專利名稱：電場計量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電場計量裝置，尤其涉及測定從設(shè)置于檢測電波暗室等的電磁波的區(qū)域內(nèi)的被測定裝置產(chǎn)生的電磁波的電場強度的電場計量裝置。
背景技術(shù)：
各種電子電氣設(shè)備需要將其本身所產(chǎn)生的電磁波噪聲限制在預(yù)定值以下。這是因為，其他電子電氣設(shè)備因這種電磁波噪聲而誤動作，或者抑制對操作這些設(shè)備的人體的影響。近幾年來，在EMC領(lǐng)域中，隨著電子電氣設(shè)備的高速化或無線LAN等的普及，遍及 GHz頻段的EMC(電磁相容性)變得越來越重要。尤其在測定電子電氣設(shè)備放射的噪聲的電磁干擾(EMI)測定中需要由天線檢測在檢測電波暗室等的電磁波的區(qū)域內(nèi)從被測定裝置放射的微小噪聲，并傳輸?shù)綔y定器中。以往，在EMI測定中利用由RF前置放大器和同軸電纜構(gòu)成的傳輸線路傳輸來自天線的輸出信號。然而，若由同軸電纜傳輸例如1 6GHz這樣的GHz頻段的電磁波噪聲，則大部分輸出信號在同軸電纜內(nèi)消失，難以進行測定。尤其在EMI測定中，從被測定裝置產(chǎn)生的電磁波噪聲其信號電平本來就微弱，擔(dān)心被掩埋于測定器的噪聲中。并且，若考慮檢測電波暗室等的電磁波的檢測區(qū)域內(nèi)的測定空間(被測定裝置與天線的距離)為數(shù)米 數(shù)十米左右，則從電波暗室(檢測區(qū)域)的天線到檢測區(qū)域外的測定裝置的傳輸距離需確保數(shù)十米左右。對此，當利用同軸電纜傳輸GHz頻段的電信號時，傳輸距離變?yōu)閿?shù)米左右。因此，需要使接收天線與測定裝置之間靠近，根據(jù)情況，在檢測電磁波的區(qū)域內(nèi)配置測定裝置的一部分等測定可靠度下降，并且測定準備也變得復(fù)雜。對此，如專利文獻1所示，提出有將具有馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的光強度調(diào)制器用于電場傳感頭的技術(shù)?！阍陔妶鰝鞲蓄^使用光強度調(diào)制器時，為了避免外加于光強度調(diào)制器的偏置控制電壓等的電信號成為產(chǎn)生新噪聲的原因，如專利文獻2所示，利用在光強度調(diào)制器中未外加偏置控制電壓的、所謂無偏置光強度調(diào)制器。專利文獻1 日本專利第3404606號公報專利文獻2 日本專利第3049190號公報然而，無偏置光強度調(diào)制器中，偏置點調(diào)整精確度因測試環(huán)境的溫度變化或光強度調(diào)制器的固定機構(gòu)的應(yīng)力變動而劣化，并發(fā)生信號輸出電平變動等檢測信號的傳輸特性的劣化。并且，產(chǎn)生光強度調(diào)制器的制造產(chǎn)率的問題或個別元件的工作點調(diào)整等追加工作， 很難降低成本。并且，如專利文獻2所示，無偏置光強度調(diào)制器需要另外附加調(diào)整偏置點的機械構(gòu)成，因此很難實現(xiàn)電場傳感頭部的小型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明欲解決的課題在于，解決如上所述的問題，并提供一種可以實現(xiàn)高穩(wěn)定的傳輸，還可以實現(xiàn)電場傳感頭的小型化的電場計量裝置。為了解決上述課題，技術(shù)方案1所涉及的發(fā)明中的電場計量裝置，其測定從設(shè)置于檢測電磁波的區(qū)域內(nèi)的被測定裝置產(chǎn)生的電磁波的電場強度，其特征在于，在該區(qū)域內(nèi)設(shè)置天線及具有馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的光強度調(diào)制器，并且該天線的輸出信號外加于該光強度調(diào)制器的調(diào)制電極，在該區(qū)域外設(shè)置光源部；受光部；及DC偏置控制部，該DC偏置控制部根據(jù)來自該光強度調(diào)制器的輸出光的光強度來控制供給至該光強度調(diào)制器的DC偏置電壓，通過光纖從該光源部向該光強度調(diào)制器導(dǎo)入光波，通過光纖從該光強度調(diào)制器向該受光部導(dǎo)出光波，由供電線從該DC偏置控制部向該光強度調(diào)制器供給DC偏置電壓。在技術(shù)方案2所涉及的發(fā)明中，技術(shù)方案1所述的電場計量裝置，其特征在于，該光源部射出具有恒定光強度的固定光，該DC偏置控制部以將該輸出光的光強度的平均值恒定化的方式設(shè)定DC偏置電壓。在技術(shù)方案3所涉及的發(fā)明中，技術(shù)方案1或2所述的電場計量裝置，其特征在于，在該區(qū)域內(nèi)設(shè)置放大該天線的輸出信號的放大器，通過供電線從設(shè)置于該區(qū)域外的電源電路向該放大器供給DC電壓。在技術(shù)方案4所涉及的發(fā)明中，技術(shù)方案1至3中任一項所述的電場計量裝置，其特征在于，該供電線上設(shè)置有交流信號截斷用低通濾波器。在技術(shù)方案5所涉及的發(fā)明中，技術(shù)方案1至4中任一項所述的電場計量裝置，其特征在于，該光強度調(diào)制器為光波的入射部與射出部相同的反射型調(diào)制器，在該區(qū)域內(nèi)，由一根光纖構(gòu)成從該光源部將光波導(dǎo)入至該光強度調(diào)制器的光纖和從該光強度調(diào)制器將光波導(dǎo)出至該受光部的光纖，通過設(shè)置于該區(qū)域外的環(huán)行器來分離從該光源部向該光纖入射的光波和從該光纖向該受光部射出的光波。發(fā)明效果根據(jù)技術(shù)方案1所涉及的發(fā)明，在檢測電磁波的區(qū)域內(nèi)設(shè)置天線及具有馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的光強度調(diào)制器，并且該天線的輸出信號外加于該光強度調(diào)制器的調(diào)制電極，在該區(qū)域外設(shè)置光源部、受光部及根據(jù)來自該光強度調(diào)制器的輸出光的光強度來控制供給至該光強度調(diào)制器的DC偏置電壓的DC偏置控制部，通過光纖從該光源部向該光強度調(diào)制器導(dǎo)入光波，通過光纖從該光強度調(diào)制器向該受光部導(dǎo)出光波，由供電線從該DC偏置控制部向該光強度調(diào)制器供給DC偏置電壓，因此光強度調(diào)制器的偏置點始終維持在適當?shù)臓顟B(tài)，傳輸特性對溫度變動等也會穩(wěn)定。而且，設(shè)置于檢測電磁波的區(qū)域內(nèi)的僅僅是光強度調(diào)制器的主體等所需的最少部分，也不需要如以往的偏置點調(diào)整用機械構(gòu)成，因此也可以使電場傳感頭小型化。另外，構(gòu)成電場傳感頭的天線或光強度調(diào)制器上僅連接有光纖或 DC偏置電壓用供電線，光源部、受光部、進而DC偏置控制部等配置于檢測電磁波的區(qū)域外， 因此還能夠抑制在該區(qū)域內(nèi)的不需要的噪聲放射，能夠?qū)崿F(xiàn)更高精確度的計量。根據(jù)技術(shù)方案2所涉及的發(fā)明，光源部射出具有恒定光強度的固定光，DC偏置控制部以將來自光強度調(diào)節(jié)器的輸出光的光強度的平均值恒定化的方式設(shè)定DC偏置電壓， 因此在控制偏置點時，不需要多用于光調(diào)制器的偏置點控制中的低頻信號等交流信號，能夠更進一步抑制在檢測電磁波的區(qū)域內(nèi)的噪聲放射。
根據(jù)技術(shù)方案3所涉及的發(fā)明，在檢測電磁波的區(qū)域內(nèi)設(shè)置放大天線的輸出信號的放大器，通過供電線從設(shè)置于該區(qū)域外的電源電路向該放大器供給DC電壓，因此能夠提高來自天線的輸出信號的信號強度來外加于光強度調(diào)制器，因此能夠更高精確度地檢測來自被測定裝置的電磁波噪聲。而且，只有DC電壓外加于該放大器上，因此也不會存在成為在檢測電磁波的區(qū)域內(nèi)的噪聲發(fā)射源的現(xiàn)象。根據(jù)技術(shù)方案4所涉及的發(fā)明，供電線上設(shè)置有交流信號截斷用低通濾波器，因此能夠更進一步抑制將成為噪聲發(fā)射原因的交流信號帶入檢測電磁波的區(qū)域，能夠提供可靠度高的電場計量裝置。根據(jù)技術(shù)方案5所涉及的發(fā)明，光強度調(diào)制器為光波的入射部與射出部相同的反射型調(diào)制器，在檢測電磁波的區(qū)域內(nèi)，由一根光纖構(gòu)成從光源部將光波導(dǎo)入至該光強度調(diào)制器的光纖和從該光強度調(diào)制器將光波導(dǎo)出至該受光部的光纖，通過設(shè)置于該區(qū)域外的環(huán)行器來分離從該光源部向該光纖入射的光波和從該光纖向該受光部射出的光波，因此能夠減輕光強度調(diào)制器與光纖的連接工作負擔(dān)，而且在區(qū)域內(nèi)使用的光纖為1根即可，因此還能夠降低制造成本。


圖1是表示本發(fā)明所涉及的電場計量裝置的概要圖。圖2是說明圖1的頭部2和主體部6的構(gòu)成的詳細內(nèi)容的圖。標記說明1-天線，2-頭部，4-復(fù)合線路(光纖和供電線)，5、51、52-低通濾波器，6-主體部，7-測定器，8-被測定裝置，21-放大器，22-光強度調(diào)制器，42,43-光纖，61-電源電路， 62-光源，63-光源驅(qū)動電路，64-受光部，65-檢測器，66-DC偏置控制電路
具體實施例方式以下利用優(yōu)選例詳細說明本發(fā)明。圖1是表示本發(fā)明所涉及的電場計量裝置的概要內(nèi)容的圖。測定從設(shè)置于檢測電波暗室10等的電磁波的區(qū)域內(nèi)的被測定裝置(EUT)S產(chǎn)生的電磁波(波狀線箭頭)的電場強度。標記9為旋轉(zhuǎn)臺等載置被測定裝置的載置臺。本發(fā)明中的“檢測電磁波的區(qū)域”并不限于電波暗室而是指開闊場(open site)等為了檢測被測定裝置所產(chǎn)生的電磁波而設(shè)置有該被測定裝置的空間。并且，“檢測電磁波的區(qū)域”外是指計量被測定裝置所產(chǎn)生的電磁波時不會成為障礙的區(qū)域，也可以為電波暗室的外部或充分遠離被測定裝置的場所，進而如后述的測定室那樣容納主體部或測定器并截斷從設(shè)備產(chǎn)生的電磁波向“檢測電磁波的區(qū)域”泄漏的空間。以下，以電波暗室及測定室為例進行說明。電波暗室10內(nèi)配置有天線1和插入有具有馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的光強度調(diào)制器的頭部2。與專利文獻1或2相同，天線1的輸出信號外加于光強度調(diào)制器的調(diào)制電極上而使馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的折射率發(fā)生變化。通過該折射率變化，調(diào)制在該光波導(dǎo)中傳播的光波相位，并調(diào)制從馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)射出的光波的光強度。標記3為將天線 1配置于預(yù)定位置的、天線定位機構(gòu)。
光強度調(diào)制器可適宜地利用在具有電光效應(yīng)的基板上形成光波導(dǎo)及調(diào)制電極的行波型光調(diào)制器。作為具有電光效應(yīng)的基板，例如可利用鈮酸鋰、鉭酸鋰、PLZT(鋯鈦酸鉛鑭)及石英系材料等。馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)可通過熱擴散法或質(zhì)子交換法等使Ti等擴散于基板表面或者形成脊型凸部，由此形成于具有電光效應(yīng)的基板上。調(diào)制電極由外加來自天線的輸出信號的信號電極或接地電極構(gòu)成，可通過形成Ti -Au的電極圖案及鍍金方法等來形成于基板上。另外，根據(jù)需要還可以在形成光波導(dǎo)后的基板表面設(shè)置電介質(zhì)SiO2等的緩沖層來抑制由形成于光波導(dǎo)上側(cè)的電極所引起的光波的吸收或散射。作為光強度調(diào)制器的偏置點的調(diào)整方法，可通過在來自天線的輸出電壓上重疊外加DC偏置電壓來在上述調(diào)制電極上調(diào)整光強度調(diào)制器的偏置點。并且，也可以構(gòu)成為，在調(diào)制電極以外另外插入偏置點控制用電極并在這種電極上外加DC偏置電壓。電波暗室10的外部鄰接測定室11，該測定室11內(nèi)設(shè)置有控制頭部2的計量裝置的主體部6及EMI接收機等測定器7。頭部2和主體部6由光纖或供電線等復(fù)合線接合。 標記5為設(shè)置于供電線上的交流信號截斷用低通濾波器，其構(gòu)成為，從主體部6向頭部供給 DC偏置電壓等時，交流信號不會進入電波暗室內(nèi)。圖2是更詳細說明頭部2及主體部6中的構(gòu)成的圖。頭部2上設(shè)置有導(dǎo)入來自天線1的輸出信號31并放大該信號的放大器21。由放大器21放大的輸出信號外加于光強度調(diào)制器22的調(diào)制電極。由于能夠提高來自天線的輸出信號的信號強度來外加于光強度調(diào)制器，因此能夠更高精確度地檢測來自被測定裝置的電磁波噪聲。并且，放大器21通過設(shè)置于主體部6的電源電路61供給電力。外加于放大器21 的電壓為DC電壓，通過供電線41供給。這樣僅供給DC電壓，因此抑制在電波暗室內(nèi)的噪聲產(chǎn)生。另外，有效地抑制噪聲的產(chǎn)生，因此根據(jù)需要在供電線41上配置低通濾波器51。光強度調(diào)制器22中，利用光纖42導(dǎo)入從半導(dǎo)體激光等光源部62射出的固定光。 標記63為驅(qū)動光源部62的光源驅(qū)動電路。從光源部導(dǎo)入的光波在光強度調(diào)制器中與天線 1的輸出信號對應(yīng)地接受強度調(diào)制，并經(jīng)過光纖43導(dǎo)入至受光部64。受光部64為光電二極管等受光元件，輸出對應(yīng)于光強度調(diào)制器的輸出光的光強度的檢測信號32。檢測信號32導(dǎo)入至圖1的測定器7中，檢測出被測定設(shè)備8的噪聲發(fā)射的等級 (強度、頻率等)。本發(fā)明的電場計量裝置中，由于進行光強度調(diào)制器22的偏置點調(diào)整，因此偏置控制電路設(shè)置于主體部6內(nèi)。利用光耦合器等如標記33那樣取出在光纖43中傳播的光波的一部分，通過檢測器65監(jiān)控光強度調(diào)制器的輸出光。圖2中直接觀察光強度調(diào)制器的輸出光，但除此以外還有利用從馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的合波部發(fā)射的放射模式光的方法。其需要在標記43的光纖之外另外設(shè)置將放射模式光導(dǎo)入至檢測器65的光纖。并且，還可以使用受光部64的輸出信號的一部分來代替檢測器65的輸出信號。檢測器65的檢測信號導(dǎo)入至DC偏置控制部66，并以檢測信號成為預(yù)定值(光強度調(diào)制器的輸出光成為預(yù)定強度)的方式調(diào)整外加于光強度調(diào)制器的DC偏置電壓。利用供電線44來外加DC偏置電壓，根據(jù)需要在供電線的中途插入低通濾波器來抑制在電波暗
室內(nèi)產(chǎn)生噪聲。
光強度調(diào)制器的驅(qū)動電壓-光強度輸出的關(guān)系曲線(V π調(diào)制曲線)成正弦函數(shù)， 因此最大光強度的1/2點一般成為偏置點調(diào)整的中心。當然，偏置的中心點并不限于這種 1/2點，根據(jù)與受光部64的散粒噪聲的平衡，還可以采用低于1/2點的強度等級。在進行電場計量之前，根據(jù)需要進行偏置點調(diào)整，具體而言，從光源部62將光波導(dǎo)入至光強度調(diào)制器，掃描外加于該光強度調(diào)制器的偏置電壓，計量監(jiān)控光的輸出等級成最高的值，并找出表示該最高值的1/2的值的偏置電壓。這樣調(diào)整偏置點，因此不需要多用于以往的光調(diào)制器的偏置點控制中的低頻信號等交流信號，能夠更進一步抑制在電波暗室內(nèi)的噪聲放射。并且，根據(jù)需要變更光源部所輸出的光波的光強度時，還可以考慮該強度變化來調(diào)整以免使偏置點調(diào)整因該光源部的變動而誤動作。為了監(jiān)控來自光源部的光波，還可以在光纖42上設(shè)置如上所述的光耦合器。并且，光源部為半導(dǎo)體激光時，還能夠檢測后射波束(back beam) 0這樣，由于在設(shè)置于電波暗室內(nèi)的頭部2上僅設(shè)有光強度調(diào)制器或放大器等所需最低限度的部件，因此能夠使頭部小型化。另外，由于頭部2和主體部6僅由光纖及供給DC 電壓的供電線連接，因此與同軸電纜等相比，也能夠?qū)崿F(xiàn)特長距離且低損耗的傳輸。在以上的說明中，作為光強度調(diào)制器的馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)，重點說明了入射用波導(dǎo)、從該入射用波導(dǎo)分支為2個分支波導(dǎo)、以及使2個分支波導(dǎo)合流而連結(jié)于射出用光波導(dǎo)的一般馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)。然而，利用于本發(fā)明的光強度調(diào)制器也可以是構(gòu)成為， 在2個分支波導(dǎo)的中途設(shè)置反射機構(gòu)，反射的光波在分支波導(dǎo)中逆行，并再次從入射用波導(dǎo)射出的所謂“反射型調(diào)制器”。使用這種反射型調(diào)制器時，接合主體部和頭部的光纖可以僅僅是1根，也可以構(gòu)成為，在主體部設(shè)置連接于光纖的環(huán)行器，分離從光源部向光纖入射的光波和從光纖向受光部射出的光波。產(chǎn)業(yè)上的可利用性如以上說明，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供可以實現(xiàn)高穩(wěn)定的傳輸且還可以實現(xiàn)電場傳感頭的小型化的電場計量裝置。
權(quán)利要求
1.一種電場計量裝置，其測定從設(shè)置于檢測電磁波的區(qū)域內(nèi)的被測定裝置產(chǎn)生的電磁波的電場強度，其特征在于，在該區(qū)域內(nèi)設(shè)置天線及具有馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的光強度調(diào)制器，并且該天線的輸出信號外加于該光強度調(diào)制器的調(diào)制電極，在該區(qū)域外設(shè)置光源部；受光部；及DC偏置控制部，該DC偏置控制部根據(jù)來自該光強度調(diào)制器的輸出光的光強度來控制供給至該光強度調(diào)制器的DC偏置電壓，通過光纖從該光源部向該光強度調(diào)制器導(dǎo)入光波，通過光纖從該光強度調(diào)制器向該受光部導(dǎo)出光波，由供電線從該DC偏置控制部向該光強度調(diào)制器供給DC偏置電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的電場計量裝置，其特征在于，該光源部射出具有恒定光強度的固定光，該DC偏置控制部以將該輸出光的光強度的平均值恒定化的方式設(shè)定DC偏置電壓。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電場計量裝置，其特征在于，在該區(qū)域內(nèi)設(shè)置放大該天線的輸出信號的放大器，通過供電線從設(shè)置于該區(qū)域外的電源電路向該放大器供給DC電壓。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的電場計量裝置，其特征在于，該供電線上設(shè)置有交流信號截斷用低通濾波器。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的電場計量裝置，其特征在于，該光強度調(diào)制器為光波的入射部與射出部相同的反射型調(diào)制器，在該區(qū)域內(nèi)，由一根光纖構(gòu)成從該光源部將光波導(dǎo)入至該光強度調(diào)制器的光纖和從該光強度調(diào)制器將光波導(dǎo)出至該受光部的光纖，通過設(shè)置于該區(qū)域外的環(huán)行器來分離從該光源部向該光纖入射的光波和從該光纖向該受光部射出的光波。
全文摘要
提供一種可實現(xiàn)高穩(wěn)定的傳輸，還可實現(xiàn)電場傳感頭小型化的電場計量裝置。該電場計量裝置測定從設(shè)定于檢測電波暗室(10)等的電磁波的區(qū)域內(nèi)的被測定裝置(8)產(chǎn)生的電磁波的電場強度，在該區(qū)域內(nèi)設(shè)置天線(1)及具有馬赫-曾德爾型光波導(dǎo)的光強度調(diào)制器(頭部(2))，該天線的輸出信號外加于該光強度調(diào)制器的調(diào)制電極，在該區(qū)域外設(shè)置光源部和受光部及根據(jù)來自該光強度調(diào)制器的輸出光的光強度控制供給至該光強度調(diào)制器的DC偏置電壓的DC偏置控制部作為主體部(6)，通過光纖(4)從該光源部向該光強度調(diào)制器導(dǎo)入光波，通過光纖(4)從該光強度調(diào)制器向該受光部導(dǎo)出光波，由供電線(4)從該DC偏置控制部向該光強度調(diào)制器供給DC偏置電壓。
文檔編號G01R29/08GK102227644SQ20098014749
公開日2011年10月26日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月27日
發(fā)明者坂井猛, 宮崎德一 申請人:住友大阪水泥股份有限公司