JPH1090327A - Electric field sensor - Google Patents
Electric field sensorInfo
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- JPH1090327A JPH1090327A JP8265435A JP26543596A JPH1090327A JP H1090327 A JPH1090327 A JP H1090327A JP 8265435 A JP8265435 A JP 8265435A JP 26543596 A JP26543596 A JP 26543596A JP H1090327 A JPH1090327 A JP H1090327A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アンテナで受信する以外にノイズの取り込み
や環境に対するノイズの発信がなく、かつアンテナが電
気式電界センサと互換性がある電界センサを提供する。
【解決手段】 それぞれ相互に接続および脱離可能なコ
ネクタ3を備えたアンテナ15及びセンサヘッド1が、
コネクタ3によって接続されている電界センサとする。
(57) [Problem] To provide an electric field sensor which does not take in noise or transmit noise to the environment other than reception by an antenna, and whose antenna is compatible with an electric electric field sensor. SOLUTION: An antenna 15 and a sensor head 1 each having a connector 3 which can be connected to and detached from each other,
The electric field sensor is connected by the connector 3.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電波や電磁ノイズ
の測定に用いられる計測器に関し、特に、電磁波による
電界強度を測定するための、及び放送電波等の特定周波
数の信号電波の受信アンテナとして機能する電界センサ
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a measuring instrument used for measuring radio waves and electromagnetic noise, and more particularly to an antenna for measuring the electric field intensity due to electromagnetic waves and as a receiving antenna for signal radio waves of a specific frequency such as broadcast radio waves. It relates to a functioning electric field sensor.
【0002】[0002]
【従来の技術】コンピュータ等の情報機器や通信機器、
あるいはロボット等のFA機器、自動車、鉄道等の制御
器など多くの電気機器は、外部からの電磁ノイズによっ
て誤動作などの影響を受ける危険を常にもっている。従
って、EMC分野においては、外部の電磁環境や、他に
影響を及ぼすようなノイズの大きさ、また、自らが発生
するノイズ等を正確に測定することが重要となってい
る。2. Description of the Related Art Information devices and communication devices such as computers,
Alternatively, many electric devices such as FA devices such as robots and controllers for automobiles and railways always have a danger of being affected by malfunctions or the like due to external electromagnetic noise. Therefore, in the field of EMC, it is important to accurately measure the magnitude of noise that affects the external electromagnetic environment and others, the noise generated by itself, and the like.
【0003】上述ような電磁ノイズの測定には、従来
は、通常のアンテナを用いて受信し、同軸ケーブルで測
定器まで導いて検出する方法がとられてきた。以下、こ
の方法による電界センサを電気式電界センサという。Conventionally, for the measurement of the electromagnetic noise as described above, a method has been adopted in which reception is performed using an ordinary antenna, and the signal is guided to a measuring device through a coaxial cable and detected. Hereinafter, the electric field sensor according to this method is referred to as an electric electric field sensor.
【0004】最近、印加される電界強度に応じて、入射
した光の強度が変化して出射するように構成された光学
素子を用いて電界強度変化を光強度変化に変換し、光フ
ァイバを通じて受光器まで導いて検出する方法が開発さ
れている。以下、この方法による電界センサを光電界セ
ンサという。Recently, a change in the electric field intensity is converted into a change in the light intensity by using an optical element configured to change the intensity of the incident light in accordance with the applied electric field intensity, and the light is received through an optical fiber. Methods have been developed to guide the device to the detector. Hereinafter, the electric field sensor according to this method is referred to as an optical electric field sensor.
【0005】光電界センサのセンサヘッドには、電界強
度を透過光の強度変化に変換する光学素子として電気光
学効果を有する結晶を用い、バルク素子と導波路型素子
の2種類の素子構造がある。前者に比較して後者が10
倍以上検出感度が高い。[0005] The sensor head of the optical electric field sensor uses a crystal having an electro-optical effect as an optical element for converting an electric field intensity into a change in intensity of transmitted light, and has two types of element structures, a bulk element and a waveguide element. . The latter is 10 compared to the former
More than double the detection sensitivity.
【0006】図5は、電気光学効果による光電界センサ
の構成を示す図である。図6は、導波路型センサヘッド
の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an optical electric field sensor using the electro-optic effect. FIG. 6 is a diagram showing a configuration of the waveguide type sensor head.
【0007】図5及び図6に示すように、光源5からシ
ングルモードファイバ11をとおったセンサヘッド1へ
の入射光は、入射光導波路21に入射した後、位相シフ
ト光導波路22にエネルギーが分割される。電界が印加
された場合、ダイポール・アンテナ15により変調電極
24には電圧が誘起されて、位相シフト光導波路22中
には深さ方向に互いに反対向きの電界成分が生じる。こ
の結果、電気光学効果により屈折率変化が生じ、二つの
位相シフト光導波路22を伝搬する光波間には、印加電
界の大きさに応じて位相差が変化する。即ち、シングル
モードファイバ12に出射する光の強度は、印加電界強
度に応じて変化し、その光強度変化を受光器6で電気信
号に変換した上で測定器7によって印加電界の強度が測
定される。As shown in FIGS. 5 and 6, incident light from the light source 5 to the sensor head 1 through the single mode fiber 11 is incident on the incident optical waveguide 21 and then split into energy by the phase shift optical waveguide 22. Is done. When an electric field is applied, a voltage is induced in the modulation electrode 24 by the dipole antenna 15, and electric field components in the phase-shifted optical waveguide 22 are generated in opposite directions in the depth direction. As a result, the refractive index changes due to the electro-optic effect, and the phase difference between the light waves propagating through the two phase-shifted optical waveguides 22 changes according to the magnitude of the applied electric field. That is, the intensity of the light emitted to the single mode fiber 12 changes in accordance with the applied electric field intensity, and the light intensity change is converted into an electric signal by the light receiver 6, and then the intensity of the applied electric field is measured by the measuring device 7. You.
【0008】光電界センサの場合、センサヘッド1と受
光器6は、シングルモードファイバ12で接続されてい
るため、長距離でも減衰は少なく、また伝送路と環境と
の間のノイズの授受がないなどの特徴がある。In the case of an optical electric field sensor, since the sensor head 1 and the photodetector 6 are connected by a single mode fiber 12, there is little attenuation even over long distances, and there is no transmission / reception of noise between the transmission line and the environment. There are such features.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】電気式電界センサは、
古くから採り入れられ、最も一般的な方法であるが、長
い距離にわたる同軸ケーブル等の存在により電界分布が
乱れてしまったり、同軸ケーブル途中からのノイズ侵入
の恐れがあるなどの問題がある。SUMMARY OF THE INVENTION An electric field sensor is
This method has been adopted for a long time, and is the most common method. However, there are problems that the electric field distribution is disturbed due to the presence of a coaxial cable or the like over a long distance, and that noise may enter the middle of the coaxial cable.
【0010】又、光電界センサの場合でも、光ファイバ
を伝送路とするところを除いて、アンテナからセンサヘ
ッド1までの同軸ケーブル18の存在は、同様の問題を
呈する。Also, in the case of an optical electric field sensor, the existence of the coaxial cable 18 from the antenna to the sensor head 1 presents a similar problem except that an optical fiber is used as a transmission line.
【0011】又、同軸ケーブル18は、引き回しにより
変形、磨耗のため損傷を受け、インピーダンスが変化し
やすく、そのため、定期的な較正を要し、あるいは交換
を余儀なくされる。Also, the coaxial cable 18 is damaged due to deformation and wear due to routing, and the impedance is apt to change, so that periodic calibration is required or replacement is required.
【0012】更に、電磁ノイズの測定において、電気式
電界センサと光電界センサは、従来、それぞれ独立に使
われてきた経緯があるため、構成上に互換性がなく、測
定における相互の比較検討は容易でないという問題があ
った。Further, in the measurement of electromagnetic noise, since the electric electric field sensor and the optical electric field sensor have been used independently in the past, there is no compatibility in the configuration, and mutual comparison in the measurement is not considered. There was a problem that it was not easy.
【0013】本発明の目的は、かかる問題提起に基づ
き、アンテナで受信する以外にノイズの取り込みや環境
に対するノイズの発信がなく、かつアンテナが電気式電
界センサと互換性がある光電界センサを提供することで
ある。An object of the present invention is to provide an optical electric field sensor which does not take in noise or transmit noise to the environment other than reception by an antenna and which antenna is compatible with an electric electric field sensor, based on the above problem. It is to be.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明は、印加される電
界強度に応じて、入射する光の強度が変化して出射する
ように構成されたセンサヘッド、センサヘッドの入射光
の光源、センサヘッドからの出射光を検出する受光器、
受光器の電気出力信号から電界強度を計測する測定器、
光源からセンサヘッドまで及びセンサヘッドから受光器
までの光の伝送路をなす光ファイバ、及び印加電界を受
信しセンサヘッドに入力するアンテナから構成される電
界センサにおいて、それぞれ相互に接続及び脱離可能な
コネクタを備えたアンテナ及びセンサヘッドが、コネク
タによって接続されている電界センサである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a sensor head, a light source for incident light of a sensor head, and a sensor, wherein the intensity of incident light is changed according to an applied electric field intensity and emitted. A light receiver for detecting light emitted from the head,
A measuring device that measures the electric field strength from the electrical output signal of the receiver,
An optical fiber that forms a light transmission path from the light source to the sensor head and from the sensor head to the light receiver, and an electric field sensor that consists of an antenna that receives an applied electric field and inputs it to the sensor head, can be connected to and disconnected from each other. An antenna and a sensor head having a simple connector are electric field sensors connected by the connector.
【0015】本発明は、電気光学効果を示す基板上に形
成した分岐干渉型光導波路、及び分岐干渉型光導波路の
2本の位相シフト光導波路の近傍に配置した変調電極か
ら構成した光導波路素子型センサヘッドを有する電界セ
ンサである。According to the present invention, there is provided an optical waveguide device comprising a branch interference type optical waveguide formed on a substrate exhibiting an electro-optical effect, and a modulation electrode arranged near two phase shift optical waveguides of the branch interference type optical waveguide. It is an electric field sensor having a type sensor head.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0017】図1は、本発明の第1の実施の形態を示す
図である。図1において、ダイポール・アンテナ15と
センサヘッド1には、それぞれコネクタ3が取り付けら
れている。両者は、コネクタ3を通じて接続されてい
る。従って、ダイポール・アンテナ15とセンサヘッド
1の間をつなぐ同軸ケーブルは、不用となり、ダイポー
ル・アンテナ15で受信する以外にノイズが侵入する余
地はない状態で電磁ノイズの測定を遂行することができ
る。即ち、同軸ケーブルを全く使っていないため、上述
したように、従来問題となっていた同軸ケーブルの引き
回しによる変形、磨耗、損傷によるインピーダンスの変
化等の問題は回避される。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, connectors 3 are attached to the dipole antenna 15 and the sensor head 1, respectively. Both are connected through a connector 3. Therefore, a coaxial cable connecting between the dipole antenna 15 and the sensor head 1 becomes unnecessary, and the electromagnetic noise can be measured in a state where there is no room for noise to enter except for the reception by the dipole antenna 15. That is, since the coaxial cable is not used at all, as described above, problems such as deformation, abrasion, and change in impedance due to damage of the coaxial cable, which are problems in the related art, can be avoided.
【0018】更に、図2は、本発明の第2の実施の形態
を示す図である。又、図3は、図2の光電界センサを構
成する反射型の導波路型センサヘッドを示す図である。
センサヘッド2に反射部28を設け、入射光と出射光が
同一のシングルモードファイバ11をとおり、光サーキ
ュレータ9でそれぞれ分離される。このため、センサヘ
ッド2には一本のシングルモードファイバ11の接続で
足りるため、センサヘッド2を設置し、長距離にわたる
光ファイバの敷設にはとくに有利である。FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a reflective waveguide sensor head constituting the optical electric field sensor of FIG.
A reflection section is provided in the sensor head 2, and incident light and outgoing light pass through the same single mode fiber 11 and are separated by an optical circulator 9. For this reason, since it is sufficient to connect one single mode fiber 11 to the sensor head 2, it is particularly advantageous to install the sensor head 2 and lay an optical fiber over a long distance.
【0019】又、図4に示すように、さきに図1に示し
た本発明によるダイポール・アンテナ15を有する光電
界センサの構成を解き、同種のコネクタ3を有するバイ
コニカル・アンテナ16に差し替えた光電界センサの構
成とすることが可能である。図2に示した構成について
も全く同様であることは説明を要しない。Further, as shown in FIG. 4, the configuration of the optical electric field sensor having the dipole antenna 15 according to the present invention shown in FIG. 1 is solved, and the photoelectric conversion device is replaced with a biconical antenna 16 having the same type of connector 3. A configuration of a field sensor is possible. It is not necessary to explain that the configuration shown in FIG. 2 is completely the same.
【0020】このように、同種のコネクタに統一すれ
ば、容易に接続を替えることが可能となり、電気式電界
センサと光電界センサの間で、あるいは複数の光電界セ
ンサの間で比較し、較正すること、又は異なる複数のア
ンテナを用いることによりアンテナの依存性を明らかに
することも容易に可能となる。As described above, if the connectors are unified to the same type of connector, the connection can be easily changed, and the calibration can be performed by comparing between the electric electric field sensor and the optical electric field sensor or between a plurality of optical electric field sensors. It is also possible to clarify the dependence of antennas by using different antennas.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上説明したように、本発明による電界
センサは、ノイズの取り込みや、環境に対するノイズの
発信がない光電界センサであり、引き回される同軸ケー
ブルを使わないため、維持管理が容易である。また、電
気式電界センサとの間に互換性をもたせることにより、
互いに切り替えて測定に供することができ、電界センサ
の特性の比較、較正、及び電磁ノイズ測定におけるアン
テナの依存性を明らかにすることも容易となる。As described above, the electric field sensor according to the present invention is an optical electric field sensor that does not capture noise or emit noise to the environment. Easy. Also, by making it compatible with electric type electric field sensors,
The measurement can be switched to each other, and the characteristics of the electric field sensor can be compared, calibrated, and the dependence of the antenna on the electromagnetic noise measurement can be easily determined.
【図1】本発明による第1の実施の形態の電界センサの
構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an electric field sensor according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明による第2の実施の形態の電界センサの
構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an electric field sensor according to a second embodiment of the present invention.
【図3】図2の電界センサを構成する反射型の導波路型
センサヘッドを示す図。FIG. 3 is a view showing a reflection type waveguide sensor head constituting the electric field sensor of FIG. 2;
【図4】図2に示す本発明による第2の実施の形態の構
成のアンテナをバイコニカル・アンテナに替えた場合の
光電界センサの構成を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an optical electric field sensor when the antenna according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 2 is replaced with a biconical antenna.
【図5】電気光学効果による電界センサの構成を示す説
明図。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a configuration of an electric field sensor using an electro-optic effect.
【図6】導波路型センサヘッドの構成を示す説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a configuration of a waveguide type sensor head.
1,2 センサヘッド 3 コネクタ 5 光源 6 受光器 7 測定器 9 光サーキュレータ 11,12 シングルモードファイバ 13 偏波保持ファイバ 15 ダイポール・アンテナ 16 バイコニカル・アンテナ 18 同軸ケーブル 21 入射光導波路 22 位相シフト光導波路 23 出射光導波路 24 変調電極 25 基板 28 反射部 Reference numerals 1 and 2 Sensor head 3 Connector 5 Light source 6 Light receiver 7 Measuring instrument 9 Optical circulator 11, 12 Single mode fiber 13 Polarization maintaining fiber 15 Dipole antenna 16 Biconical antenna 18 Coaxial cable 21 Incident optical waveguide 22 Phase shift optical waveguide 23 Outgoing optical waveguide 24 Modulation electrode 25 Substrate 28 Reflector
Claims (2)
光の強度が変化して出射するように構成されたセンサヘ
ッド、該センサヘッドの入射光の光源、前記センサヘッ
ドからの出射光を検出する受光器、該受光器の電気出力
信号から前記電界強度を計測する測定器、前記光源から
前記センサヘッドまで及び該センサヘッドから前記受光
器までの光の伝送路をなす光ファイバ、及び印加電界を
受信し前記センサヘッドに入力するアンテナから構成さ
れる電界センサにおいて、前記アンテナ及び前記センサ
ヘッドは、それぞれ相互に接続及び脱離可能なコネクタ
を備え、該コネクタによって接続されていることを特徴
とする電界センサ。1. A sensor head configured to change the intensity of incident light according to an applied electric field intensity and emit light, a light source of incident light of the sensor head, and a light emitted from the sensor head. A photodetector for detection, a measuring device for measuring the electric field intensity from an electric output signal of the photodetector, an optical fiber forming a light transmission path from the light source to the sensor head and from the sensor head to the photodetector, and an application In an electric field sensor including an antenna that receives an electric field and inputs the electric field to the sensor head, the antenna and the sensor head each include a connector that can be connected to and detached from each other, and are connected by the connector. Electric field sensor.
す基板上に形成した分岐干渉型光導波路、及び該分岐干
渉型光導波路の2本の位相シフト光導波路の近傍に配置
した変調電極から構成した光導波路素子型センサヘッド
であることを特徴とする請求項1記載の電界センサ。2. The sensor head comprises a branch interference type optical waveguide formed on a substrate exhibiting an electro-optic effect, and a modulation electrode arranged near two phase shift optical waveguides of the branch interference type optical waveguide. 2. The electric field sensor according to claim 1, wherein the sensor head is an optical waveguide element type sensor head.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8265435A JPH1090327A (en) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | Electric field sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8265435A JPH1090327A (en) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | Electric field sensor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1090327A true JPH1090327A (en) | 1998-04-10 |
Family
ID=17417121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8265435A Pending JPH1090327A (en) | 1996-09-12 | 1996-09-12 | Electric field sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1090327A (en) |
-
1996
- 1996-09-12 JP JP8265435A patent/JPH1090327A/en active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040421 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040622 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041207 |