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IoT用電磁波エネルギーハーベスティングのための高効率昇圧整流回路の開発研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K06353
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
研究機関京都大学

研究代表者

篠原 真毅  京都大学, 生存圏研究所, 教授 (10283657)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードワイヤレス給電 / マイクロ波送電 / 整流回路 / レクテナ / エネルギーハーベスティング
研究成果の概要

本研究では周辺の弱い電磁波から高効率で電気エネルギーを得るための新しいレクテナ(ダイオード整流器付アンテナ)、特に弱い電力でも高効率で所望電圧を発生できるレクテナ整流回路の研究開発を行なった。世界的には弱い電力でも所望の電圧を得ることが出来るCharge Pump整流回路の研究開発が進んでいる。しかし、Charge Pump整流回路は多数のダイオードとキャパシタで構成されるため、高い効率を得ることが出来ない。そこで、本研究ではこれまで申請者が研究開発を行なってきたSingle Shunt整流回路とCharge Pump整流回路をマージした新しい整流回路を考案し、その研究を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

弱い電力でも高効率で所望電圧を発生できるレクテナ整流回路を用いると、周辺の弱い電磁波から電気エネルギーを得ることができるため、この技術は電池や電源が不要な新しいエネルギーソースとして期待されている。この技術はあまり大きな電力を必要としないIoTセンサー等の電池レス化・コードレス化に適しているとされ、本研究の成果は今後のIoT社会の実現に寄与できるものと考える。また外部にマイクロ波エネルギーの送電装置を備えればさらに能動的にかつより大きなワイヤレスな電力を送ることも可能となる。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Study on 5.8 Ghz Single-stage Charge Pump Rectifier for Internal Wireless System of Satellite2017

    • 著者名/発表者名
      Ce Wang, Naoki Shinohara, and Tomohiko Mitani
    • 雑誌名

      IEEE Trans. MTT

      巻: 4

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 人工衛星内部無線システム用多段チャージポンプ整流回路の設計2019

    • 著者名/発表者名
      王策, 篠原真毅, 三谷友彦
    • 学会等名
      第19回宇宙太陽発電と無線電力伝送に関する研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Recent Wireless Power R&D in Japan and in the World2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Shinohara
    • 学会等名
      2018 Korean Wireless Power Promotion Forum (KWPF)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Novel Rectifier for low power far field WPT and energy harvesting2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Shinohara and Ce Wang
    • 学会等名
      2018 International Wireless Symposium (IWS)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 5.8GHz人工衛星内部ワイヤレスシステム用チャージポンプ整流回路の設計と応用2018

    • 著者名/発表者名
      王策, 篠原真毅, 三谷友彦
    • 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] Study on 5.8 GHz Single-Stage Charge Pump Rectifier for Internal Wireless System of Satellite2017

    • 著者名/発表者名
      Ce Wang, Naoki Shinohara, and Tomohiko Mitani
    • 学会等名
      11th European Conference on Antenna and Propagation (EuCAP2017)
    • 発表場所
      Paris, France
    • 年月日
      2017-03-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Relationship between the Class-F Charge Pump Rectenna Array and the DC Load2017

    • 著者名/発表者名
      Ce Wang, Seishiro Kojima, Yang Bo, Daichi Nishio, Tomohiko Mitani, and Naoki Shinohara
    • 学会等名
      3rd Asian Wireless Power Transfer Workshop 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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