2014 Fiscal Year Research-status Report
小型アンテナ一体型エネルギーハーベスティングシステムの開発
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25420334
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
金谷 晴一 九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 准教授 (40271077)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 無線回路 / アンテナ / 昇圧回路 / エネルギーハーベスティング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
未曾有の大震災を契機に、光、熱、振動、電磁波等の再生可能エネルギー利用技術の研究開発が喫緊の課題となっている。そこで、電力の効率的利用の観点から、電源が不要な通信機器や家電製品の実用化に向けた研究を実施する。すなわち、放送や通信などで放射されたマイクロ波を回収し、直流電源へと変換する小型アンテナ一体型エネルギーハーベスティングシステムを開発する。
平成26年度は、前年度に設計した高指向性アンテナを、現有するプリント基板加工機により試作した。T型共振フィルタの入力インピーダンスとアンテナの出力インピーダンスの整合はアンテナ基板内部に設計するインターディジタルギャップで実現した。レイアウトの最小寸法は0.1mmとした。また、アンテナの小型化のため、基板として、FR4基板の他に、高誘電率の誘電体基板でも試作を行った。現有するダブルリッジホーンアンテナにより、試作アンテナの放射角度依存性を測定した。その結果、主軸方向に鋭いビームパターンを得ることができた。アンテナ裏面のフローティングメタルによる、利得の増加が明らかとなった。
一方、昇圧回路一体型整流回路については、高周波用アナログ素子を用いてFR4プリント基板上に実現した。本回路の最も主要な素子はダイオードである。Avago社のダイオードの採用し、回路計算により導かれた素子値を持つ、チップキャパシタ及びチップインダクタを実装することに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
設計において、アンテナ基板上の電磁界分布を詳細に理解することができたので、試作結果における利得特性が、測定結果とほぼ一致していた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度には、高指向性アンテナの裏面フローティングメタル上に昇圧回路一体型整流回路を三次元実装する。実装には、本学所有のワイヤボンディング装置を用いる。また、マイクロ波信号を最大効率で伝送させるために、実装用ワイヤ配線の特性インピーダンスを電磁界解析法により最適化する計画である。
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