高効率の無線電力伝送システムの開発

开发高效无线电力传输系统

基本信息

批准号：
22KF0020
负责人：
陳強
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

無線電力伝送システムの伝送効率を向上するためには、システム内のアンテナやフィルターなどのコンポーネントの性能向上が非常に重要である。本研究では、高利得アンテナや高効率マイクロ波整流器、さらにシステムの小型化に関する研究が行われている。高利得アンテナについては、誘電体共振器アンテナとアレーアンテナの設計法に基づいた、広帯域で高利得なアンテナの研究が行われている。また、システムの小型化を実現するためには、高性能フィルタアンテナ技術の研究も行われている。さらに、整流効率向上のためには、マイクロ波の非線形回路理論に基づいた、広い周波数帯域でかつ広いダイナミックレンジを持つ高効率なマイクロ波整流回路の開発も行われている。今年度の主な研究成果は以下のと通りである。(1) 誘電体共振器を用いた広帯域で高利得なアレーアンテナを提案し、アンテナ利得の向上とアンテナ帯域幅の拡大に成功し、遠隔地における高効率な無線電力伝送のシステムに適用している。(2) システムの小型化と一体化を実現するために、フィルタとアンテナを一体化し、フィルタ特性を備えた高利得アンテナの開発に成功し、送受電アンテナの利得と伝送効率を改善している。ここで使用されているアンテナは、平面レンズアンテナの技術と組み合わせることで、アンテナの利得が大幅に改善されている。(3) 高調波制御と電力の動的配分技術に基づき、広いダイナミックレンジにおいて、高効率、広帯域の整流器の設計法を提案している。上記の研究成果について、8編のジャーナル論文にまとめられている。そのうち、3編の論文は採択決定済みで、2編は査読中で、残りの3編は執筆中である。

为了提高无线电力传输系统的传输效率，提高组件（例如天线和滤波器）在系统中的性能非常重要。这项研究是针对高增益天线，高效率微波整流器，甚至是系统化的小型化进行的。关于高增益天线，基于介电谐振器天线和阵列天线的设计方法对宽带和高增生天线进行了研究。此外，正在对高性能过滤器天线技术进行研究，以实现系统小型化。此外，为了提高整流效率，还基于微波非线性电路理论开发了具有广泛频段和广泛动态范围的高效微波整流电路。今年的主要研究结果如下：（1）我们使用介电谐振器提出了一个宽带和高增益天线，并成功改善了天线增益并扩大了天线带宽，并将其应用于远程无效率无线功率的系统。（2）为了实现系统的微型化和集成，滤波器和天线被整合，并且具有过滤器特性的高增益天线已成功开发，从而提高了功率传输和接收天线的增益和传输效率。这里使用的天线与平面镜头天线的技术相结合，可大大改善天线的增益。（3）基于谐波控制和动态功率分配技术，我们提出了一种设计方法，用于在广泛的动态范围内高效，宽带整流器。上述研究结果总结在八篇期刊文章中。其中，已经决定接受三篇论文，两篇论文正在审查中，而另外三则目前正在写作中。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Design of high gain DRA antenna for microwave power transmission

微波功率传输高增益DRA天线设计

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Daotong Li;Chen Qiang
通讯作者：
Chen Qiang

A Compact Wideband Bidirectional Dielectric Resonator Antenna Array Based on Back-to-Back structure

DOI：
10.23919/ursigass57860.2023.10265627
发表时间：
2023-08
期刊：
2023 XXXVth General Assembly and Scientific Symposium of the International Union of Radio Science (URSI GASS)
影响因子：
0
作者：
Linsong Shi;Daotong Li;Jiaxin Wang;Qiang Chen
通讯作者：
Linsong Shi;Daotong Li;Jiaxin Wang;Qiang Chen

A single-layer dual-band shielded HMSIW bandpass filter using single SIW cavity

使用单 SIW 腔的单层双频带屏蔽 HMSIW 带通滤波器