| 研究課題/領域番号 |
19K23506
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0302:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 岩手大学 |
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研究代表者 |
村田 健太郎 岩手大学, 理工学部, 助教 (20848030)
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| 研究期間 (年度) |
2019-08-30 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 無線電力伝送 / マイクロ波 / レクテナ / 整流器 / 伝搬路推定 / 負荷変調 / 自己干渉除去 / フェーズドアレーアンテナ / 自己干渉 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
マイクロ波無線電力伝送では、受電機が電池切れ又は通信機能を持たない場合、送受電機間の電波の伝搬路状態が予測できず給電不能となるジレンマが存在している。
本研究では、送信電力の強弱に応じ、受電機に具備されるダイオードの導通・反射状態が切り替わり、受電機に電源が無いにも関わらず散乱信号が変動する現象に着目した。そして散乱信号の変動を検出することで、受電側で特別な処理及び機構を必要としない消費電力ゼロの完全受動的な伝搬路推定を可能とする。本研究課題では、試作無線機を用いた実証実験により提案法の有効性を明らかとし、従来不可能とされていた伝搬路情報未知の状態における高効率給電の実現可能性を示す。
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| 研究成果の概要 |
マイクロ波無線電力伝送では，受電機が電池切れの場合，送電機が受電機までの電波の伝搬経路を把握できず，給電不能となるジレンマに陥る．
そこで本研究では，受電機が電波を直流電力に変換するために搭載する整流器の特性を利用した新たな伝搬路推定法を提案する．例えば，送電機が発する電波の強弱を変化させると，整流器は強電波のみ導通させ，弱電波は導通させず反射する．このとき受電機は，信号源が無いにもかかわらずオン・オフの変調信号を送信しているように振る舞い，送電機はこの疑似的な変調信号を検出することで伝搬路を推定できる．
実験では，提案法により3m内の受電機の伝搬路を8割以上の高精度で推定可能であることを示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
無線電力伝送システムの運用上，電池切れや通信機能を持たない受電機は不可避的に存在し得る．しかし，このような受電機の位置をカメラ等の光学的な手段を用いずに探知することは極めて困難であり，特に受電機までの電波の伝搬経路を推定する技術はこれまでに世界的にも報告されていない．
したがって，受電機側に伝搬路推定のための特別なハードウェアや能動的な処理を必要とせず，メートルオーダで伝搬路を高精度に推定可能とする提案技術は，電池切れ端末への高効率給電を実現するものであり，マイクロ波無線電力伝送の実用化の上で有用な技術である．
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