Expansion and Enhancement of IoT Wireless Power Delivery through Rectenna Arrays with Dual Roles of Power Reception Elements and directors, and Metamaterials.

• Project/Area Number: 24K07497
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21020:Communication and network engineering-related
• Research Institution: Hakodate National College of Technology
• Principal Investigator: 丸山 珠美 函館工業高等専門学校, 生産システム工学科, 教授 (90735523)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小野 安季良 香川高等専門学校, 通信ネットワーク工学科, 教授 (40290811)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2025: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: メタマテリアル / ワイヤレス電力伝送 / レクテナ / アレーアンテナ / 八木宇田アンテナ

Outline of Research at the Start

通信用電磁波を電力に変換し，電波防護指針に抵触することなく，遠方にある多数のIoTセンサーにワイヤレス給電する技術の確立を目的とする．この実現のため，給電素子に近づけることで無給電素子に電流が流れる導波作用を利用した受電・導波一体型レクテナアレーを提案し，負の誘電率と透磁率を持つメタマテリアル (DNG)を組み込むことで，ワイヤレス電力伝送効率の向上を図る．エバネッセント波は，通常指数関数的に減衰するが，DNGで正負を逆転させることにより増幅させることができる．本研究では，受電・導波一体型レクテナアレーの素子間にDNGを設置することで，従来困難であった空間伝送型WPTにこれを適用させWPTの効率向上を図る．