マイクロ波電力伝送システムにおける送受電能動アンテナの試験研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06505002
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 伊藤 精彦 北海道大学, 工学部, 教授 (30001176)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石井 望 北海道大学, 工学部, 助手 (50232236) ; 大鐘 武雄 北海道大学, 工学部, 助教授 (10271636) ; 大宮 学 北海道大学, 工学部, 助教授 (30160625) ; 小川 恭孝 北海道大学, 工学部, 教授 (70125293)
• Keywords: 太陽発電衛星 / 無線送電 / フェーズドアレーアンテナ / スロットアンテナ / マイクロストリップアンテナ / マイクロ波回路 / 整流回路

Research Abstract

本試験研究はマイクロ波電力伝送システムにおける送受電能動アンテナの技術的検討,低コスト・高効率なシステムの開発を目的としている.本年度はシステム機能モデルの製作等を行い,以下に示す新しい知見と成果を得た.
1.送電アンテナは4チャンネルの位相制御系と昨年度設計が行われたキャビティ付スロットアンテナ8素子からなるアンテナアレーである.アレー構造における素子間相互結合を考慮した実験的設計を明らかにした.さらに,位相制御系を構成するマイクロ波回路について最適設計および特性解析を行い,試作において所望の特性を実現しつつある.
2.受電アンテナ(レクテナ)素子の設計および特性解析,さらにマイクロ波から直流に変換するための整流回路の試作実験を行った.マイクロパッチアンテナの受電アンテナ素子について基本波を受信し,奇高調波の再放射を抑圧するスリットの新しい設計法を提案した.また,整流回路について70%程度の効率を実現している.
3.送電アンテナのパイロット信号受信アンテナ素子位置のずれによる方向検知誤差の影響を計算機シミュレーションにより明らかにした.これら成果は基礎的資料として重要である.
以上のように,研究実施計画は順調に進んでおり,本試験研究で構築を目指している仮想実験環境の構築が予定通り行われている.今後,送電アンテナについてビーム制御実験を行う.さらに,受電アンテナのアレー化および整流特性の効率向上について検討を行う.

Research Products

• [Publications] 山本学: "スロット結合マイクロストリップにおけるパッチの共振と電力特性の関係" 1995年電子情報通信学会通信ソサエティ大会. B-53. 53 (1995)
• [Publications] 大宮学: "FDTD法を用いたキャビティ付スロットアンテナの特性解析" 1995年電子情報通信学会通信ソサイエティ大会. B-92. 92 (1995)
• [Publications] 伊藤精彦: "太陽発電衛星SPS2000研究の概要と今後の展望" 北海道大学工学部研究報告. 175. 113-123 (1995)
• [Publications] M.Muramoto: "A Study on Radiation Efficiency Measurement of a Small Antenna Using Wheeler Method" 1995 Asia Pacific Microwave Conference Proceedings. 2. 419-422 (1995)
• [Publications] 大宮学: "太陽発電衛星SPS2000システム機能モデルと送電アンテナ用2.45GHz位相制御システム" 平成7年度電気関係学会北海道支部連合大会. 205. 226 (1995)
• [Publications] 大野哲生: "太陽発電衛星SPS2000システム機能モデル用送電アンテナの特性" 平成7年度電気関係学会北海道支部連合大会. 206. 227 (1995)
• [Publications] 油谷崇志: "太陽発電衛星SPS2000システム機能モデル用2.45GHz増幅器の設計および特性改善" 平成7年度電気関係学会北海道支部連合大会. 207. 228 (1995)
• [Publications] 胡忱: "太陽発電衛星SPS2000システム機能モデル用2.45GHz増幅器の試作" 平成7年度電気関係学会北海道支部連合大会. 208. 229 (1995)
• [Publications] 大野哲生: "太陽発電衛星SPS2000システム機能モデル用方向性結合器と帯域通過フィルタの設計および試作" 平成7年度電気関係学会北海道支部連合大会. 209. 230 (1995)
• [Publications] 大野哲生: "太陽発電衛星SPS2000システム機能モデル用可変移相器の設計および試作" 平成7年度電気関係学会北海道支部連合大会. 210. 231 (1995)
• [Publications] 陳俊明: "太陽発電衛星SPS2000システム機能モデル用位相検出器の設計および試作" 平成7年度電気関係学会北海道支部連合大会. 211. 232 (1995)
• [Publications] 河田恭裕: "太陽発電衛星SPS2000におけるパイロット信号方向検知に及ぼすアンテナ素子位置のずれの影響" 平成7年度電気関係学会北海道支部連合大会. 212. 233 (1995)
• [Publications] 大宮学: "有限差分時間領域解析法を用いたキャビティ付スロットアンテナの放射指向特性の評価" 平成7年度電気関係学会北海道支部連合大会. 213. 234 (1995)
• [Publications] 村田智宏: "SPS2000用レクテナにおけるスロット結合円形パッチアンテナの解析" 平成7年度電気関係学会北海道支部連合大会. 214. 235 (1995)
• [Publications] 山本学: "1/4波長整合回路を有するスロット結合マイクロストリップアンテナの解析" 平成7年度電気関係学会北海道支部連合大会. 215. 236 (1995)
• [Publications] K.Itoh: "Development of a Phase Control System at 2.45 GHz for a Spacetenna of SPS2000" Second Wireless Power Transmission Conference(WPT'95). 14-2. 61 (1995)
• [Publications] 伊藤精彦: "宇宙太陽発電衛星" 21世紀への展望'95くしろ先端科学移動大学講演. 1. 3 (1995)
• [Publications] 伊藤精彦: "大電力マイクロ波送電アンテナ技術" SPS小研究会資料. (出版予定). (1995)
• [Publications] 大宮学: "太陽発電衛星SPS2000におけるパイロット信号受信アンテナ素子位置のずれによる方向検知誤差" 第15回宇宙エネルギーシンポジウム. 19(出版予定). (1996)
• [Publications] :大宮学: "太陽発電衛星SPS2000システム機能モデル用送電アンテナ" 第15回宇宙エネルギーシンポジウム. 21(出版予定). (1996)
• [Publications] 伊藤精彦: "太陽発電衛星SPS2000研究の概要" 燃料及燃焼. 63. 83-94 (1996)
• [Publications] 大宮学: "太陽発電衛星SPS2000システム機能モデル実験" 1996年電子情報通信学会総合大会. SB-1-6. 598-599 (1996)
• [Publications] 山本学: "トリプレート型スロット結合マイクロストリップアンテナの不要モード抑圧に関する一検討" 1996年電子情報通信学会総合大会. B-61. 61 (1996)