2021 Fiscal Year Research-status Report
WPT Design Challenges for Wide Dynamic Range Operation
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20K04624
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
西川 健二郎 鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (80610245)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 無線電力伝送 / 整流回路 / ダイナミックレンジ / GaN / 変調信号 / パルス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，マイクロ波を用いた無線電力伝送(WPT)システムにおける主要な課題の1つである整流回路の入力電力分散特性を解決し，耐伝送環境変動に 強いWPTシステムを構築するための，整流回路技術を新たに構築することにある.本年度は，上記課題を解決するために，１)回路設計技術，２)入力信号波形，３) デバイスレベルでの最適化の3つのアプローチから取り組んでいる.１)では，具体的に5.8GHz，28GHz帯および94GHz帯整流回路を設計・試作し，世界トップ性能を実現できることを確認した.２)では，実際に測定評価するための評価系構築を実施した．３)では，市販GaNデバイスを用いた整流回路特性をシミュレーションにより計算し，提案モデル・コシミュレーション設計手法の精度確認を実施するとともに，提案デバイス構成との性能比較を実施した. 本年度の関連研究成果は論文１件，レター２報，国際会議４報(招待講演１件)，研究会２報，全国大会１報である.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前年度の結果を基に，モデルの高精度化，提案回路の高性能化を進めるとともに，実際にプロトタイプとなるシステムの設計を開始している．
１）28GHz帯，94GHz帯における整流回路の設計・MMIC試作を実施し，世界トップ性能を実現している．
２）5G移動帯通信信号を用いた無線電力伝送特性を解析するためのシミュレーション環境・システムモデルを構築し，解析を継続中である．
３）市販GaNデバイスを用いた整流回路設計に取り組み，市販デバイスでの限界点と提案デバイス構成の比較を実施し，提案構成の優位性を明確にしている．
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| Strategy for Future Research Activity |
各アプローチの解析，シミュレーションを進めるとともに，提案モデル等のプロトタイプ回路の試作・評価を実施し，提案モデルの妥当性を明らかにする.また，次世代移動帯通信信号に対応する無線情報・電力伝送システムの基礎設計，プロトタイプの設計に取り掛かる．
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| Causes of Carryover |
コロナ禍において，予定出張数が減少したためであり，この予算は2022年度の旅費として使用する．
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