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レクテナ装置及び受電整流方法 NEW

国内特許コード P180015522
整理番号 3760
掲載日 2018年11月21日
出願番号 特願2013-085822
公開番号 特開2014-209816
登録番号 特許第6052616号
出願日 平成25年4月16日(2013.4.16)
公開日 平成26年11月6日(2014.11.6)
登録日 平成28年12月9日(2016.12.9)
発明者
  • 関 智弘
  • 川島 宗也
  • 篠原 真毅
  • 波多野 健
出願人
  • 日本電信電話株式会社
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 レクテナ装置及び受電整流方法 NEW
発明の概要 【課題】広帯域にわたる整流の高効率化を果たし、電力と情報の融合やエネルギーハーベスティングを実現する。
【解決手段】本発明によるレクテナ装置(100)は、電波を受信するアンテナ部(110)と、前記アンテナ部により受信された電波による無線周波数信号を整流する整流回路(130)と、前記整流回路により整流された無線周波数信号の周波数で共振して前記無線周波数信号の反射を抑制する負荷共振回路(140)と、を備え、前記負荷共振回路は、前記整流回路により整流された無線周波数信号を負荷側に伝送するための伝送路(141)と、前記伝送路の中途部に接続された扇形スタブ(140A)と、を備える。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


マイクロ波による無線電力伝送に用いられるレクテナ(受電整流アンテナ;Rectenna)装置は、1960年代に発明されて以来、様々な方式のものが開発され、提案されてきた。レクテナ装置は、整流回路部とアンテナ部とに別れる。公知のレクテナ整流回路は、基本となるシングルシャント整流回路と、それ以外の整流回路とに大別される。シングルシャント整流回路は、1つのダイオード、λg/4線路、及びキャパシタで構成された出力フィルタ、並びに入力低域通過フィルタで構成される。シングルシャント整流回路は、簡単な構成ながら、出力フィルタが高調波処理と平滑を同時に行うため、全波整流が可能であり、理論効率100%を実現することができる。



この種のレクテナ装置として、本願と同一の出願人による例えば特許文献1に開示されたものが知られている。この特許文献1に開示された技術では、レクテナ装置の出力端での反射を抑制するための負荷共振回路として高周波処理スタブ(stub)と補償スタブとを備えることにより受電整流の高効率化を図っている。



図5は、従来技術による分布定数共振回路を用いたレクテナ装置10の等価回路図である。レクテナ装置10は、アンテナ110、整合回路120、整流回路130、負荷共振回路(F級負荷)150とからなる。負荷共振回路150は、伝送路151と、長方形の高周波処理スタブ152と、同じく長方形の補償スタブ153とを備える。これら伝送路151、高周波処理スタブ152、補償スタブ153は、マイクロストリップ線路、ストリップ線路、コプレーナ線路等から構成される。なお、スタブとは、負荷による反射波を打ち消すように整合性を取るための構造である。

産業上の利用分野


本発明は、レクテナ装置及び受電整流方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
広帯域の電波として電力と情報とを同時に受信するレクテナ装置であって、
前記電波を受信するアンテナ部と、
前記アンテナ部により受信された電波による無線周波数信号を整流する整流回路と、
前記整流回路により整流された無線周波数信号の周波数で共振して前記無線周波数信号
の反射を抑制する負荷共振回路と、
を備え、
前記負荷共振回路は、
前記整流回路により整流された無線周波数信号を負荷側に伝送するための伝送路と、
前記伝送路の中途部に接続された扇形スタブと、
を備えたことを特徴とするレクテナ装置。

【請求項2】
前記扇形スタブは、前記無線周波数信号に含まれる偶数次高調波に対して短絡端となり、奇数次高調波に対して開放端となることを特徴とする請求項1に記載のレクテナ装置。

【請求項3】
前記アンテナ部と前記整流回路との間に、前記アンテナ部により受信された電波による無線周波数信号の伝送経路のインピーダンスを前記負荷共振回路の設計インピーダンスと整合させるための整合回路を更に備えたことを特徴とする請求項1または2に記載のレクテナ装置。

【請求項4】
広帯域の電波として電力と情報とを同時に受信するレクテナ装置の受電整流方法であって、
前記電波を受信する第1段階と、
前記受信された電波による無線周波数信号を整流する第2段階と、
前記整流された無線周波数信号の周波数で共振して前記無線周波数信号の反射を抑制する第3段階と、
を含み、
前記第3段階では、前記整流された無線周波数信号を負荷に伝送するための伝送路の中途部に接続された扇形スタブを用いて、前記無線周波数信号の反射を抑制することを特徴とする受電整流方法。
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2013085822thum.jpg
出願権利状態 登録
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