| 研究課題/領域番号 |
23K03813
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
丸山 武男 金沢大学, 電子情報通信学系, 准教授 (60345379)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2025年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 光無線給電 / 光無線通信 / 画像処理 / 空間光通信 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
情報通信において「無線」化は常識となり、これによりモバイル機器の自由度は格段に広がった。一方、電力供給（以下、給電）はバッテリーを用いることで機器の「無線」化を実現している。このバッテリーの充電には「配線」を用いるため、真の「無線」化を実現するには給電も「無線」化する必要がある。遠距離給電やドローンなど移動体への給電は、磁界結合方式ではなくマイクロ波や光による無線給電が提案されている。本申請では、遠距離および移動体への給電に適した光無線給電システムの実現と光空間通信技術のハイブリッド化および大電力・高速データ伝送の実現を目指す。
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| 研究実績の概要 |
情報通信において「無線」化は常識となり、これによりモバイル機器の自由度は格段に広がった。一方、電力供給（以下、給電）においては、バッテリーを用いることで機器の「無線」化を実現している。しかしバッテリーの充電には「配線」を用いるため、真の「無線」化を実現するには給電においても「無線」化が必要である。遠距離給電やドローンなど移動体への給電に対しては、スマートフォンの無線給電に用いている磁界結合方式は不適合であるため、マイクロ波や光による無線給電が提案されている。本申請では、遠距離および移動体への給電に適した光無線給電システムの実現と光空間通信技術のハイブリッド化および大電力・高速データ伝送の実現を目指す。
そして今年度初めに目的とした「給電の高出力化」と「光無線給電システムと光空間通信技術のハイブリッド化」を実現した。具体的には下記のとおりである。
「給電の高出力化」は、数10Wの赤外線レーザと高出力用光検出器を用いて10Wクラスの光無線給電を実現した。給電効率は20%である。
「光無線給電と光空間通信技術のハイブリッド化」については、空間光通信において伝送帯域10GHzを実現した。そしてこれら二つのビームをダイクロイックミラーを用いて合波、分波させ距離2メートルにおける無線ハイブリッド伝送システムを構築した。
さらに空間位相変調器を用いて任意形状ビームの形成のも成功し、効率化も実現している。
またロボットアームを用いた光無線給電の取り組みも開始し、ハイブリッドシステムの課題であった移動体への解決策となる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
今年度の目標である「給電の高出力化」と「光無線給電システムと光空間通信技術のハイブリッド化」について次の成果を得た。
「給電の高出力化」は、数10Wの赤外線レーザと高出力用光検出器を用いて10Wクラスの光無線給電を実現した。
「光無線給電と光空間通信技術のハイブリッド化」については、空間光通信において伝送帯域1GHzを実現し、給電とのハイブリッドシステムも構築した。
さらに空間位相変調器を用いて任意形状ビームの形成のも成功し、効率化も実現している。
上記結果を国際会議5件、国内会議1件発表した。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は「給電の高出力化」と「光無線給電システムと光空間通信技術のハイブリッド化」の両立を目指し、具体的に映像信号などの情報伝送を目指す。
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