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公開番号2025007886
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023109595
出願日2023-07-03
発明の名称送電装置、制御方法及び制御プログラム
出願人京セラ株式会社
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H02J 50/60 20160101AFI20250109BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】屋内に反射率が高い構造物が存在する場合に、送電装置から放射する電波を改善する。
【解決手段】送電装置10は、受電装置へ送信波を送信する送受信部13と、送信波が反射物体に反射されて受電装置とは異なる物体の第1位置に至る場合に、送信波が反射物体に反射されて受電装置とは異なる物体の第1位置に至らない場合の送信波の強度よりも、反射物体の第2位置の送信波の電波強度を低下させた強度とする制御部17と、を備える。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
受電装置へ送信波を送信する送信部と、
前記送信波が反射物体に反射されて前記受電装置とは異なる物体の第１位置に至る場合に、
前記送信波が反射物体に反射されて前記受電装置とは異なる物体の第１位置に至らない場合の送信波の強度よりも、
前記反射物体の第２位置の前記送信波の電波強度を低下させた強度とする制御部と、を備える送電装置。
続きを表示（約 950 文字）【請求項２】
前記制御部は、前記第２位置へ第１の送信波を送信し、
前記送信波が反射物体に反射されて前記受電装置とは異なる物体の前記第１位置に至る場合に、前記第２位置の送信波として、前記第１の送信波よりも電波強度を低下させた強度の第２の送信波とする、請求項１に記載の送電装置。
【請求項３】
前記反射物体は、入射した電波の進行方向を所望の方向に変えて反射することが可能なメタサーフェス反射板を備える、請求項１に記載の送電装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記受電装置から送信された規定信号を前記送信部で受信し、該規定信号に基づいて前記受電装置に向けて前記送信波を送信する、請求項１に記載の送電装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記送信部と前記反射物体の相対的な位置及び方向の情報を用いて前記送信波が前記反射物体に反射されて前記第１位置に至るか否かを判断する、請求項１に記載の送電装置。
【請求項６】
前記制御部は、予め記憶部に記憶されている前記送信部と前記反射物体の相対的な位置及び方向の情報を用いて前記送信波が前記反射物体に反射されて前記第１位置に至るか否かを判断する、請求項１に記載の送電装置。
【請求項７】
前記反射物体の相対的な位置及び方向を検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記検出部にて検出された前記送信部と前記反射物体の相対的な位置及び方向の情報を用いて、前記送信波が前記反射物体に反射されて前記第１位置に至るか否かを判断する、請求項１に記載の送電装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記反射物体の反射率に基づいて前記強度を設定する、請求項１に記載の送電装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記反射物体の方向に前記送信波のヌルを形成することにより、前記第２位置の前記送信波の電波強度を低下させた強度とする、請求項１に記載の送電装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記第１位置の電波強度が所定の強度以上の場合に、前記反射物体の第２位置の前記送信波の電波強度を低下させる、請求項１に記載の送電装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本出願は、送電装置、制御方法及び制御プログラムに関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
アレーアンテナを用いた無線給電では、レトロディレクティブ方式が用いられることがある。レトロディレクティブ方式は、電力伝送に先立ち受電装置からパイロット信号を送信し、送電装置側でパイロット信号の電波伝搬チャネル特性を推定し、これをもとに送信ウェイトを生成することでアンテナ指向性を制御する。特許文献１には、複数のアンテナ素子と給電対象機器のアンテナとの間の伝搬係数を計算し、伝搬係数に基づいて給電信号の位相及び振幅を複数のアンテナ素子ごとに調整する無線給電装置が開示されている。
【０００３】
引用文献２には、電波防護指針を遵守しつつ、開空間無線電力配電方式で、大電力を必要とするアクチュエータなどの無線機器に電力を供給する技術が開示されている。引用文献３には、人のいる空間において漏洩電磁波の到達範囲に人が入ることがない漏洩電磁波制御システムが開示されている。引用文献４には、物体が所定の範囲内にある場合、被給電物への電波による給電を停止することなく、当該物体の位置に到達する電波の強度を弱める無線給電装置が開示されている。また、非特許文献１には、反射波が存在するマルチパス環境や遮蔽物が存在する見通し外環境における有効性が記されている。当該文献では当該方式をマルチパス・レトロディレクティブ方式と呼んでいる。そして、利用環境に人が存在する場合でも、受電装置から送電装置へ伝搬するパイロット信号は人体を通り抜けないため、送電装置から人体に向けて放射されることはない技術が記されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１０４８５号公報
特開２０１０－２３３４３０号公報
特開２０１４－２１７０９３号公報
特開２０２０－００５４６８号公報
【非特許文献】
【０００５】
Taichi Sasaki, Naoki Shinohara, “Study on Multipath Retrodirective for Efficient and Safe Indoor Microwave Power Transmission,” 2019 IEEE Wireless Power Transfer Conference(WPTC), 2019
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
レトロディレクティブ方式において、受電装置と送電装置の間に人間が存在する場合、受電装置が送信するパイロット信号は、人体で大きく減衰するため、パイロット信号の電波伝搬チャネル特性に基づいてアンテナ指向性を制御すると、送電装置から人体に向けて放射される電波の強度は弱くなり、人体に対する安全性が高いとされている。しかし、屋内に、金属板など反射率が高い構造物が存在すると、当該構造物を経由した反射波が照射回避対象に当たる可能性があり、送電装置からの電波の適切な放射について改善の余地があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
態様の１つに係る送電装置は、受電装置へ送信波を送信する送信部と、前記送信波が反射物体に反射されて前記受電装置とは異なる物体の第１位置に至る場合に、前記送信波が反射物体に反射されて前記受電装置とは異なる物体の第１位置に至らない場合の送信波の強度よりも、前記反射物体の第２位置の前記送信波の電波強度を低下させた強度とする制御部と、を備える。
【０００８】
態様の１つに係る制御方法は、受電装置へ送信波を送信する送受信部を備える送電装置が、前記送信波が反射物体に反射されて前記受電装置とは異なる物体の第１位置に至る場合に、前記送信波が反射物体に反射されて前記受電装置とは異なる物体の第１位置に至らない場合の送信波の強度よりも、前記反射物体の第２位置の前記送信波の電波強度を低下させた強度とする。
【０００９】
態様の１つに係る制御プログラムは、受電装置へ送信波を送信する送受信部を備える送電装置に、前記送信波が反射物体に反射されて前記受電装置とは異なる物体の第１位置に至る場合に、前記送信波が反射物体に反射されて前記受電装置とは異なる物体の第１位置に至らない場合の送信波の強度よりも、前記反射物体の第２位置の前記送信波の電波強度を低下させた強度とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、実施形態に係るワイヤレス電力伝送システムの概要を説明するための図である。
図２は、従来のレトロディレクティブ方式で参考用送電装置が放射した電波の強度分布を計算機シミュレーションによって計算した結果の一例を示す図である。
図３は、従来のレトロディレクティブ方式で参考用送電装置が放射した電波による他の問題を説明するための図である。
図４は、実施形態１に係る送電装置の構成の一例を示す図である。
図５は、アダプティブアレーアンテナの等価低域系解析モデルの一例を示す図である。
図６は、アダプティブアレーアンテナと指向性の一例を示す図である。
図７は、実施形態１に係る受電装置の構成の一例を示す図である。
図８は、送電装置の制御例を説明するための図である。
図９は、送電装置が実行する処理手順の一例を示すフローチャートである。
図１０は、実施形態１の変形例に係る送電装置の構成の一例を示す図である。
図１１は、実施形態１の変形例に係る送電装置の構成の一例を示す図である。
図１２は、実施形態２に係る送電装置の構成の一例を示す図である。
図１３は、微係数拘束時のベクトル化の一例を示す図である。
図１４は、実施形態３に係る送電装置の構成の一例を示す図である。
図１５は、多点ヌル拘束方式のベクトル化の一例を示す図である。
図１６は、微係数拘束方式のベクトル化の一例を示す図である。
図１７は、前処理部のヌル深度の処理例を示す図である。
図１８は、前処理部のヌル深度の他の処理例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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