高次までの合成球面波を用いた小型高利得アンテナの基礎研究
| Project/Area Number |
14J05138
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Communication/Network engineering
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
松室 尭之 京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | マイクロ波無線電力伝送 / 小型高利得アンテナ / 低漏洩マイクロ波ビーム / ビームパイロット信号 / 誘電体共振器 / 合成球面波 / ビームフォーミング / フェーズドアレーアンテナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、小型高利得アンテナの理論から考え方を発展させた低漏洩マイクロ波ビームの効果的設計手法をパイロット信号に適応することで、信頼性の高いマイクロ波電力伝送システムを構成する手法について検討した。ビーム伝搬法を用いたシミュレーションにより、ビームパイロット信号を用いることによりマルチパスの影響がなくなり、正確な相反定理を満たすことを示した。また、揺らぎ伝送路においてはビームパイロット信号の放射方向を制御することにより、伝送効率が設計値まで改善可能であることを示した。
さらに、上記システムの実現するアンテナハードウェアとして、パイロット信号とマイクロ波電力を独立に放射吸収する直交2重モード誘電体共振器アンテナ素子の開発を行った。試作したアンテナのアイソレーション特性をネットワークアナライザにより測定した結果、直交するポート間で60デシベルを超えるアイソレーションレベルを得ることが出来、システムの実現に向けた見通しを得ることが出来た。この直交2重モード誘電体共振器で用いた反射板上に設置された半球の誘電体共振器が持つ放射電磁界は、球面波の最低次モードである微小磁気ダイポールモード放射と完全に等価である。これらの研究成果をまとめて、無線電力伝送の国際論文誌Wireless Power Transferに投稿し採録された。
また、かねてより投稿していた高次までの球面は合成による小型高利得アンテナの原理に関する論文の採録が決定し、低漏洩マイクロ波ビームの効果的設計手法に関する論文が出版された。このように、採用期間３年間の研究を通して、新しい原理に基づいたユビキタス型マイクロ波電力伝送システムのための小型高利得アンテナの基本構造を確立するとともに、信頼性の高い低漏洩ビーム型マイクロ波電力伝送システムの実現見通しを得ることが出来た。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(22 results)
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[Presentation] マイクロ波による高効率無線電力伝送システムの小型試作モデル2015
Author(s)
松室尭之, 石川峻樹, 黄勇, 塚本優, 西村貴希, 後藤宏明, 蟻正悟史, 兒島清志朗, 平山啓太, 王策, 三谷友彦, 篠原真毅
Organizer
電子情報通信学会2015年ソサイエティ大会
Place of Presentation
宮城
Year and Date
2015-09-08
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[Patent(Industrial Property Rights)] 電力伝送システム2016
Inventor(s)
松室尭之, 石川容平, 三谷友彦,篠原真毅
Industrial Property Rights Holder
松室尭之, 石川容平, 三谷友彦,篠原真毅
Industrial Property Rights Type
特許
Industrial Property Number
2016-223508
Filing Date
2016-11-16
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