2015 Fiscal Year Research-status Report
ユビキタス情報技術における新しいエネルギー源の開発とその応用
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26420339
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
安 昌俊 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90453208)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 無線電力伝送 / レクテナ / ビームフォーミング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、マイクロ波無線電力伝送技術に注目し、ユビキタス情報機器の新しいエネルギー源として実現させる事を目的とし、無線電力伝送技術の高効率・高性能化と大規模災害時に緊急の通信手段として期待される成層圏気球インターネットサービス計画等のエネルギー充電技術への応用を目指した研究開発である。平成27年度の研究計画は、無線通信システムにおいて、情報を伝達するためには、送信信号の振幅や位相を変化させて送信を行うため、変調信号の振幅や位相が時間変動するとその信号の包絡線も変動し、エネルギーを乗せたマイクロ波の振幅の変動により発電量も時間変動するため、安定的な発電とその利用にも制限が生じる。この問題を改善するため、増幅器の非線形問題でも応用される振幅の変動が少ないオフセットQPSKとpi/4 QPSK等の変調方式を検討し、最適な変調方式とその発電量を明らかにすることであった。まず、受信側のレクテナで平滑回路が無い場合はオフセットQPSK、pi/4 QPSKは約３％発電量が大きくなりましたが、平滑回路がある場合はその発電量に大きな差はなく、平滑回路を搭載する無線電力伝送には変調方式に依存しないことが分かった。その結果をまとめ、平成28年度は国際会議と論文誌に投稿予定である。
また、送信電力10W、送信距離10mを想定した実装実験装置の試作と実験に関しては、装置を作るための部品が高騰し、試作が少し遅れましたが、2.4GHzで駆動する実験装置の試作は完了したため、平成28年度で屋外実験などを行いその性能を明らかにする予定です。また、情報トラフィックの管理と最適化の検討として、干渉の低減法や情報信号をのせて伝送する際の初期同期の取得法なので研究を行いその結果をIEICE Communication ExpressとTransactions on Emerging Telecommunications Technologiesなどの論文誌に発表しています。
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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
本研究は、無線電力伝送によるユビキタス情報機器の新しいエネルギー源として利用することを目指した研究開発であり、そのベースとなる高性能レクテナの開発とビームフォーミング技術による大電力化送信、さらに変調方式による発電量の時間変動に対する対策の研究が初期計画とほぼ同じ程度で実現できており、概ね順調であると判断しています。これからは、システム全体的に大規模災害時の緊急通信としての応用するために必要なネットワーク構成と優先順位や公平性、通信範囲を含む問題点を検討し、その問題点を解決する方法の提案とその有効性を検討する予定です。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の堆進方策は、システム全体的に大規模災害時の緊急通信としての応用するために必要なネットワーク構成と優先順位や公平性、通信範囲を含む問題点を検討し、その問題点を解決する方法の提案とその有効性を検討する予定です。特にGoogleの成層圏気球インターネットサービス計画は、気球を風に乗せて航行させる方法と、高さを変えることによって風を選びながら航行させる方法があり、それによって限定的操縦が可能となります。しかし、一つの気球が飛んでいっても上空に他の気球がある可能性もあり、逆に、周辺に他の気球が存在しない可能性も高いため、一定の地域をカバーし、通信を保障するためには、高度な情報トラフィックの管理が必要となります。そのため、エネルギー伝送のみならず、将来、役に立つ可能性が高い成層圏気球インターネットサービス計画の実現に応用させるため、複数の気球と広いエリアに適用可能な情報トラフィック制御法とその最適化を検討し、有効性を検討する予定です。
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| Causes of Carryover |
本年度の旅費の中、国内と海外出張の経費を予算内で使用するため、安い飛行機を購入することで少し残金が残るようになりました。その金額が約7万円と次年度の研究費の4％に過ぎないため、次年度の研究に合わせて執行する予定です。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の旅費と論文代などに使用する予定である。
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