(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-03-16
(54)【発明の名称】フォトニック回路が実装された無線周波数ミキサ
(51)【国際特許分類】
H04B 10/2575 20130101AFI20220309BHJP
H04J 14/02 20060101ALI20220309BHJP
G02F 1/01 20060101ALI20220309BHJP
【ＦＩ】
H04B10/2575 120
H04J14/02
G02F1/01 F
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021541101
(86)(22)【出願日】2020-01-15
(85)【翻訳文提出日】2021-08-25
(86)【国際出願番号】 EP2020050916
(87)【国際公開番号】W WO2020148337
(87)【国際公開日】2020-07-23
(31)【優先権主張番号】1900552.9
(32)【優先日】2019-01-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】306032578
【氏名又は名称】レオナルド・ユーケー・リミテッド
【氏名又は名称原語表記】Ｌｅｏｎａｒｄｏ ＵＫ Ｌｔｄ
【住所又は居所原語表記】１ Ｅａｇｌｅ Ｐｌａｃｅ，Ｓｔ．Ｊａｍｅｓ’ｓ，Ｌｏｎｄｏｎ，ＳＷ１Ｙ ６ＡＦ，Ｕｎｉｔｅｄ Ｋｉｎｇｄｏｍ
(74)【代理人】
【識別番号】100108855
【弁理士】
【氏名又は名称】蔵田 昌俊
(74)【代理人】
【識別番号】100103034
【弁理士】
【氏名又は名称】野河 信久
(74)【代理人】
【識別番号】100179062
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 正
(74)【代理人】
【識別番号】100199565
【弁理士】
【氏名又は名称】飯野 茂
(74)【代理人】
【識別番号】100219542
【弁理士】
【氏名又は名称】大宅 郁治
(74)【代理人】
【識別番号】100153051
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100162570
【弁理士】
【氏名又は名称】金子 早苗
(72)【発明者】
【氏名】フリント、イアン
(72)【発明者】
【氏名】ミルザ、タイムール
(72)【発明者】
【氏名】ハーサ、シキリ
【テーマコード（参考）】
2K102
5K102
【Ｆターム（参考）】
2K102AA21
2K102BA01
2K102BB01
2K102BB04
2K102BC04
2K102BD01
2K102CA13
2K102DA04
2K102DB04
2K102DC08
2K102EA02
5K102AA01
5K102AB13
5K102AD01
5K102AH21
5K102KA01
5K102KA42
5K102MB09
5K102MC15
5K102PC11
5K102PH02
5K102PH37
5K102PH42
5K102PH47
5K102PH48
5K102PH49
5K102PH50
5K102RD26
(57)【要約】
受信されたＲＦ信号をダウンコンバートする一般の方法は、受信されたＲＦ信号をＬＯ信号と混合してビート信号を生成することによるものである。同時に受信された複数のＲＦ信号が受信機電子機器内でビートすることは一般的である。これらのビートは、意図的にダウンコンバートされた信号の周波数と同様の周波数で発生し得るため、両者のビートを区別することは困難であり得る。ここではフォトニック回路を使用して実装されたＲＦミキサについて説明する。回路は、ＲＦ信号およびＬＯ信号を別個の光ビームに印加するように構成されており、ビームを分割および結合する構成によって、ＲＦ信号を搬送するビームを平衡フォトダイオード受信機の第１の光入力に提供し、ＲＦ信号およびＬＯ信号を搬送する別のビームを平衡フォトダイオード受信機の第２の光入力に提供する。異なるＲＦ信号間で形成されたビート生成物は両方の光入力に存在するため、受信された平衡フォトダイオードの電気出力で相殺される。
【選択図】 図１
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
無線周波数（ＲＦ）ミキサであって前記ＲＦミキサの入力を通して受信されたＲＦ信号を第１の光ビームに印加するように適合された第１のフォトニック変調器と、
ＬＯ信号源からのＬＯ信号を第２の光ビームに印加するように構成された第２のフォトニック変調器と、
前記第１のフォトニック変調器から出力された前記第１の光ビームを分割して第３の光ビームおよび第４の光ビームを提供するように構成された光スプリッタと、
前記第３の光ビームを前記第２の光ビームと結合するように適合された光コンバイナと、
前記結合された第３の光ビームおよび第２の光ビームを受信するように構成された第１の光検出器、および
前記第４の光ビームを受信するように構成された第２の光検出器
の電気応答間の差に対応する電気信号出力を提供するように構成された平衡光検出器回路と
を備えるＲＦミキサ。
【請求項2】
前記第１のフォトニック変調器が第１のマッハツェンダー変調器を備え、前記第２のフォトニック変調器が第２のマッハツェンダー変調器を備える、請求項１に記載のＲＦミキサ。
【請求項3】
アンテナからＲＦ信号を受信するように構成された、請求項１または２に記載のＲＦミキサ。
【請求項4】
前記ＲＦミキサの出力は、ＡＤＣへの入力を提供する、請求項１から３のいずれかに記載のＲＦミキサ。
【請求項5】
前記ＲＦミキサは、ダウンコンバータとして機能する、請求項１から４のいずれかに記載のＲＦミキサ。
【請求項6】
第１の波長を有する光を放射する第１の光源と、前記第１の光源からの前記光を分割して前記第１の光ビームおよび前記第２の光ビームを提供するように構成されたさらなる光スプリッタとを備える、請求項１から５のいずれかに記載のＲＦミキサ。
【請求項7】
前記第１の波長とは異なる第２の波長の補助光ビームを提供する第２の光源と、前記第２の光ビームを前記補助光ビームと多重化するマルチプレクサと、
ここで、前記第２のフォトニック変調器は、ＬＯ信号源からの前記ＬＯ信号を前記多重化された第２の光ビームおよび補助ビームに印加するように適合され、
前記多重化された第２の光ビームおよび補助ビームは、前記第３の光ビームと結合される、
前記第１のフォトダイオードに到達する前に、前記結合された第３の光ビームおよび第２の光ビームから前記補助光ビームを分離するように構成されたデマルチプレクサと、
前記分離された補助光ビームを受信し、それに応答して、前記第２の光変調器によってそれに印加された前記ＬＯ信号を出力するように構成された第３の光検出器と、
前記第１の光検出器からの前記電気信号出力と、前記平衡光検出器の前記電気信号出力とを受信し、それらの間の差に対応する電気信号を、減算回路の出力において提供するように構成された減算回路と
を備える、請求項６に記載のＲＦミキサ。
【請求項8】
前記第１の光検出器および／または第２の光検出器において、前記結合された第２のビームおよび第３のビームならびに第４のビームの光強度を実質的に一致させるために、前記第１、第２、第３および第４の光ビームのうちの１つまたは複数の強度を変えるように構成された１つまたは複数の強度コントローラを備える、請求項１に記載のＲＦミキサ。
【請求項9】
請求項１から８のいずれか一項に記載のＲＦミキサを備える光ファイバ無線リンク。
【請求項10】
アンテナからＡＤＣに前記ＲＦ信号を送信するように構成されており、ここで、前記ＲＦミキサは、前記アンテナから離れており、前記リンクが、前記アンテナからの前記ＲＦ信号をさらなる光ビームに印加するように構成されたさらなるフォトニック変調器と、実質的に前記アンテナとＲＦミキサとの間に延在するファイバであって、それに沿って、ＲＦ信号が印加された前記さらなる光ビームが搬送されるファイバと、前記さらなる光ビームを受信して、前記さらなる光ビームに印加された前記ＲＦ信号に対応する電気信号を出力するように構成されたさらなる光検出器であって、出力が前記ＲＦミキサの入力に接続されているさらなる光検出器と
を備える、請求項９に記載の光ファイバ無線リンク。
【請求項11】
前記ＲＦミキサは、空中プラットフォームのアビオニクスベイに配置されている、請求項１０に記載の光ファイバ無線リンク。
【請求項12】
アップコンバートまたはダウンコンバートする目的で無線周波数を混合する方法であって、第１のフォトニック変調器を使用して、前記ＲＦミキサの入力を通して受信されたＲＦ信号を第１の光ビームに印加することと、
第２のフォトニック変調器を使用して、ＬＯ信号源からのＬＯ信号を第２の光ビームに印加することと、
前記第１のフォトニック変調器から出力された前記第１の光ビームを分割して第３の光ビームおよび第４の光ビームを提供することと、
前記第３の光ビームを前記第２の光ビームと結合することと、
平衡光検出器回路を使用して、
前記結合された第３の光ビームおよび第２の光ビームを受信するように構成された第１の光検出器、および
前記第４の光ビームを受信するように構成された第２の光検出器
の電気応答間の差に対応する電気信号出力を提供することと
を含む方法。
【請求項13】
第１の波長を有する光を放射する第１の光源からの光出力を分割して前記第１の光ビームおよび前記第２の光ビームを提供することを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
前記第２の光ビームを、前記第２の光ビームとは異なる波長を有する補助光ビームと多重化することと、前記多重化された第２の光ビームおよび補助ビームに前記ＬＯ信号を印加することと、
前記多重化された第２の光ビームおよび補助ビームを前記第３の光ビームと結合することと、
前記第１のフォトダイオードに到達する前に、前記結合された第３の光ビームおよび第２の光ビームから前記補助光ビームを分離することと、
前記分離された補助光ビームを受信し、それに印加された前記ＬＯ信号を出力するように構成された第３の光検出器を使用することと、
前記第１の光検出器からの前記電気信号出力と、前記平衡光検出器の前記電気信号出力とを受信するように構成された減算回路を使用して、それらの間の差に対応する電気信号を、前記減算回路の出力において提供することと
を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
アンテナとＡＤＣとの間でＲＦ信号を送信する方法であって、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の方法を含み、前記アンテナとＲＦミキサとの間でＲＦ信号を送信することは、さらなるフォトニック変調器を用いてさらなる光ビームに前記ＲＦ信号を印加することと、前記ＲＦ信号が印加されている前記さらなる光ビームを、実質的に前記アンテナとＲＦミキサとの間に延在するファイバを介して送信することと、前記ファイバの出力において後に前記さらなる光ビームを受信して、前記さらなる光ビームに印加された前記ＲＦ信号に対応する電気信号を提供するように構成されたさらなる光検出器を使用することと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一態様では、フォトニック回路が実装されたＲＦミキサに関し、別の態様では、ファイバーリンクによって搬送されるＲＦ信号をアップコンバートまたはダウンコンバートする目的でＲＦミキサを備える光ファイバ無線（ＲｏＦ：Radio-on-Fibre）リンクに関する。
【背景技術】
【0002】
マイクロ波ＲＦ受信機は、典型的には、受信された信号がアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）によって処理され得るように、受信された信号をダウンコンバートするための手段を含む。マイクロ波ＲＦ送信機も同様に、多くの場合、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）の出力を所望の送信周波数にアップコンバートするアップコンバータを備える。アップコンバートおよびダウンコンバートは、変換されるべき信号をＬＯ信号と混合することによって達成される。混合信号は、干渉して、２つの混合信号の間の周波数で生じるビートを形成する。ＬＯ信号の周波数を選択することによって、ビートの周波数を、受信機の場合にはＡＤＣによって処理可能な所望の周波数範囲内に収めることができる。
【0003】
異なる周波数のマイクロ波ＲＦ信号が密集している環境では、２つ以上の同時に受信された信号が受信機電子機器内でビートすることは一般的である。これらの受信された信号間のビートは、ダウンコンバートされた信号と同じ範囲内に収まる周波数で生じる可能性があるため、両者を区別することは困難であり得る。この問題は、非常に広い周波数帯域にわたって信号を受信する必要があり、対象となる信号の正確な周波数が事前に知られていない可能性がある電子戦争（ＥＷ）受信機の用途において深刻である。
【0004】
本発明は、この問題を改善するために考案された。
【発明の概要】
【0005】
本発明の第１の態様によれば、無線周波数（ＲＦ）ミキサが提供されており、このＲＦミキサは、ＲＦミキサの入力を通して受信されたＲＦ信号を第１の光ビームに印加するように適合された第１のフォトニック変調器と、ＬＯ信号源からのＬＯ信号を第２の光ビームに印加するように構成された第２のフォトニック変調器と、第１のフォトニック変調器から出力された第１の光ビームを分割して第３の光ビームおよび第４の光ビームを提供するように構成された光スプリッタと、第３の光ビームを第２の光ビームと結合するように適合された光コンバイナと、以下の電気応答間の差に対応する電気信号出力を提供するように構成された平衡光検出器回路とを備える：
結合された第３の光ビームおよび第２の光ビームを受信するように構成された第１の光検出器、および第４の光ビームを受信するように構成された第２の光検出器。
結合された第３の光ビームおよび第２の光ビームを受信するように構成された第１の光検出器、および第４の光ビームを受信するように構成された第２の光検出器。
【0006】
受信されたＲＦ信号間の干渉から生じる不要なビート周波数は、平衡光検出器回路への両方の入力に存在するため、平衡光検出器回路によって実質的に除去されて、その出力には存在しなくなるのに対して、ＬＯ信号と受信されたＲＦ信号との間の干渉から生じるビート周波数は、平衡光検出器回路への一方の入力だけに存在し、光検出器回路の出力に存在することとなる。
【0007】
受信機システムにおいて実装される場合、これは、デジタルシグナルプロセッサに渡される前に、望ましくないビートが、受信された信号から除去されることを可能にする。２つのＲＦ信号を同時に送信するように構成された送信機システムの場合、本発明は同様に、アンテナへの入力から不要なビート周波数を除去することを可能にする。
【0008】
さらに、この構成によって、上述の機能を提供することに加えて、平衡光検出器は、ビームが発生する単一のレーザ源の出力パワーの時間的変化に起因する、光検出器回路によって受信される２つのビームの光パワーの変動をバランスさせるというその従来の機能も提供することができる。
【0009】
ＲＦミキサは、電気光学トランスデューサにおいて、結合された第２および第３のビームならびに第４のビームの光強度を実質的に一致させるために、第１、第２、第３、および第４の光ビームのうちの１つまたは複数の強度を変えるように構成された１つまたは複数の強度コントローラを備え得る。
【0010】
第１のフォトニック変調器は、第１のマッハツェンダー変調器であり得る。第２のフォトニック変調器は、第２のマッハツェンダー変調器であり得る。第１および第２のマッハツェンダー変調器は、好ましくは並列に配置され、単一のフォトニックモノリス（チップ）上に形成され得る。
【0011】
ＲＦミキサは、第１の波長を有するコヒーレント光を放射する第１の光源（典型的にはレーザ）と、第１の光源からの光を分割して第１の光ビームおよび第２の光ビームを提供するように構成されたさらなる光スプリッタとを備え得る。
【0012】
上述の構成では、平衡光検出器回路の出力は、ＬＯ信号および／またはその高調波を含むこととなる。ミキサは、ＡＤＣに渡される前に、この出力からＬＯ信号およびその高調波を実質的に除去する手段を備えることが好ましい。
【0013】
これは、第２のフォトニック変調器を使用して、第２の光ビームと第２の光ビームとは異なる波長の補助光ビームとを含む多重化光ビームにＬＯ信号を印加することによって達成され得る。次いで、好ましくは、多重化ビームが第３のビームと結合された後で、かつ、結合された第２のビームおよび第３のビームが平衡光検出器回路によって受信される前に、補助ビームを第２のビームから分離することができる。さらなる光検出器は、分離されたさらなる光ビームを受信し、ＬＯ信号を表す電気信号を出力するために使用され得、この電気信号は、例えば差動増幅器によって実装される減算回路の第１の入力を形成し、平衡光検出器の出力が、減算回路の第２の入力を形成する。減算回路は、その入力で受信された信号間の差に対応する電気信号をその出力で提供するように構成される。減算回路の出力は、ＡＤＣへの入力を形成し得る。
【0014】
直接ＬＯ信号源からのＬＯ信号を使用することと比較して、第２のフォトニック変調器を使用してＬＯ信号を第２のビームに印加する場合、減算回路によって実行される減算プロセスが、ＬＯ信号を除去することに加えて、第２のフォトニック変調器から生じる歪み生成物（distortion product）を除去するという利点がある。
【0015】
ＲＦミキサは、第２の光ビームの波長とは異なる波長の補助光ビームを提供する第２の光源（典型的にはレーザ）と、第２の光ビームを補助光ビーム光と多重化するマルチプレクサとを備え得る。
【0016】
ＲＦミキサは、使用時に、受信機システムにおいてダウンコンバータとして機能し得る。その場合、アンテナからＲＦ信号を受信し、デジタルシグナルプロセッサによる処理のためにＲＦミキサから渡されたダウンコンバートされたＲＦ信号をデジタル化するように構成されたＡＤＣに接続された出力を有するように構成され得る。
【0017】
本発明の別の態様では、様々に上述したようなＲＦミキサを備える光ファイバ無線リンクが提供される。
【0018】
フォトニックリンクは、マイクロ波ＲＦ信号をアンテナからデジタル処理システムに向けて送信するように構成され得る。そのため、フォトニックリンクは、アンテナからアナログデジタル変換器に信号を転送するように構成され得る。
【0019】
ＲＦミキサはアンテナから離れていてもよく、フォトニックリンクは、アンテナからのＲＦ信号をさらなる光ビームに印加するように構成されたさらなるフォトニック変調器と、実質的にアンテナとＲＦミキサとの間に延在するファイバであって、それに沿って、ＲＦ信号が印加されたさらなる光ビームが搬送されるファイバと、さらなる光ビームを受信して、さらなる光ビームに印加されたＲＦ信号に対応する電気信号を出力するように構成されたさらなる光検出器であって、出力がＲＦミキサの入力に接続されているさらなる光検出器を備え得る。
【0020】
１つの用途では、光ファイバ無線リンクは、飛行機などの空中プラットフォーム上に取り付けられたアンテナによって受信された信号を、空中プラットフォームのアビオニクスベイに配置されているデジタル処理システムに送信するために使用され得る。
【0021】
本発明のさらなる態様によれば、請求項１２に記載の、アップコンバートまたはダウンコンバートする目的で無線周波数を混合する方法が提供される。
【0022】
方法は、第１の波長を有する光を放射する第１の光源からの光出力を分割して第１の光ビームおよび第２の光ビームを提供することを含み得る。
【0023】
方法は、第２の光ビームを、第２の光ビームとは異なる波長を有する補助光ビームと多重化することと、多重化された第２の光ビームおよび補助ビームにＬＯ信号を印加することと、多重化された第２の光ビームおよび補助ビームを第３の光ビームと結合することと、第１のフォトダイオードに到達する前に、結合された第３の光ビームおよび第２の光ビームから補助光ビームを分離することと、分離された補助光ビームを受信し、それに印加されたＬＯ信号を出力するように構成された第３の光検出器を使用することと、第１の光検出器からの電気信号出力と、平衡光検出器の電気信号出力とを受信するように構成された減算回路を使用して、それらの間の差に対応する電気信号を、減算回路の出力において提供することとを含み得る。
【0024】
方法は、さらなるフォトニック変調器を用いてさらなる光ビームにＲＦ信号を印加することと、ＲＦ信号が印加されているさらなる光ビームを、実質的にアンテナとＲＦミキサとの間に延在するファイバを介して送信することと、ファイバの出力において後にさらなる光ビームを受信して、さらなる光ビームに印加されたＲＦ信号に対応する電気信号を提供するように構成されたさらなる光検出器を使用することとによって、アンテナとＲＦミキサとの間でＲＦ信号を送信することを含み得る。
【0025】
本発明は、以下の図面を参照して例として説明される。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【発明を実施するための形態】
【0027】
図１は、アンテナ１とデジタル信号処理システム２との間の光ファイバ無線リンクを示す。光ファイバ無線リンクは、デジタル信号処理システム２によって処理される前にアナログデジタル変換器４によってデジタル化され得るように、アンテナ１を通して受信されたＲＦ信号をダウンコンバートするために使用されるフォトニックＲＦミキサ３を含む。
【0028】
アンテナ１によって受信されたＲＦ信号（例えばマイクロ波ＲＦ信号）は、ＲＦミキサ３の第１の入力９に渡される。
【0029】
ＲＦミキサ３は、第１のマッハツェンダー変調器５と第２のマッハツェンダー変調器６とを備える。マッハツェンダー変調器５，６は、並行して動作するように構成される。２つのマッハツェンダー変調器５，６は、単一のフォトニックモノリス上に形成され得る。
【0030】
第１のレーザ源７およびビームスプリッタ８は、両方のマッハツェンダー変調器５，６の光入力に光を提供する。
【0031】
第１のマッハツェンダー変調器５は、ＲＦミキサ３の第１の入力９で受信されたＲＦ信号を第１の光ビーム（Ｉ）に印加するように構成される。受信されたＲＦ信号間の干渉によって生成された任意のビート周波数（以下、ＲＦ－ＲＦビート生成物（RF-RF beat product））も印加される。
【0032】
第２のマッハツェンダー変調器６は、ＲＦミキサ３の第２の入力１１で受信された局部発振器１０からの（典型的にはＲＦ周波数の）ＬＯ信号を第２の光ビーム（ＩＩ）に印加するように構成される。
【0033】
第１のマッハツェンダー変調器５および第２のマッハツェンダー変調器６のバイアス条件に応じて、第１の光ビーム（Ｉ）および第２の光ビーム（ＩＩ）は、ＲＦ信号およびＬＯ信号に加えてまたはその代わりに、それぞれＲＦ信号およびＬＯ信号の高調波を搬送し得る。読みやすくするために、以下の説明はＲＦ信号およびＬＯ信号に言及するが、その代わりに／それに加えて、これらの信号の高調波を意味すると解釈され得ることは認識されるであろう。
【0034】
選択されたバイアス条件にかかわらず、第１のマッハツェンダー変調器５および第２のマッハツェンダー変調器６の両方が同じバイアス条件で動作することが好ましい。
【0035】
ＲＦ信号を搬送する第１の光ビーム（Ｉ）は、光スプリッタ１２によって分割されて、各々がＲＦ信号を搬送する第３の光ビーム（ＩＩＩ）および第４の光ビーム（ＩＶ）を提供する。ＬＯ信号を搬送する第２のビーム（ＩＩ）および第３のビーム（ＩＩＩ）は、光コンバイナ１３によって結合されて、ＲＦ信号、ＲＦ－ＲＦビート生成物、ＬＯ信号、ならびにＬＯとＲＦ信号との間のビート周波数およびＬＯとＲＦ－ＲＦビート生成物との間のビート周波数を含むそれらの混合生成物を搬送する結合された第５のビーム（Ｖ）を生成する。
【0036】
第３の光ビーム（ＩＩＩ）の表現と並んだ図１の矢印は、光が光スプリッタ１２と光コンバイナ１３との間で一方向のみに進むことを確実にするための光アイソレータの存在を示す。
【0037】
コンバイナ１３への入力における第２のビーム（ＩＩ）および第３のビーム（ＩＩＩ）の光強度は実質的に同じであることが好ましい。これは、例えば、スプリッタ８が第１のビーム（Ｉ）よりも光学的に弱い第２のビーム（ＩＩ）を出力して、スプリッタ１２が、第３のビーム（ＩＩＩ）が第４のビーム（ＩＶ）よりも強くなるように分割するように、スプリッタ８および１２を不等スプリッタにすることによって達成され得る。代替的に、あまり好ましくはないが、ビームのうちの１つまたは複数のビームの光強度は、同調可能な減衰器を使用して制御され得る。第１のマッハツェンダー５および第２のマッハツェンダー６の一方または両方がこの機能に使用され得るが、または１つまたは複数の別個の光学部品が使用され得る。
【0038】
平衡光検出器回路１４は、第４のビーム（ＩＶ）を第１の光入力で、結合された第５のビーム（Ｖ）を第２の光入力で、別々にかつ同時に受信するように構成される。
【0039】
平衡光検出器回路１４は、２つのフォトダイオード検出器１４Ａ，１４Ｂを備える。第１のフォトダイオード検出器１４Ａは、第４のビームＩＶを受信し、第４のビームＩＶ上で搬送されるＲＦ信号およびそれらの混合生成物を表す第１の電気信号を出力するように構成される。
【0040】
第２のフォトダイオード検出器１４Ｂは、結合された第５の光ビーム（Ｖ）を受信し、ＲＦ信号およびそれらの混合生成物、ＬＯ信号およびＬＯ信号とＲＦ信号との間の混合生成物、ならびにＬＯから生じたものを含む混合およびビート周波数を表す第２の電気信号を出力するように構成される。
【0041】
リンクはさらに、フォトダイオード１４Ａおよび１４Ｂにおける２つのビームＩＶ，（Ｖ）の光強度が類似するように、ＩＶビームまたは結合された（Ｖ）ビームのいずれかを減衰させる可変減衰器を含み得る。
【0042】
リンクはまた、フォトダイオード１４Ａ、１４ＢにおけるＲＦ位相が実質的に同じになるように、第４のビームＩＶおよび／または第５のビーム（Ｖ）のＲＦ位相を調整するための位相コントローラを含み得る。
【0043】
第１のフォトダイオード検出器１４Ａおよび第２のフォトダイオード検出器１４Ｂは、それらの電気出力が相殺するようにバランスよく配置される。これは、例えば、差動増幅器１４Ｃまたは他のコモンモード阻止構成を使用して実装され得る。そのため、平衡フォトダイオード回路１４の電気出力における信号は、ＩＶビームおよび結合された（Ｖ）ビーム上で搬送される信号間の差を表す。
【0044】
ＲＦ信号およびＲＦ－ＲＦビート生成物は、第４のＩＶビームおよび第５の（Ｖ）ビームの両方で搬送されて、第１の電気信号および第２の電気信号の両方の一部を形成するため、それらは相殺され、ＬＯおよび受信されたＲＦ信号から生じたビート生成物およびＬＯだけが残る。
【0045】
これらの混合生成物の除去は、相対強度雑音（ＲＩＮ）と呼ばれることが多い、経時的なレーザ源１の振幅から生じる雑音の除去に加えて行われる。さらに、追加の利点として、この構成は、第４の光ビーム（ＩＶ）および第５の光ビーム（Ｖ）にも存在する、第１のマッハツェンダー変調器によって生成された歪み生成物も除去する。
【0046】
平衡光検出器１４の出力は、ＡＤＣ４へのアナログ入力を形成し、ＡＤＣ４は、ＤＳＰ２による受信のための同等デジタル信号を出力する。
【0047】
リンクは、ＡＤＣ４が分解することができない平衡光検出器回路１４の出力からの高周波信号成分を除去するために、ＡＤＣの前にローパスフィルタ１５をさらに含み得る。
【0048】
空中プラットフォーム上での使用を含む様々な用途のために、ＲＦミキサ３がアンテナ１から離れており、それによって、電力へのアクセスがより容易で、空間がより広く、環境条件の制御（熱変動、風、雨などからの保護）がより容易な場所に配置することができることが好ましい。本例では、アンテナ１は、空中プラットフォームの翼、機首、または尾部（または機体の他の部分）上にあるように例示されており、ＲＦミキサ３、ＡＤＣ４およびＤＰＳ２は、空中プラットフォームのアビオニクスベイ内に、アンテナ１から離れて配置されている。
【0049】
アンテナ１からのＲＦ信号は、電気コネクタによって、例えば、アンテナ１からミキサ３に同軸リードによって搬送され得る。しかしながら、これは損失が大きいため、アンテナ１からのＲＦ信号は、好ましくは光学的に線形のリンクであるさらなる光リンクを介してＲＦミキサ３に搬送されることが好ましい。
【0050】
さらなる光リンクは、好ましくはアンテナ１から離れて位置しており、好ましくはアビオニクスベイ内に保持される第２のレーザ１６と、アンテナ１に近接して位置し、レーザ１６から出力され、光ファイバを介して変調器１７に搬送される第６のビーム（ＶＩ）にアンテナ１からのＲＦ信号を印加するように構成されたさらなるマッハツェンダー変調器１７とを含む。第６のビーム（ＶＩ）は、変調器１７から出力された後、ファイバを介してＲＦミキサ３に近接する位置、例えばアビオニクスベイ内に搬送され、そこで、第６のビーム（ＶＩ）に印加されたＲＦ信号に対応する電気信号出力を提供する光検出器１８によって受信される。光検出器１８からの電気出力は、ＲＦミキサ３の第１の入力９で受信される。
【0051】
この構成が、アンテナ１を処理システム２から離れて配置することが望まれる場合に使用可能であることは認識されるであろう。明らかな用途は、セルラーネットワークマストの頂部に近接するアンテナから、マストの基部に近接するキャビネット、ベイなどへの電気通信信号の伝達である。
【0052】
本発明は光ダウンコンバータとして実装されて説明されているが、本発明はアップコンバータとしても同様に適用することができる。例えば、リンクは、例えば所望のマイクロ波周波数でアンテナから送信するために送信機システムによって生成された２つの入力信号をアップコンバートするために送信機とアンテナとの間で使用され得、本発明は、これら２つの入力信号によって形成されるあらゆるビート生成物を抑制するように作用する。
【0053】
【0054】
第２の実施形態は、追加的に、第１のレーザ７からのビームの波長とは異なり、したがって第１のビームＩおよび第２のビーム（ＩＩ）の波長とも異なる波長を有する第７のビーム（ＶＩＩ）を出力するさらなるレーザ源２０を含む。好ましくは、第１のビームＩと第７のビーム（ＶＩＩ）との間の波長分離は、フォトダイオードセンサ１４Ａ，１４Ｂによって認識され得る周波数での光ビートを回避するために、少なくとも２ｎｍである。
【0055】
第７のビーム（ＶＩＩ）は、ＭＵＸコンバイナ２１を通して第２のビーム（ＩＩ）と多重化され、出力された結合された第７のビーム（ＶＩＩ）および第２のビーム（ＩＩ）は、第２のＭＺ変調器６の光入力を形成する。第２のＭＺ変調器６は、ＬＯ信号を（ＶＩＩ）ビームおよび（ＩＩ）ビームの両方に印加し、これらのビームは、次いで、コンバイナ１３によって（ＩＩＩ）ビームと結合されて、結合された第２のビーム（ＩＩ）、第３のビーム（ＩＩＩ）、および第７のビーム（ＶＩＩ）を含む出力が提供される。第７の（ＶＩＩ）ビームは、（ＩＩ）ビームおよび（ＩＩＩ）ビームと相互作用しない。第７の（ＶＩＩ）ビームは、波長感応型スプリッタ（Ｄｅ ＭＵＸ）２２によって（ＩＩ）ビームおよび（ＩＩＩ）ビームから分離され、分離された第７のビーム（ＶＩＩ）は、さらなる光検出器２３によって受信され、さらなる光検出器２３は、第７のビーム（ＶＩＩ）に印加されたＬＯ信号と同等の電気信号を出力する。光検出器２３からの出力の位相は、位相コントローラ２４によって調整され、差動増幅器２５（または同等の機能を有する回路）の第１の入力に供給され、差動増幅器２５はまた、第２の入力において、平衡光検出器回路１４からの出力を受信する。差動増幅器２５は、２つの入力で受信された信号間の差に対応する信号を出力する。位相コントローラ２４は、差動増幅器２５の両方の入力に到達するＬＯ信号の位相が同じになることを確実にするために使用され得る。
【0056】
平衡フォトダイオード検出器回路１４を除くＲＦミキサ３のすべての構成要素は、単一の集積光回路として、すなわち、平衡フォトダイオード回路がモノリス上にフリップチップされた状態で単一の光モノリシック材料（チップ）上に形成されることが好ましい。しかしながら、２つ以上の別個の光学部品から、またはそれらのハイブリッドとして、ＲＦミキサ機能を提供することが可能である。
【図1】
【図2】
【国際調査報告】