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レクテナとレクテナ大電力化方法 コモンズ

国内特許コード P03A000631
整理番号 117
掲載日 2006年3月3日
出願番号 特願2000-271138
公開番号 特開2002-084685
登録番号 特許第3385472号
出願日 平成12年9月7日(2000.9.7)
公開日 平成14年3月22日(2002.3.22)
登録日 平成15年1月10日(2003.1.10)
発明者
  • 松本 紘
  • 篠原 真毅
出願人
  • 学校法人京都大学
発明の名称 レクテナとレクテナ大電力化方法 コモンズ
発明の概要 本発明は、マイクロ波エネルギー伝送に用いられ、受電されたマイクロ波を整流出力するレクテナと、このレクテナの大電力化を実現する方法に関するものである。本発明の目的は、レクテナにおいて、ダイオードの性能を問わずに、低コストで効率よく大電力化を実現することである。本発明のレクテナは、入力端に入力されたマイクロ波をウィルキンソン型の電力分配回路部により4系統の伝送線路にマイクロ波を等分配し、各伝送線路に直列に配置されたチップコンデンサにより直流成分をカットして、ダイオード、λ/4線路、オープンスタブによる整流回路部により整流・平滑することで、一定の直流電力を得ることを特徴としている。各分配経路で得られた直流電力は出力端から取り出され、適宜合成されて出力電力として利用される。分配数に応じて最適な入力電力が異なることから、様々な入力電力に対して分配数を適宜選択することで、変換効率の最適なレクテナを実現することができる。この場合、ダイオードの個数を変えて同様の効果を得るよりもコストがかからない。
従来技術、競合技術の概要 従来より、電気エネルギーをマイクロ波に変換し、無線で送電を行うマイクロ波無線電力伝送の技術開発が進められている。この技術は、地上においては山頂や離島への無線送電、宇宙空間においては他の衛星への送電を実現するものである。現在までに、模型飛行機や飛行船といった移動体に対する送電実験を行われており、ガス管内を移動する検査ロボットへの応用も考えられている。ロボットへの電力供給を目的とする場合には、電力密度を高めた送電が想定され、マイクロ波受電整流素子であるレクテナ1素子の大電力化が必須となる。従来のレクテナの大電力化の研究において、その多くは、レクテナの整流回路部に用いるダイオードの大電力化を図った方法、ダイオードを直列・並列に数多く接続することで大電力化を図った方法である。しかしながら、前者の方法では、ダイオードの性能にレクテナの性能が大きく依存する。後者の方法では、ダイオードの接続数を増やすに従って効率が悪くなり、コストの増加が問題となる。
産業上の利用分野 マイクロ波エネルギー伝送に用いられ、受電されたマイクロ波を整流出力するレクテナと、このレクテナの大電力化を実現する方法
特許請求の範囲 【請求項1】 受電されたマイクロ波の電力をマイクロストリップ線路のみにより複数の伝送線路に等分配する電力分配回路部と、前記複数の伝送線路それぞれに接続され、電力分配されたマイクロ波を整流し平滑出力する複数の整流回路部とを具備することを特徴とするレクテナ。
【請求項2】 前記電力分配回路部は、λ/4線路(λは前記マイクロ波の実効波長)のみによる2系統等分配回路をn(nは自然数)段備えることを特徴とする請求項1記載のレクテナ。
【請求項3】 前記整流回路部は、分配マイクロ波入力端と基準電位線路とを整流素子を介して接続してなる整流回路と、一方端が分配マイクロ波入力端に接続される線路幅λ/4(λは前記マイクロ波の実効波長)の伝送線路の他方端に容量素子を接続してなるフィルタ回路とを備えることを特徴とする請求項1記載のレクテナ。
【請求項4】 前記電力分配回路部の分配出力端前にコンデンサを介在させるようにしたことを特徴とする請求項1記載のレクテナ。
【請求項5】 受電されたマイクロ波の電力をマイクロストリップ線路のみにより複数の伝送線路に等分配する電力分配回路部と、前記複数の伝送線路それぞれに設けられ、電力分配されたマイクロ波を整流し平滑出力する複数の整流回路部とを備えるレクテナに用いられ、前記電力分配回路部の分配数を受電されるマイクロ波の入力電力に応じて選定するようにしたことを特徴とするレクテナ大電力化方法。
産業区分
  • 送配電
  • 工業用ロボット
  • 伝送回路空中線
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
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