームのずれによる受信感度の低下を招いてしまう。
【0006】
上記事情に鑑み、本発明は、ミリ波又はテラヘルツ波のような高周波数帯を用いた通信における送信器と受信器の位置決めを容易に行うことができる技術の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一態様は、ミリ波又はテラヘルツ波の無線電波を、アンテナを介して送信する送信部と、１以上の波長の光波を出力する光源と、前記無線電波と前記１以上の波長の光波とを同軸上で伝送させる反射部と、を備える送信器である。
【0008】
本発明の一態様は、送信器から送信された１以上の波長の光波を集光する集光レンズと、前記送信器から送信された前記１以上の波長の光波と同軸上で伝送された無線電波を少なくとも受信するアンテナと、前記アンテナの前段又は後段のいずれかで前記１以上の波長の光波を受信する受信部と、を備える受信器である。
【0009】
本発明の一態様は、送信器と、受信器とを備える通信システムであって、前記送信器は、ミリ波又はテラヘルツ波の無線電波を、アンテナを介して送信する送信部と、１以上の波長の光波を出力する光源と、前記アンテナの同軸上に設置され、前記光源から出力された前記１以上の波長の光波を反射することで前記無線電波と前記１以上の波長の光波とを同軸上で伝送させる反射部と、前記受信器から折り返された光波を、前記反射部を介して受信し、受信した前記光波に基づく電流値、電圧値又は光の強度のいずれかを取得する取得部と、を備え、前記受信器は、前記送信器から同軸上で送信された前記１以上の波長の光波と前記無線電波のうち、前記１以上の波長の光波を反射する第１の反射部と、前記第１の反射部で反射された前記１以上の波長の光波のうち少なくとも１波長の光波を反射する第２の反射部と、を備え、前記第１の反射部は、前記第２の反射部により反射された前記１波長の光波を前記送信器に反射する、通信システムである。
【0010】
本発明の一態様は、送信器と、受信器とを備える通信システムにおける前記送信器と前記受信器との位置決定情報取得方法であって、前記送信器が、ミリ波又はテラヘルツ波の無線電波を、アンテナを介して送信し、１以上の波長の光波を出力し、前記１以上の波長の光波を反射することで前記無線電波と前記１以上の波長の光波とを同軸上で伝送させ、前記受信器から折り返された光波を受信し、受信した前記光波に基づく電流値、電圧値又は光の強度のいずれかを取得し、前記受信器が、前記送信器から同軸上で送信された前記１以上の波長の光波と前記無線電波のうち、前記１以上の波長の光波を反射し、反射された前記１以上の波長の光波のうち少なくとも１波長の光波を反射して、前記１波長の光波を前記送信器に反射する、位置決定情報取得方法である。
【発明の効果】
【0011】
本発明により、ミリ波又はテラヘルツ波のような高周波数帯を用いた通信における送信器と受信器の位置決めを容易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】第１の実施形態における通信システムの構成例を示す図である。
【図2】第１の実施形態における送信器の他の構成例（その１）を示す図である。
【図3】第１の実施形態における送信器の他の構成例（その２）を示す図である。
【図4】第１の実施形態における送信器の他の構成例（その３）を示す図である。
【図5】第１の実施形態における送信器の他の構成例（その４）を示す図である。
【図6】第１の実施形態における受信器の他の構成例（その１）を示す図である。
【図7】第１の実施形態における受信器の他の構成例（その２）を示す図である。
【図8】第１の実施形態における受信器の他の構成例（その３）を示す図である。
【図9】第１の実施形態における通信システムにおける送信器と受信器の設置地決定処理の流れを示すシーケンス図である。
【図10】第２の実施形態における通信システムの構成例を示す図である。
【図11】第２の実施形態の変形例２における通信システムの構成例を示す図である。
【図12】第２の実施形態の変形例３における通信システムの構成例を示す図である。
【図13】第２の実施形態の変形例４における通信システムの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【0014】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における通信システム１００の構成例を示す図である。通信システム１００は、送信器１０と、受信器２０とを備える。通信システム１００では、送信器１０と、受信器２０との間で通信を行うために、事前に送信器１０と受信器２０の設置位置を決定する必要がある。送信器１０と受信器２０の設置位置を決定するとは、送信器１０のアンテナの位置と、受信器２０のアンテナの位置とを決定することを意味する。送信器１０と受信器２０は、設置位置を決定するための構成を備える。
図１は、第１の実施形態における通信システム１００の構成例を示す図である。通信システム１００は、送信器１０と、受信器２０とを備える。通信システム１００では、送信器１０と、受信器２０との間で通信を行うために、事前に送信器１０と受信器２０の設置位置を決定する必要がある。送信器１０と受信器２０の設置位置を決定するとは、送信器１０のアンテナの位置と、受信器２０のアンテナの位置とを決定することを意味する。送信器１０と受信器２０は、設置位置を決定するための構成を備える。
【0015】
送信器１０には、設置位置を決定するための構成として、ミリ波又はテラヘルツ波の電波を出力するアンテナの同軸上に光波を反射する反射媒体が設置される。送信器１０は、ミリ波又はテラヘルツ波の電波と、光波を同軸上で伝送させる。
【0016】
受信器２０には、設置位置を決定するための構成として、ミリ波又はテラヘルツ波の電波を受信するアンテナの同軸上に光波を反射する反射媒体が設置される。受信器２０は、ミリ波又はテラヘルツ波の電波をアンテナで受信し、反射媒体で反射された光波を光学系で受信する。光波の到達位置に、ミリ波又はテラヘルツ波の電波を受信するアンテナを設置することで設置位置を決定することができる。なお、光波は、アンテナの位置決めに利用する以外にもキャリアとして変調信号を送信又は受信しても同様の効果が得られるとともに無線伝送＋光空間伝送の組み合わせにより同一空間上での伝送帯域を拡張することができる。以下、送信器１０及び受信器２０の具体的な構成例について説明する。
【0017】
送信器１０は、信号生成部１０１と、送信部１０２と、アンテナ１０３と、光源１０４と、光ファイバ１０５と、コリメータレンズ１０６と、反射媒体１０７とを備える。なお、送信器１０が備える光源１０４、光ファイバ１０５、コリメータレンズ１０６及び反射媒体１０７は、送信側の位置を決めるために用いられる装置（以下「送信側位置決め装置」という。）である。送信側位置決め装置は、送信器１０の内部に備えられず、外部に備えられてもよい。送信側位置決め装置が外部に備えられることで、送信器１０の位置決めが決定した後に取り外しが容易になる。
【0018】
信号生成部１０１は、無線電波として送信対象となる信号を生成する。
【0019】
送信部１０２は、信号生成部１０１によって生成された信号を、ミリ波又はテラヘルツ波の無線電波としてアンテナ１０３を介して送信する。
【0020】
光源１０４は、光波を出力する。
【0021】
光ファイバ１０５は、光源１０４と、コリメータレンズ１０６とを接続し、光源１０４から出力された光をコリメータレンズ１０６に入力する。
【0022】
コリメータレンズ１０６は、光ファイバ１０５を介して入力された光波を平行にして出力する。
【0023】
反射媒体１０７は、アンテナ１０３の同軸上であって、かつ、コリメータレンズ１０６から出力された光波を受信器２０に反射可能な位置及び向きで設置される。反射媒体１０７は、コリメータレンズ１０６から出力された光波を反射する。反射媒体１０７は、例えば、偏光板や高分子薄膜等で形成された反射ミラーである。反射媒体１０７は、反射部の一態様である。
【0024】
受信器２０は、集光レンズ２０１と、反射媒体２０２と、アンテナ２０３と、コリメータレンズ２０４とを備える。なお、受信器２０が備える集光レンズ２０１、反射媒体２０２及びコリメータレンズ２０４は、受信側の位置を決めるために用いられる装置（以下「受信側位置決め装置」という。）である。受信側位置決め装置は、受信器２０の内部に備えられず、外部に備えられてもよい。受信側位置決め装置が外部に備えられることで、受信器２０の位置決めが決定した後に取り外しが容易になる。
【0025】
集光レンズ２０１は、送信器１０から出力された光波を集光する。
【0026】
反射媒体２０２は、アンテナ２０３の同軸上であって、かつ、集光レンズ２０１によって集光された光波を反射可能な位置及び向きで設置される。送信器１０と受信器２０との設置位置が正しい位置であれば、反射媒体２０２は、集光レンズ２０１によって集光された光波をコリメータレンズ２０４に向けて反射する。ここで、送信器１０と受信器２０との設置位置が正しい位置とは、送信器１０から送信されたミリ波又はテラヘルツ波の電波を、閾値以上の受信感度で受信可能な位置である。反射媒体２０２は、第１の反射部の一態様である。
【0027】
アンテナ２０３は、送信器１０から送信されたミリ波又はテラヘルツ波の電波を受信する。
【0028】
コリメータレンズ２０４は、反射媒体２０２によって反射された光波を平行にして光ファイバに出力する。コリメータレンズ２０４及び光ファイバを介して光波が得られれば送信器１０と受信器２０との設置位置が正しいとみなすことができる。
【0029】
なお、上述した例では、送信器１０において、光ファイバ１０５及びコリメータレンズ１０６を用いてミリ波又はテラヘルツ波の電波と光波とを結合する構成を示した。それに対して、ＬＤ（Laser Diode）とコリメータレンズを設置し、空間光学系でミリ波・テラヘルツ波と結合しても同様の効果が得られる。
【0030】
次に、図２から図５を用いて、送信器１０の他の構成について説明する。図２は、第１の実施形態における送信器の他の構成例（その１）を示す図である。図２に示すように、送信器１０ａは、信号生成部１０１と、送信部１０２と、アンテナ１０３と、光源１０４と、光ファイバ１０５と、コリメータレンズ１０６と、反射媒体１０７ａとを備える。なお、送信器１０ａが備える光源１０４、光ファイバ１０５、コリメータレンズ１０６及び反射媒体１０７ａは、送信側位置決め装置であり、送信器１０ａの内部に備えられず、外部に備えられてもよい。送信器１０ａは、反射媒体１０７に代えて反射媒体１０７ａを備える点で送信器１０と構成が異なる。送信器１０ａのその他の構成については送信器１０と同様である。以下、送信器１０との相違点について説明する。
【0031】
反射媒体１０７ａは、図１に示す反射媒体１０７よりもサイズが小さい小型の媒体である。サイズが異なる点を除けば、そのほかは反射媒体１０７と同様である。このように、光波を反射する媒体を小型にすることで、電波の回折による影響を低減することが可能になる。反射媒体１０７ａは、反射部の一態様である。
【0032】
図３は、第１の実施形態における送信器の他の構成例（その２）を示す図である。図３に示すように、送信器１０ｂは、信号生成部１０１と、送信部１０２と、アンテナ１０３と、光源１０４と、光ファイバ１０５と、コリメータレンズ１０６と、反射媒体１０７と、レンズ１０８とを備える。なお、送信器１０ｂが備える光源１０４、光ファイバ１０５、コリメータレンズ１０６、反射媒体１０７及びレンズ１０８は、送信側位置決め装置であり、送信器１０ｂの内部に備えられず、外部に備えられてもよい。送信器１０ｂは、レンズ１０８を新たに備える点で送信器１０と構成が異なる。送信器１０ｂのその他の構成については送信器１０と同様である。以下、送信器１０との相違点について説明する。
【0033】
レンズ１０８は、例えば、長距離伝搬をする際には、ミリ波又はテラヘルツ波の電波を平行にするために用いられるレンズ（例えば、シリンドリカルレンズ等）である。このように、レンズ１０８をさらに備えることで、無線電波を平行ビームに変換することができる。なお、送信器１０ｂにおける反射媒体１０７は、反射媒体１０７ａであってもよい。このように、図３に示す送信器１０ｂは、コリメータレンズ１０６から出力された光波を反射媒体１０７により反射させ、かつ、アンテナ１０３から出力された電波をレンズ１０８により平行ビームに変換することで、ミリ波又はテラヘルツ波の電波と、光波を同軸上で伝送する。
【0034】
図４は、第１の実施形態における送信器の他の構成例（その３）を示す図である。図４に示すように、送信器１０ｃは、信号生成部１０１と、送信部１０２と、アンテナ１０３と、光源１０４と、光ファイバ１０５と、コリメータレンズ１０６と、反射媒体１０７と、放物面ミラー１０９とを備える。なお、送信器１０ｃが備える光源１０４、光ファイバ１０５、コリメータレンズ１０６、反射媒体１０７及び放物面ミラー１０９は、送信側位置決め装置であり、送信器１０ｃの内部に備えられず、外部に備えられてもよい。送信器１０ｃは、放物面ミラー１０９を新たに備える点で送信器１０と構成が異なる。送信器１０ｃのその他の構成については送信器１０と同様である。以下、送信器１０との相違点について説明する。図４に示す送信器１０ｃの構成は、送信器１０ｃと受信器２０とが、対向する位置関係ではない場合に用いられる構成である。
【0035】
放物面ミラー１０９は、凹面鏡の一種であり、内側が放物線の回転体である放物面の鏡である。放物面ミラー１０９は、反射媒体１０７と対向する位置に設置され、反射媒体１０７により反射された光波及び電波の方路を変更する。この場合にも、ミリ波又はテラヘルツ波の電波と、光波が同軸上で伝送される。送信器１０ｃの横方向に受信器２０が位置している場合、放物面ミラー１０９は反射媒体１０７により反射された光波の方路を横方向に変更する向きに設置されることになる。このように、放物面ミラー１０９による光路を変更することで、送信器１０ｃと受信器２０とが対向する位置関係でない場合であっても、設置位置を決定することができる。なお、送信器１０ｃにおける反射媒体１０７は、反射媒体１０７ａであってもよい。放物面ミラー１０９は、反射部の一態様である。
【0036】
図４に示す送信器１０ｃは、コリメータレンズ１０６から出力された光波を反射媒体１０７により反射させた後、反射媒体１０７により反射された光波と、アンテナ１０３から出力された電波の方路を放物面ミラー１０９で変更させることで、ミリ波又はテラヘルツ波の電波と、光波を同軸上で伝送する。
【0037】
図５は、第１の実施形態における送信器の他の構成例（その４）を示す図である。図５に示すように、送信器１０ｄは、信号生成部１０１と、送信部１０２と、アンテナ１０３と、光源１０４と、光ファイバ１０５と、コリメータレンズ１０６と、レンズ１０８と、放物面ミラー１０９と、サーキュレーター１１０と、光受信部１１１とを備える。なお、送信器１０ｄが備える光源１０４、光ファイバ１０５、コリメータレンズ１０６、レンズ１０８、放物面ミラー１０９、サーキュレーター１１０及び光受信部１１１は、送信側位置決め装置であり、送信器１０ｄの内部に備えられず、外部に備えられてもよい。送信器１０ｄは、送信器１０ｃを拡張した構成であり、放物面ミラー１０９に開口部を設け、開口部から光波を出力するような構成である。そのため、送信器１０ｄは、反射媒体１０７を備えなくてよい。
【0038】
サーキュレーター１１０は、第１ポート、第２ポート及び第３ポートを有する。サーキュレーター１１０が有する第１ポートは、光源１０４に接続される。サーキュレーター１１０が有する第２ポートは、光ファイバ１０５を介してコリメータレンズ１０６に接続される。サーキュレーター１１０が有する第３ポートは、光受信部１１１に接続される。第１ポートに入力された光信号は、第２ポートから出力される。第２ポートに入力された光信号は、第３ポートから出力される。第３ポートに入力された光信号は、第１ポートから出力される。
【0039】
例えば、サーキュレーター１１０の第１ポートには、光源１０４から出力された光波が入力される。サーキュレーター１１０の第１ポートに入力された光波は、第２ポートから出力される。例えば、サーキュレーター１１０の第２ポートには、受信器２０から折り返された光波が入力される。サーキュレーター１１０の第２ポートに入力された光波は、第３ポートから出力される。
【0040】
光受信部１１１は、サーキュレーター１１０の第３ポートから出力された光波を受信する。光受信部１１１は、例えば受光器又はパワーメータである。光受信部１１１が受光器である場合、光受信部１１１は受信した光波を電気信号に変換して、電流値又は電圧値を取得する。光受信部１１１がパワーメータである場合、光受信部１１１は受信した光波の光の強度を取得する。
【0041】
図５に示すように、放物面ミラー１０９の一部には開口部が設けられる。放物面ミラー１０９の開口部には、コリメータレンズ１０６が設置される。光源１０４から出力された光波は、光ファイバ１０５を介してコリメータレンズ１０６から出力される。コリメータレンズ１０６により平行にして出力された光波は、放物面ミラー１０９の開口部から出力される。さらに、アンテナ１０３から出力された電波は、放物面ミラー１０９により方路が変更された後にレンズ１０８により平行ビームに変換されて、光波と同じ方向に伝搬される。このように、図５に示す送信器１０ｄは、放物面ミラー１０９においてアンテナ１０３から出力された電波の方路を光波が伝搬される方向と同じ方向に変更した後にレンズ１０８により平行ビームに変換することで、放物面ミラー１０９の開口部に設けられたコリメータレンズ１０６から出力された光波と、ミリ波又はテラヘルツ波の電波とを同軸上で伝送する。このように構成される場合、反射媒体１０７を電波伝搬上に設ける必要がなく部品点数を削減することができるとともに、回折による影響を低減することができる。
【0042】
次に、図６から図８を用いて、受信器２０の他の構成について説明する。図６は、第１の実施形態における受信器の他の構成例（その１）を示す図である。図６に示すように、受信器２０ａは、集光レンズ２０１と、反射媒体２０２と、アンテナ２０３と、受光器２０５とを備える。なお、受信器２０ａが備える集光レンズ２０１、反射媒体２０２及び受光器２０５は、受信側位置決め装置であり、受信器２０ａの内部に備えられず、外部に備えられてもよい。受信器２０ａは、コリメータレンズ２０４に代えて受光器２０５を備える点で受信器２０と構成が異なる。受信器２０ａのその他の構成については受信器２０と同様である。以下、受信器２０との相違点について説明する。
【0043】
受光器２０５は、反射媒体２０２によって反射された光波を受光する。例えば、受光器２０５は、フォトダイオードである。受光器２０５は、受光した光波を電気信号に変換して、電流値又は電圧値を出力する。受光器２０５により得られた電流値又は電圧値が閾値以上である場合、より強度の強い光が受信されたことになり、送信器１０と受信器２０ａとの設置位置が正しいとみなすことができる。したがって、受光器２０５により得られた電流値又は電圧値が閾値以上となる位置を、受信器２０ａを設置位置と決定することができる。そのため、ミリ波又はテラヘルツ波のような高周波数帯を用いた通信における送信器と受信器の位置決めを容易に行うことが可能になる。
【0044】
図７は、第１の実施形態における受信器の他の構成例（その２）を示す図である。図７に示すように、受信器２０ｂは、集光レンズ２０１と、アンテナ２０３と、光受信素子２０６とを備える。なお、受信器２０ｂが備える集光レンズ２０１及び光受信素子２０６は、受信側位置決め装置であり、受信器２０ｂの内部に備えられず、外部に備えられてもよい。受信器２０ｂは、反射媒体２０２及びコリメータレンズ２０４を備えない点、光受信素子２０６を新たに備える点で受信器２０と構成が異なる。受信器２０ｂのその他の構成については受信器２０と同様である。以下、受信器２０との相違点について説明する。
【0045】
光受信素子２０６は、アンテナ２０３と接続され、アンテナ２０３内を伝搬した光波を受光する。例えば、光受信素子２０６は、フォトダイオードである。光受信素子２０６は、受光した光波を電気信号に変換して、電流値又は電圧値を出力する。光受信素子２０６により得られた電流値又は電圧値が閾値以上である場合、より強度の強い光が受信されたことになり、送信器１０と受信器２０ｂとの設置位置が正しいとみなすことができる。そのため、光受信素子２０６により得られた電流値又は電圧値が閾値以上となる位置を、受信器２０ｂを設置位置と決定することができる。
【0046】
このように、図７に示す受信器２０ｂでは、光波がアンテナ２０３である導波管中も伝搬できることを利用し、位置決めの際にアンテナ２０３の終端点に光受信素子２０６を設置している。そして、光受信素子２０６から得られる電流値又は電圧値が、最も高くなるようにアンテナ２０３の位置を、受信器２０ｂの設置位置と決定すればよい。これにより、ミリ波又はテラヘルツ波のような高周波数帯を用いた通信における送信器と受信器の位置決めを容易に行うことが可能になる。
【0047】
図８は、第１の実施形態における受信器の他の構成例（その３）を示す図である。図８に示すように、受信器２０ｃは、集光レンズ２０１と、アンテナ２０３と、ＲＦ受信素子２０７とを備える。なお、受信器２０ｃが備える集光レンズ２０１及びＲＦ受信素子２０７は、受信側位置決め装置であり、受信器２０ｃの内部に備えられず、外部に備えられてもよい。受信器２０ｃは、反射媒体２０２及びコリメータレンズ２０４を備えない点、ＲＦ受信素子２０７を新たに備える点で受信器２０と構成が異なる。受信器２０ｃのその他の構成については受信器２０と同様である。以下、受信器２０との相違点について説明する。
【0048】
ＲＦ受信素子２０７は、化合物半導体で作製された受信素子である。ＲＦ受信素子２０７は、微弱な光でも検出することができる。そのため、電波と光波の一括受信が可能であり、部品点数の削減が期待できる。
【0049】
第１の実施形態における通信システム１００は、図１から図５に示した送信器１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄのいずれかと、図１、図６から図８に示した受信器２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃのいずれかを組み合わせて構成されてもよい。
【0050】
図９は、第１の実施形態における通信システム１００における送信器１０と受信器２０の設置地決定処理の流れを示すシーケンス図である。なお、図９の説明では、送信器１０及び受信器２０が、図１に示す構成である場合を例に説明する。
送信器１０を設置するユーザは、送信側位置決め装置を備える送信器１０を設置候補の場所に設置する（ステップＳ１０１）。受信器２０を設置するユーザは、受信側位置決め装置を備える受信器２０を設置候補の場所に設置する（ステップＳ１０２）。送信器１０の光源１０４は、光波を出力する（ステップＳ１０３）。光源１０４により出力された光波は、光ファイバ１０５を介してコリメータレンズ１０６に入力される。コリメータレンズ１０６は、入力された光波を平行に変換して反射媒体１０７に出力する。コリメータレンズ１０６から出力された光波は、反射媒体１０７によって反射される。
送信器１０を設置するユーザは、送信側位置決め装置を備える送信器１０を設置候補の場所に設置する（ステップＳ１０１）。受信器２０を設置するユーザは、受信側位置決め装置を備える受信器２０を設置候補の場所に設置する（ステップＳ１０２）。送信器１０の光源１０４は、光波を出力する（ステップＳ１０３）。光源１０４により出力された光波は、光ファイバ１０５を介してコリメータレンズ１０６に入力される。コリメータレンズ１０６は、入力された光波を平行に変換して反射媒体１０７に出力する。コリメータレンズ１０６から出力された光波は、反射媒体１０７によって反射される。
【0051】
信号生成部１０１は、信号を生成する（ステップＳ１０４）。信号生成部１０１は、生成した信号を送信部１０２に出力する。送信部１０２は、信号生成部１０１によって生成された信号を、ミリ波又はテラヘルツ波の無線電波としてアンテナ１０３を介して送信する（ステップＳ１０５）。これにより、送信器１０から出力された無線電波と、光波とが同軸上で伝送される。受信器２０が、送信器１０と通信するための位置として正しい位置に設置されている場合、受信器２０は送信器１０から送信された無線電波と、光波とを受信することができる。一方、受信器２０が、送信器１０と通信するための位置として正しい位置に設置されていない場合、受信器２０は送信器１０から送信された無線電波と、光波とを受信することができない。
【0052】
受信器２０を設置するユーザは、送信器１０から送信された光波をマーカとして、光波を受信できる位置（光波の到達位置）に受信器２０のアンテナ２０３が来るように位置合わせする（ステップＳ１０６）。例えば、受信器２０を設置するユーザは、受信器２０が備えるコリメータレンズ２０４から光信号が出力された位置を、光波を受信できる位置と判断してもよい。位置合わせ後の受信器２０において、アンテナ２０３は無線電波を受信する（ステップＳ１０７）。光波は、反射媒体２０２により反射されてコリメータレンズ２０４に入力されることで受信される（ステップＳ１０８）。
【0053】
以上のように構成された通信システム１００によれば、ミリ波又はテラヘルツ波のような高周波数帯を用いた通信における送信器と受信器の位置決めを容易に行うことが可能になる。具体的には、送信器１０において、無線電波の伝搬上に光波のみを反射媒体１０７を設置し、ミリ波と光波を同軸上で伝送させる。受信器２０では、光波の特徴である視認性や直進性を利用し、光波をマーカとすることで光波の到達位置にミリ波・テラヘルツ波のアンテナを設置する。このように、ミリ波又はテラヘルツ波の電波と、光波とを同軸上で伝送させ、光波の直進性及び視認性の特徴を利用することで、ミリ波又はテラヘルツ波のような高周波数帯を用いた通信における送信器と受信器の位置決めを容易に行うことが可能になる。
【0054】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、送信器から送信された光波に応じて、受信器の位置を決定することで、送信器と受信器との位置を決定する構成を示した。第２の実施形態では、受信器が、送信器から送信された光波を折り返すことで送信器側でも位置を決定する構成について説明する。
第１の実施形態では、送信器から送信された光波に応じて、受信器の位置を決定することで、送信器と受信器との位置を決定する構成を示した。第２の実施形態では、受信器が、送信器から送信された光波を折り返すことで送信器側でも位置を決定する構成について説明する。
【0055】
図１０は、第２の実施形態における通信システム２００の構成例を示す図である。通信システム２００は、送信器１５と、受信器２５とを備える。通信システム２００では、送信器１５と、受信器２５との間で通信を行うために、事前に送信器１５と受信器２５の設置位置を決定する必要がある。送信器１５と受信器２５は、設置位置を決定するための構成を備える。
【0056】
送信器１５は、第１の実施形態における送信器１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄのいずれかの構成で、ミリ波又はテラヘルツ波の電波と、光波を同軸上で伝送させる。さらに、送信器１５は、受信器２５で折り返された光波を受信する。
【0057】
受信器２５には、設置位置を決定するための構成として、ミリ波又はテラヘルツ波の電波を受信するアンテナの同軸上に光波を反射する反射媒体が設置される。さらに、受信器２５は、ミリ波又はテラヘルツ波の電波をアンテナで受信し、反射媒体で反射された光波を反射板により送信器１０に折り返す。以下、送信器１５及び受信器２５の具体的な構成例について説明する。
【0058】
送信器１５は、信号生成部１０１と、送信部１０２と、アンテナ１０３と、光源１０４と、光ファイバ１０５と、コリメータレンズ１０６と、反射媒体１０７と、サーキュレーター１１０と、光受信部１１１とを備える。なお、送信器１５が備える光源１０４、光ファイバ１０５、コリメータレンズ１０６、反射媒体１０７、サーキュレーター１１０及び光受信部１１１は、送信側位置決め装置であり、送信器１５の内部に備えられず、外部に備えられてもよい。送信器１５は、サーキュレーター１１０及び光受信部１１１を新たに備える点で送信器１０と構成が異なる。送信器１５のその他の構成については送信器１０と同様である。以下、送信器１０との相違点について説明する。
【0059】
サーキュレーター１１０は、第１ポート、第２ポート及び第３ポートを有する。サーキュレーター１１０が有する第１ポートは、光源１０４に接続される。サーキュレーター１１０が有する第２ポートは、光ファイバ１０５を介してコリメータレンズ１０６に接続される。サーキュレーター１１０が有する第３ポートは、光受信部１１１に接続される。第１ポートに入力された光信号は、第２ポートから出力される。第２ポートに入力された光信号は、第３ポートから出力される。第３ポートに入力された光信号は、第１ポートから出力される。
【0060】
例えば、サーキュレーター１１０の第１ポートには、光源１０４から出力された光波が入力される。サーキュレーター１１０の第１ポートに入力された光波は、第２ポートから出力される。例えば、サーキュレーター１１０の第２ポートには、受信器２５から折り返された光波が入力される。サーキュレーター１１０の第２ポートに入力された光波は、第３ポートから出力される。
【0061】
光受信部１１１は、サーキュレーター１１０の第３ポートから出力された光波を受信する。光受信部１１１は、例えば受光器又はパワーメータである。光受信部１１１が受光器である場合、光受信部１１１は受信した光波を電気信号に変換して、電流値又は電圧値を取得する。光受信部１１１がパワーメータである場合、光受信部１１１は受信した光波の光の強度を取得する。
【0062】
受信器２５は、集光レンズ２０１と、反射媒体２０２と、アンテナ２０３と、反射板２０８とを備える。なお、受信器２５が備える集光レンズ２０１、反射媒体２０２及び反射板２０８は、受信側位置決め装置であり、受信器２５の内部に備えられず、外部に備えられてもよい。受信器２５は、コリメータレンズ２０４を備えない点、反射板２０８を新たに備える点で受信器２０と構成が異なる。受信器２５のその他の構成については受信器２０と同様である。以下、受信器２０との相違点について説明する。
【0063】
反射板２０８は、反射媒体２０２によって反射された光波を反射する。反射板２０８により反射された光波は、図１０の点線で示すように、反射媒体２０２で反射されて送信器１５に折り返される。反射板２０８は、第２の反射部の一態様である。
【0064】
次に、通信システム２００の動作について説明する。送信器１５を設置するユーザは、送信側位置決め装置を備える送信器１５を設置候補の場所に設置する。受信器２５を設置するユーザは、受信側位置決め装置を備える受信器２５を設置候補の場所に設置する。送信器１５の光源１０４は、光波を出力する。光源１０４により出力された光波は、サーキュレーター１１０の第１ポートに入力される。サーキュレーター１１０の第１ポートに入力された光波は、サーキュレーター１１０の第２ポートから出力される。サーキュレーター１１０の第２ポートから出力された光波は、光ファイバ１０５を介してコリメータレンズ１０６に入力される。コリメータレンズ１０６は、入力された光波を平行に変換して反射媒体１０７に出力する。コリメータレンズ１０６から出力された光波は、反射媒体１０７によって反射される。
【0065】
信号生成部１０１は、信号を生成する。信号生成部１０１は、生成した信号を送信部１０２に出力する。送信部１０２は、信号生成部１０１によって生成された信号を、ミリ波又はテラヘルツ波の無線電波としてアンテナ１０３を介して送信する。これにより、送信器１５から出力された無線電波と、光波とが同軸上で伝送される。受信器２５のアンテナ２０３は無線電波を受信する。送信器１５から出力された光波は、反射媒体２０２により反射されて反射板２０８に向かう。反射媒体２０２により反射された光波は、反射板２０８により反射されて反射媒体２０２に向かう。反射板２０８により反射された光波は、反射媒体２０２により反射されて送信器１５に伝送される。
【0066】
送信器１５の反射媒体１０７は、受信器２５により反射された光波を反射する。反射媒体１０７により反射された光波は、コリメータレンズ１０６に入力される。コリメータレンズ１０６に入力された光波は、光ファイバ１０５を介してサーキュレーター１１０の第２ポートに入力される。サーキュレーター１１０の第２ポートに入力された光波は、第３ポートから出力される。光受信部１１１は、サーキュレーター１１０の第３ポートから出力された光波を受信する。光受信部１１１は、受信した光波に基づいて、電流値、電圧値又は光の強度のいずれかを取得する。ユーザは、光受信部１１１により取得された電流値、電圧値又は光の強度のいずれかに基づいて、電流値、電圧値又は光の強度のいずれかが最も高くなるように送信器１５のアンテナ１０３と、受信器２５のアンテナ２０３の位置を決定する。
【0067】
以上のように構成された通信システム２００によれば、送信器１５が送信した光波を受信器２５で反射させて折り返し、送信器１５において光波を受信することで、送信器１５の位置と受信器２５の位置とを合わせて決定する。このように、送信器１５の位置と受信器２５の位置とを合わせて調整することで、第１の実施形態に比べて、より通信効率が高くなる位置決めが可能になる。
【0068】
（第２の実施形態における変形例１）
上述した実施形態では、送信器１５が、送信器１０と同様の方法でミリ波又はテラヘルツ波の電波と、光波を同軸上で伝送する構成を示した。送信器１５は、送信器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄのいずれかと同様の方法で、ミリ波又はテラヘルツ波の電波と、光波を同軸上で伝送するように構成されてもよい。このように構成される場合、送信器１５は、送信器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄのいずれかと同様の構成を備えることになる。例えば、送信器１５が、送信器１０ａと同様の方法で、ミリ波又はテラヘルツ波の電波と、光波を同軸上で伝送する場合には、送信器１５は反射媒体１０７に代えて反射媒体１０７ａを備える。例えば、送信器１５が、送信器１０ｂと同様の方法で、ミリ波又はテラヘルツ波の電波と、光波を同軸上で伝送する場合には、送信器１５はレンズ１０８をさらに備える。例えば、送信器１５が、送信器１０ｃと同様の方法で、ミリ波又はテラヘルツ波の電波と、光波を同軸上で伝送する場合には、送信器１５は放物面ミラー１０９をさらに備える。例えば、送信器１５が、送信器１０ｄと同様の方法で、ミリ波又はテラヘルツ波の電波と、光波を同軸上で伝送する場合には、送信器１５は反射媒体１０７を備えず、レンズ１０８及び放物面ミラー１０９をさらに備え、放物面ミラー１０９の開口部にコリメータレンズ１０６を設置する。
上述した実施形態では、送信器１５が、送信器１０と同様の方法でミリ波又はテラヘルツ波の電波と、光波を同軸上で伝送する構成を示した。送信器１５は、送信器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄのいずれかと同様の方法で、ミリ波又はテラヘルツ波の電波と、光波を同軸上で伝送するように構成されてもよい。このように構成される場合、送信器１５は、送信器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄのいずれかと同様の構成を備えることになる。例えば、送信器１５が、送信器１０ａと同様の方法で、ミリ波又はテラヘルツ波の電波と、光波を同軸上で伝送する場合には、送信器１５は反射媒体１０７に代えて反射媒体１０７ａを備える。例えば、送信器１５が、送信器１０ｂと同様の方法で、ミリ波又はテラヘルツ波の電波と、光波を同軸上で伝送する場合には、送信器１５はレンズ１０８をさらに備える。例えば、送信器１５が、送信器１０ｃと同様の方法で、ミリ波又はテラヘルツ波の電波と、光波を同軸上で伝送する場合には、送信器１５は放物面ミラー１０９をさらに備える。例えば、送信器１５が、送信器１０ｄと同様の方法で、ミリ波又はテラヘルツ波の電波と、光波を同軸上で伝送する場合には、送信器１５は反射媒体１０７を備えず、レンズ１０８及び放物面ミラー１０９をさらに備え、放物面ミラー１０９の開口部にコリメータレンズ１０６を設置する。
【0069】
（第２の実施形態における変形例２）
通信システム２００における送信器１５及び受信器２５は、図１１に示す構成であってもよい。図１１は、第２の実施形態の変形例２における通信システム３００の構成例を示す図である。通信システム３００は、送信器１５ａと、受信器２５ａとを備える。
通信システム２００における送信器１５及び受信器２５は、図１１に示す構成であってもよい。図１１は、第２の実施形態の変形例２における通信システム３００の構成例を示す図である。通信システム３００は、送信器１５ａと、受信器２５ａとを備える。
【0070】
送信器１５ａは、第１の実施形態における送信器１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄのいずれかの構成において複数波長の光波と、ミリ波又はテラヘルツ波の電波を同軸上で伝送させる。さらに、送信器１５ａは、受信器２５ａで折り返された光波を受信する。
【0071】
送信器１５ａは、信号生成部１０１と、送信部１０２と、アンテナ１０３と、光ファイバ１０５と、コリメータレンズ１０６と、反射媒体１０７と、サーキュレーター１１０と、光受信部１１１と、可変光源１１２とを備える。なお、送信器１５ａが備える光ファイバ１０５、コリメータレンズ１０６、反射媒体１０７、サーキュレーター１１０、光受信部１１１及び可変光源１１２は、送信側位置決め装置であり、送信器１５ａの内部に備えられず、外部に備えられてもよい。送信器１５ａは、光源１０４に代えて可変光源１１２を備える点で送信器１５と構成が異なる。送信器１５ａのその他の構成については送信器１５と同様である。以下、送信器１５との相違点について説明する。
【0072】
可変光源１１２は、複数の異なる波長の光波を出力する。例えば、可変光源１１２は、２波長λ１，λ２の光波を出力する。
【0073】
受信器２５ａは、集光レンズ２０１と、反射媒体２０２と、アンテナ２０３と、コリメータレンズ２０４と、反射板２０８と、合分波器２０９と、光受信部２１０とを備える。なお、受信器２５ａが備える集光レンズ２０１、反射媒体２０２、反射板２０８、合分波器２０９及び光受信部２１０は、受信側位置決め装置であり、受信器２５ａの内部に備えられず、外部に備えられてもよい。受信器２５ａは、合分波器２０９及び光受信部２１０を新たに備える点で受信器２５と構成が異なる。受信器２５ａのその他の構成については受信器２５と同様である。以下、受信器２５との相違点について説明する。
【0074】
合分波器２０９は、入力された光波を合分波する。例えば、合分波器２０９は、コリメータレンズ２０４から出力された複数波長の光波を波長毎に分波する。合分波器２０９は、例えば、ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）カプラ又はＡＷＧ（Arrayed Waveguide Grating）である。
【0075】
光受信部２１０は、合分波器２０９により分波された光波を受信する。光受信部２１０は、例えば受光器又はパワーメータである。光受信部２１０が受光器である場合、光受信部２１０は受信した光波を電気信号に変換して、電流値又は電圧値を取得する。光受信部２１０がパワーメータである場合、光受信部２１０は受信した光波の光の強度を取得する。
【0076】
次に、通信システム３００の動作について説明する。送信器１５ａを設置するユーザは、送信側位置決め装置を備える送信器１５ａを設置候補の場所に設置する。受信器２５ａを設置するユーザは、受信側位置決め装置を備える受信器２５ａを設置候補の場所に設置する。送信器１５ａの可変光源１１２は、複数の異なる波長λ１，λ２の光波を出力する。可変光源１１２により出力された複数の異なる波長λ１，λ２の光波は、サーキュレーター１１０の第１ポートに入力される。サーキュレーター１１０の第１ポートに入力された複数の異なる波長λ１，λ２の光波は、サーキュレーター１１０の第２ポートから出力される。サーキュレーター１１０の第２ポートから出力された複数の異なる波長λ１，λ２の光波は、光ファイバ１０５を介してコリメータレンズ１０６に入力される。コリメータレンズ１０６は、入力された複数の異なる波長λ１，λ２の光波を平行に変換して反射媒体１０７に出力する。コリメータレンズ１０６から出力された複数の異なる波長λ１，λ２の光波は、反射媒体１０７によって反射される。
【0077】
信号生成部１０１は、信号を生成する。信号生成部１０１は、生成した信号を送信部１０２に出力する。送信部１０２は、信号生成部１０１によって生成された信号を、ミリ波又はテラヘルツ波の無線電波としてアンテナ１０３を介して送信する。これにより、送信器１５ａから出力された無線電波と、複数の異なる波長λ１，λ２の光波とが同軸上で伝送される。受信器２５ａのアンテナ２０３は無線電波を受信する。送信器１５ａから出力された複数の異なる波長λ１，λ２の光波は、反射媒体２０２により反射されてコリメータレンズ２０４に入力される。コリメータレンズ２０４に入力された複数の異なる波長λ１，λ２の光波は、合分波器２０９に入力される。合分波器２０９は、入力された複数の異なる波長λ１，λ２の光波を波長毎に分波する。例えば、合分波器２０９により分波された波長λ１の光波は光受信部２１０に出力され、波長λ２の光波は反射板２０８に出力される。
【0078】
光受信部２１０は、合分波器２０９から出力された波長λ１の光波を受信する。光受信部２１０は、受信した波長λ１の光波に基づいて、電流値、電圧値又は光の強度のいずれかを取得する。反射板２０８は、合分波器２０９から出力された波長λ２の光波を反射する。このように、反射板２０８は、反射媒体２０２によって反射された１以上の波長の光波（図１１の例では、波長λ１，λ２の光波）のうち少なくとも１波長の光波（図１１の例では、波長λ２の光波）を反射する。反射板２０８により反射された波長λ２の光波は、合分波器２０９及びコリメータレンズ２０４を介して反射媒体２０２により反射されて送信器１５ａに伝送される。
【0079】
送信器１５ａの反射媒体１０７は、受信器２５により反射された波長λ２の光波を反射する。反射媒体１０７により反射された波長λ２の光波は、コリメータレンズ１０６に入力される。コリメータレンズ１０６に入力された波長λ２の光波は、光ファイバ１０５を介してサーキュレーター１１０の第２ポートに入力される。サーキュレーター１１０の第２ポートに入力された波長λ２の光波は、第３ポートから出力される。光受信部１１１は、サーキュレーター１１０の第３ポートから出力された波長λ２の光波を受信する。光受信部１１１は、受信した波長λ２の光波に基づいて、電流値、電圧値又は光の強度のいずれかを取得する。
【0080】
ユーザは、光受信部１１１により取得された電流値、電圧値又は光の強度のいずれかと、光受信部２１０により取得された電流値、電圧値又は光の強度のいずれかとに基づいて、電流値、電圧値又は光の強度のいずれかが最も高くなるように送信器１５ａのアンテナ１０３と、受信器２５ａのアンテナ２０３の位置を決定する。このように、送信側と受信側にそれぞれ、光受信器もしくはパワーメータを設置し、その双方で電流、電圧、光の強度のいずれかが最も高くなるように送信器１５ａのアンテナ１０３の位置と、受信器２５ａのアンテナ２０３の位置とを決定することで、送信側と受信側の位置決めをより高精度に、かつ簡易に実施することが可能になる。
【0081】
図１１に示す送信器１５ａ及び受信器２５ａの構成は、サーキュレーター１１０、合分波器２０９の構成に限定されない。例えば、図１１に示す例では、２波長を用いているため、サーキュレーター１１０や合分波器２０９の代わりに２×２の光カプラとＷＤＭフィルタの組み合わせでも同様の効果が得られる。
【0082】
図１１に示す例では、送信器１５ａが、送信器１０と同様の方法でミリ波又はテラヘルツ波の電波と、光波を同軸上で伝送する構成を示した。送信器１５ａは、送信器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄのいずれかと同様の方法で、ミリ波又はテラヘルツ波の電波と、光波を同軸上で伝送するように構成されてもよい。このように構成される場合、送信器１５ａは、送信器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄのいずれかと同様の構成を備えることになる。例えば、送信器１５ａが、送信器１０ａと同様の方法で、ミリ波又はテラヘルツ波の電波と、光波を同軸上で伝送する場合には、送信器１５ａは反射媒体１０７に代えて反射媒体１０７ａを備える。例えば、送信器１５ａが、送信器１０ｂと同様の方法で、ミリ波又はテラヘルツ波の電波と、光波を同軸上で伝送する場合には、送信器１５ａはレンズ１０８をさらに備える。例えば、送信器１５ａが、送信器１０ｃと同様の方法で、ミリ波又はテラヘルツ波の電波と、光波を同軸上で伝送する場合には、送信器１５ａは放物面ミラー１０９をさらに備える。例えば、送信器１５ａが、送信器１０ｄと同様の方法で、ミリ波又はテラヘルツ波の電波と、光波を同軸上で伝送する場合には、送信器１５ａは反射媒体１０７を備えず、レンズ１０８及び放物面ミラー１０９をさらに備え、放物面ミラー１０９の開口部にコリメータレンズ１０６を設置する。
【0083】
（第２の実施形態における変形例３）
通信システム２００における送信器１５及び受信器２５は、図１２に示す構成であってもよい。図１２は、第２の実施形態の変形例３における通信システム４００の構成例を示す図である。通信システム４００は、送信器１５と、受信器２５ｂとを備える。なお、通信システム４００が備える送信器１５は、図１０に示す送信器１５と同様である。
通信システム２００における送信器１５及び受信器２５は、図１２に示す構成であってもよい。図１２は、第２の実施形態の変形例３における通信システム４００の構成例を示す図である。通信システム４００は、送信器１５と、受信器２５ｂとを備える。なお、通信システム４００が備える送信器１５は、図１０に示す送信器１５と同様である。
【0084】
受信器２５ｂは、集光レンズ２０１と、反射媒体２０２と、アンテナ２０３と、コリメータレンズ２０４と、反射板２０８と、光受信部２１０と、合分岐器２１１とを備える。なお、受信器２５ｂが備える集光レンズ２０１、反射媒体２０２、コリメータレンズ２０４、反射板２０８、光受信部２１０及び合分岐器２１１は、受信側位置決め装置であり、受信器２５ｂの内部に備えられず、外部に備えられてもよい。受信器２５ｂは、合分波器２０９に代えて合分岐器２１１を備える点で受信器２５ａと構成が異なる。受信器２５ｂのその他の構成については受信器２５ａと同様である。以下、受信器２５ａとの相違点について説明する。
【0085】
合分岐器２１１は、コリメータレンズ２０４から出力された光波を反射板２０８と光受信部２１０に分岐する。
【0086】
図１２に示す例では、送信器１５が、送信器１０と同様の方法でミリ波又はテラヘルツ波の電波と、光波を同軸上で伝送する構成を示した。送信器１５は、送信器１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄのいずれかと同様の方法で、ミリ波又はテラヘルツ波の電波と、光波を同軸上で伝送するように構成されてもよい。
【0087】
（第２の実施形態における変形例４）
通信システム２００における送信器１５及び受信器２５は、図１３に示す構成であってもよい。図１３は、第２の実施形態の変形例４における通信システム５００の構成例を示す図である。通信システム５００は、送信器１５ｂと、受信器２５ｃとを備える。
通信システム２００における送信器１５及び受信器２５は、図１３に示す構成であってもよい。図１３は、第２の実施形態の変形例４における通信システム５００の構成例を示す図である。通信システム５００は、送信器１５ｂと、受信器２５ｃとを備える。
【0088】
送信器１５ｂは、信号生成部１０１と、送信部１０２と、アンテナ１０３と、光ファイバ１０５と、コリメータレンズ１０６と、反射媒体１０７と、サーキュレーター１１０と、光受信部１１１と、可変光源１１２ｂとを備える。なお、送信器１５ｂが備える光ファイバ１０５、コリメータレンズ１０６、反射媒体１０７、サーキュレーター１１０、光受信部１１１及び可変光源１１２ｂは、送信側位置決め装置であり、送信器１５ｂの内部に備えられず、外部に備えられてもよい。送信器１５ｂは、可変光源１１２に代えて可変光源１１２ｂを備える点で送信器１５ａと構成が異なる。送信器１５ｂのその他の構成については送信器１５ａと同様である。以下、送信器１５ａとの相違点について説明する。
【0089】
可変光源１１２ｂは、複数の異なる波長の光波を出力する。例えば、可変光源１１２ｂは、３波長λ１，λ２，λ３の光波を出力する。可変光源１１２ｂは、波長λ３の光波をキャリアとして変調信号を送信する。
【0090】
受信器２５ｂは、集光レンズ２０１と、反射媒体２０２と、アンテナ２０３と、コリメータレンズ２０４と、反射板２０８と、合分波器２０９と、光受信部２１０と、光受信部２１２とを備える。なお、受信器２５ｂが備える集光レンズ２０１、反射媒体２０２、反射板２０８、合分波器２０９、光受信部２１０及び光受信部２１２は、受信側位置決め装置であり、受信器２５ｂの内部に備えられず、外部に備えられてもよい。受信器２５ｂは、光受信部２１２を新たに備える点で受信器２５ａと構成が異なる。受信器２５ｂのその他の構成については受信器２５ａと同様である。以下、受信器２５ａとの相違点について説明する。
【0091】
光受信部２１２は、波長λ３の光波を受信する。これにより、無線伝送＋光空間伝送の組み合わせにより同一空間上での伝送帯域を拡張することができる。
【0092】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【0093】
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１５、１５ａ、１５ｂ…送信器， ２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ…受信器， １０１…信号生成部， １０２…送信部， １０３、２０３…アンテナ， １０４…光源， １０５…光ファイバ， １０６、２０４…コリメータレンズ， １０７、２０２…反射媒体， １０８…レンズ， １０９…放物面ミラー， １１０…サーキュレーター， １１１…光受信部， １１２、１１２ｂ…可変光源， ２０１…集光レンズ， ２０５…受光器， ２０６…光受信素子， ２０７…ＲＦ受信素子， ２０８…反射板， ２０９…合分波器， ２１０、２１２…光受信部， ２１１…合分岐器， １００、２００、３００、４００、５００…通信システム
【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】