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電界結合と磁界結合を考慮した結合共振型無線電力伝送理論の体系化

研究課題

研究課題/領域番号 15K06061
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 通信・ネットワーク工学
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

平山 裕  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70372539)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード無線電力伝送 / 結合共振 / アンテナ / マイクロ波 / パワーエレクトロニクス / 電界結合・磁界結合
研究成果の概要

無線電力伝送技術のための新しい理論体系が求められている。パワーエレクトロニクスの理論体系では、分布定数としての取り扱いが必要な周波数での取り扱いに限界がある。マイクロ波技術やアンテナ技術の理論体系では、負荷のインピーダンスが負荷の都合で変わることや、負荷は定電圧を要求しているというWPTの特徴に対応することが困難である。本研究は高周波で大電力を伝送することに特化した、パワエレ技術によるWPTとマイクロ波技術によるWPTを統一的に説明する理論の構築を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

無線電力伝送の実用化が期待されているが、さらなる伝送効率・伝送距離の向上が必要である。現在、無線電力伝送技術は、パワーエレクトロニクス技術に基づくものと、マイクロ波技術に基づく物に大別される。それぞれの技術に基づいたWPTシステムが提案されているが、実用化のためには両者を融合することにより、より高効率で長距離を伝送可能なWPTシステムの開発が必要である。本研究は、従来は全く独立した体系を持つパワーエレクトロニクス理論によるWPTとマイクロ波技術によるWPTを統一的に説明できる理論を構築することにより、より一層の両者の融合の促進が期待される。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 16件、 招待講演 1件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] 電磁界から見た結合共振型無線電力伝送2015

    • 著者名/発表者名
      平山 裕,菊間 信良
    • 雑誌名

      電子情報通信学会論文誌B

      巻: J98-B ページ: 868-877

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Wireless Power Transfer Using Self-resonant Spiral Antenna Through Reinforced Plasterboard Wall2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Hirayama, Shohei Fukasawa, Keigo Nakamura, Nobuyoshi Kikuma and Kunio Sakakibara
    • 雑誌名

      Proc. of EUCAP 2015

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transmission Characterisitics of Wireless Power Transfer with Self-Resonant Antenna Using an Existing Structure as a Repeater2015

    • 著者名/発表者名
      Shohei Fukasawa, Keigo Nakamura, Hiroshi Hirayama,
    • 雑誌名

      Proc. of AWPT 2015

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transmission Characteristics of Tape-wound Spiral Antenna for Coupled Resonant Wireless Power Transfer2015

    • 著者名/発表者名
      Keigo Nakamura, Hiroshi Hirayama,
    • 雑誌名

      Proc. of AWPT 2015

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Impedance Matching Mechanism of Shielded Loop Antenna for Wireless Power Transfer2018

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Kumazawa, Hiroshi Hirayama
    • 学会等名
      AWPT 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Basic Characteristics of a Double-layered Folded Spiral Resonator for Coupled-resonant Wireless Power Transfer2018

    • 著者名/発表者名
      Kohei Nimura, Hiroshi Hirayama
    • 学会等名
      AWPT 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanism of SAR Reduction of Shielded-Loop Antenna in Wireless Power Transfer2018

    • 著者名/発表者名
      Kenta Yamada, Hiroshi Hirayama
    • 学会等名
      AWPT 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Wireless Power Transfer for Moving Vehicle Using Collinear Array Antenna2018

    • 著者名/発表者名
      Jun Deguchi, Hiroshi Hirayama
    • 学会等名
      AWPT 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Basic Design and Analysis of Folded Dipole Antenna for 5.8 GHz Wireless Power Transfer2018

    • 著者名/発表者名
      Reiji Nishigaki, Hiroshi Hirayama
    • 学会等名
      AWPT 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characteristic Comparison of Various Kinds of Couplers for Near-Field Wireless Power Transfer2018

    • 著者名/発表者名
      Takaya Arai, Hiroshi Hirayama
    • 学会等名
      AWPT2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 無線電力伝送におけるシールデッドループアンテナを用いたSAR低減2018

    • 著者名/発表者名
      山田健太・平山 裕
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 結合共振型無線電力伝送における一層型,二層型フォールテットス ハイラル共振器の比較検討2018

    • 著者名/発表者名
      二村康平, 平山裕
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会東海支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] コリニアアレーアンテナを用いた近傍界による走行中無線給電に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      出口潤,平山裕
    • 学会等名
      MIKA2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 結合共振型無線電力伝送におけるシールデッドループアンテナを用いたインピーダンス整合2018

    • 著者名/発表者名
      山田健太, 平山裕
    • 学会等名
      MIKA2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 結合型無線電力伝送における自己共振型・LC共振型結合器の諸特性の比較2018

    • 著者名/発表者名
      新井貴也, 平山裕
    • 学会等名
      電子情報通信学会無線電力伝送研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Suppression of Common-mode Radiation Using Folded-spiral Antenna for Wireless Power Transfer2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Hirayama, Masanori Ando, Toshihito Sonobe
    • 学会等名
      APEMC2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reduction of SAR for Wireless Power Transfer of Visual Prosthesis Using Shielded Loop2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Yamawaki, Hiroshi Hirayama
    • 学会等名
      AWPT2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On a Transmission Efficiency of Shielded Spiral Antenna for Coupled-Resonant Wireless Power Transfer2017

    • 著者名/発表者名
      Naoya Kajiura, Hiroshi Hirayama
    • 学会等名
      AWPT2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Basic Characteristics of a Folded Spiral Antenna for Coupled-resonant Wireless Power Transfer2017

    • 著者名/発表者名
      Kohei Nimura, Hiroshi Hirayama
    • 学会等名
      AWPT2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Propagation Characteristics of Indoor Wireless Power Transfer Using MIMO Technology2017

    • 著者名/発表者名
      Shingo Yamaji, Hiroshi Hirayama
    • 学会等名
      AWPT2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 結合共振型無線電力伝送におけるフォールデッドスパイラルアンテナの諸特性2017

    • 著者名/発表者名
      二村康平, 平山裕
    • 学会等名
      電子情報通信学会 無線電力伝送研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Unified Coupling and Resonant Model for Near-field Wireless Power Transfer System2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Hirayama
    • 学会等名
      ICCEM2017
    • 発表場所
      鹿児島
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] シールデットループアンテナを用いた無線電力伝送に関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      深沢翔平, 中村圭吾, 平山裕,
    • 学会等名
      電子情報通信学会 総合大会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2016-03-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] On a Transmission Characteristics of Open-type Double-layer Spiral Resonator for Wireless Power Transfer2016

    • 著者名/発表者名
      Ikuto Moriya, Hiroshi Hirayama
    • 学会等名
      AWPT2016
    • 発表場所
      成都(中国)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Naoya Kajiura, Hiroshi Hirayama2016

    • 著者名/発表者名
      Improvement of Transmission Efficiency using Shielded-Loop Antenna for Wireless Power Transfer
    • 学会等名
      ISAP2016
    • 発表場所
      沖縄
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Masanori Ando, Hirosi Hirayama2016

    • 著者名/発表者名
      Impedance Matching using Folded Spiral Antenna for Coupled-resonant Wireless Power Transfer
    • 学会等名
      ISAP2016
    • 発表場所
      沖縄
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Keigo Nakamura, Hiroshi Hirayama2016

    • 著者名/発表者名
      On a Transmission Efficiency of Tape-wound Spiral Antenna for Coupled Resonant Wireless Power Transfer
    • 学会等名
      ISAP2016
    • 発表場所
      沖縄
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 結合共振型無線電力伝送における テープ巻スパイラルアンテナを用いた不要放射の低減2016

    • 著者名/発表者名
      中村圭吾, 平山裕
    • 学会等名
      2016年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      北海道
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 結合共振型無線電力伝送におけるフォールデッド構造を用いたインピーダンス整合2016

    • 著者名/発表者名
      安藤真規, 平山裕
    • 学会等名
      2016年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      北海道
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 無線電力伝送用開放型二層スパイラル共振器の諸特性2016

    • 著者名/発表者名
      守屋郁杜, 平山裕
    • 学会等名
      2016年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      北海道
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 整合と共振の観点から見た結合共振型無線電力伝送,2015

    • 著者名/発表者名
      平山裕
    • 学会等名
      電子情報通信学会 アンテナ・伝播研究会/無線電力伝送研究会
    • 発表場所
      那覇市
    • 年月日
      2015-10-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 結合共振型無線電力伝送におけるフォールデッド構造を用いたコモンモード電流の低減2015

    • 著者名/発表者名
      安藤真規, 平山裕, 園部俊人
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 結合共振型無線電力伝送における スパイラルアンテナに対する誘電体装荷に関する検討2015

    • 著者名/発表者名
      中村圭吾, 平山裕
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 自己共振型アンテナを用いた鉄筋を中継器とした無線電力伝送2015

    • 著者名/発表者名
      深沢翔平, 中村圭吾, 平山裕
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [図書] Wireless Power Transfer: Theory, technology, and applications2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Shinohara (編集)
    • 総ページ数
      14
    • 出版者
      The Institution of Engineering and Technology
    • ISBN
      9781785613463
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] ワイヤレス電力伝送技術の研究開発と実用化の最前線2016

    • 著者名/発表者名
      篠原真毅(監修)、平山裕、他
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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