| 研究課題/領域番号 |
20K04615
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
|
|---|
| 研究機関 | 山形大学 |
|---|
研究代表者 |
齊藤 敦 山形大学, 大学院理工学研究科, 教授 (70313567)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
|
|---|
| キーワード | 超伝導バルク / アンテナ / 無線電力伝送 / ディスク共振器アンテナ / 電波暗室 / 伝送効率 / 送信用アンテナ / 超伝導バルク共振器 / 整流回路 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は電気自動車への遠隔充電を目指した無線電力伝送に関する基盤研究である。給電対象へ高効率に大電力を伝送するために、マイクロ波放射型無線電力伝送方式に着目し、その方式の中で最も重要な送信デバイスに関する研究を行う。本研究では、超伝導バルクを共振器とした低損失アンテナとその伝送波を平行波とするコリメータレンズを組み合わせた、低損失超指向性アンテナを提案し、その有効性を調査する。３次元電磁界解析ソフトを用いて低損失超指向性アンテナの最適構造を明らかにし、実験検証も行う。本研究期間内に、指向性と伝送効率の関係を明らかにし、給電距離 1 m における伝送効率 5％以上を目標とする。
|
| 研究成果の概要 |
超伝導バルクを共振器とした送信デバイスに関する研究を実施した。周波数 2～6 GHz、入力電力 100 W 以上、伝送距離 1 m 以上、受信電力 5 W 以上（伝送効率 5 % 以上）を数値目標とした。研究期間において電波暗室の整備を行い、最大入力電力100 W、最大伝送距離 1 m の無線電力伝送実験が可能なシステムを構築した。送信用１素子超伝導バルクアンテナと市販のホーンアンテナを用いて、電力伝送効率の距離依存性を評価した結果、共振周波数 5.0 GHz、伝送距離 0.4 m、入力電力 6.1 W、受信電力 90 mW を得ることができ、伝送効率 1.485％ を達成した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
今回の研究期間内では、当初の目標をすべて達成することができなかった。この原因は電波暗室内での伝送効率実験のため小型冷凍機を採用したため、冷却能力が不十分であったこと、また、デバイスのアレイ化が実現できず指向性の向上を十分に達成できなっかったことが要因であると考えている。一方で、バルク共振器を用いたアンテナで初めての電力伝送を実現させ、今後デバイス改良を行えば、実用レベルの送受信も可能であるという知見も得ることができた。
|
