高効率の無線電力伝送システムの開発

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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。