CN105048642A - 无线供电方法以及无线供电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无线供电方法以及无线供电系统。在无线供电方法以及无线供电系统中被构成为:基于来自送电天线中的位置检测用送电天线的电磁波被设置在受电天线的受电面的外侧部分的反射板反射并由送电天线中的位置检测用受电天线检测到的反射波的电力量,来检测送电天线与受电天线之间的位置偏移。

Description

无线供电方法以及无线供电系统
技术领域
本发明涉及利用电磁波(微波)以无线的方式来对电力进行送电、受电的无线供电方法以及无线供电系统。
背景技术
近年来,正在推进利用电磁波来输送电力并以无线的方式来供给的技术开发。作为利用电磁波的无线供电技术的一例,有利用几百kHz~几MHz的频带的微波,在可电磁感应或磁共振等的几m以下的近距离下利用磁场的耦合或共振的系统。
此外,作为针对从送电装置到受电装置的距离长、受电装置位于远处、送电位置变动的对象以无线的方式进行电力输送的方法,有利用电磁波进行电力输送的系统。通过利用几百MHz~几GHz的微波,能够将电磁波输送至远处的受电装置。作为这种无线电力输送系统的一例,有向赤道上空发射搭载有太阳能面板的人造卫星并将利用太阳能发出的电力向地面的受电装置进行送电的宇宙太阳能发电系统、或向配置于远处的孤岛的受电装置进行送电的系统、或者向电动汽车(EV)等移动体供电的供电系统等。
上述这种利用电磁波(微波)的基于无线的电力输送方法,较之于其他方式,基于送电天线的送电距离的自由度高,因此作为对于电动汽车或机器人等移动的物体进行供电、充电的系统而被提出。
然而,上述这种电力输送系统具有供电位置偏移所致的供电效率下降的问题,并且由于使用的是微波段的高频,因此还具有向外部泄漏的电磁波的安全性以及给其他设备带来的影响(EMI)的问题。对于这种问题,为了进行准确的定位,提供了识别处于受电侧的移动体的位置并将移动体引导至送电侧的供电位置的方法(日本特开2013-236524号公报)、或通过机械地控制送电侧的装置来实现对准受电天线的位置的送电的方法(日本特开2008-92703号公报)。
图9是表示现有的电力输送系统的构成的一例的图。从微波产生器101经由微波输送路径102而向送电天线103供给微波电力。在微波输送路径102中,包含分配器,根据情况而包含放大器。送电天线103具有能覆盖受电天线105的移动范围(位置偏移范围)的大尺寸的送电面。在该送电面中,仅将与受电天线105的受电面对应的部分作为送电天线的开口104,从该开口104辐射电磁波,从开口104以外的部分不辐射电磁波,通过采用这样的构造而实现了高效的微波送电。由受电天线105受电的电磁波,在电力变换电路106中被变换为适当的电力之后,向供电对象107进行电力供给。
关于现有的送电天线中的开口的切换位置的识别方法,提出了通过基于磁铁的机械动作来识别受电天线的位置从而来控制送电天线的开口位置的方法、或通过另外的构成来识别受电天线的位置从而对所送电的天线元件进行电气切换的方法等。
发明内容
本发明提供一种无线供电方法以及无线供电系统,用于解决位置偏移所致的效率下降或电磁波泄漏的问题,并且针对移动体的位置识别而无需另行设置专用的构成,利用送电天线以及受电天线的构成要素来进行无线供电。
本发明的一形态的无线供电方法是用于从由多个天线元件分别构成的送电天线向受电天线进行无线供电的无线供电方法。送电天线的送电面和受电天线的受电面被配置为对置且平行,相对于受电面而具有给定角度地向内侧倾斜的反射板被设置在受电面的外侧部分。在本发明的一形态的无线供电方法中,在无线供电动作的前阶段的位置偏移修正动作中按如下方式进行动作。
使配设在送电天线的送电面中的外周部的多个天线元件之中的至少两个天线元件作为位置检测用送电天线来发挥功能,使在送电面中配设在位置检测用送电天线的内侧的至少两个天线元件作为位置检测用受电天线来发挥功能。并且,从位置检测用送电天线朝向受电天线辐射电磁波。并且,计算被反射板反射并由位置检测用受电天线受电的反射波的电力量。基于该计算出的电力量来检测送电天线和受电天线的位置关系。基于该检测出的位置关系来修正送电天线和受电天线的位置。
此外,本发明的一形态的无线供电系统是在送电装置与受电装置之间进行无线供电的无线供电系统。送电装置具有:微波产生器,其形成电磁波;控制部,其对微波产生器进行控制;和送电天线,其具有由多个天线元件构成的送电面。另一方面,受电装置具有:受电天线、反射板和电力变换电路。受电天线具有由多个天线元件构成的受电面,受电面被配置为与送电面对置且平行。反射板被设置在受电面的外侧部分,相对于受电面而具有给定角度地按照反射面朝向内侧的方式倾斜。电力变换电路将受电天线所受电的电力变换为用于向供电对象供给的电力。在进行无线供电动作之前的位置偏移修正动作中,使配设在送电天线的送电面中的外周部的多个天线元件之中的至少两个作为位置检测用送电天线来发挥功能,使在送电面中配设在位置检测用送电天线的内侧的天线元件作为位置检测用受电天线来发挥功能。并且,控制部基于来自位置检测用送电天线的电磁波被反射板反射并由位置检测用受电天线所受电的反射波的电力量,来检测送电天线和受电天线的位置关系。
根据本发明的无线供电方法以及无线供电系统,利用送电天线以及受电天线来识别送电天线和受电天线的位置关系,通过进行位置修正,从而能够实施高效、泄漏电磁波少且安全性高的无线供电。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的实施方式中的无线供电系统的基本构成的图。
图2是在本发明所涉及的实施方式中说明位置偏移时的状态的图。
图3是在本发明所涉及的实施方式中说明位置修正后的状态的图。
图4是在本发明所涉及的实施方式中说明无线供电状态的图。
图5是表示本发明所涉及的实施方式的构成中的反射波的反射位置的图。
图6是表示本发明所涉及的实施方式的构成中的位置偏移量、和送电天线元件与受电天线元件之间的距离的关系的图。
图7是表示本发明所涉及的实施方式的另一构成中的位置偏移量、和送电天线元件与受电天线元件之间的距离的关系的图。
图8是在本发明所涉及的实施方式的又一构成中利用受电用固定天线元件的情况下的位置偏移时的状态的图。
图9是表示现有的无线供电方法的图。
具体实施方式
在说明本发明的实施方式之前,先说明现有的电力输送系统中的问题点。在现有的电力输送系统的构成中,需要识别送电位置的构成,并且需要将送电天线设为能覆盖受电天线的位置偏移的大型天线,除了送电、受电的基本功能以外还需要大型且复杂的位置识别用的专用构成,并非实用的构成。
以下,参照附图来说明本发明的实施方式所涉及的无线供电方法以及无线供电系统。
图1是表示本发明所涉及的实施方式中的无线供电系统的基本构成的图。形成电磁波(微波)的微波产生器201经由微波输送路径202而向由多个天线元件(送电天线元件)构成的送电天线203供给电力。作为微波输送路径202,包含分配器,根据情形而包含放大器。送电天线203的送电面是被配置为与受电天线204的受电面对置且平行,并从送电面朝向受电面辐射微波的构成。送电面与受电面具有大致相同的形状和大小。由受电天线204受电的微波,在电力变换电路205中被变换为适当的电力(DC电力)之后,向供电对象206进行电力供给。
本实施方式中的无线供电系统由具有送电天线203的送电装置、和具有受电天线204的受电装置来构成。送电装置具有:微波产生器201,其形成微波;控制部208,其对微波产生器201进行控制;和送电天线203。此外,受电装置具有:受电天线204,其被配置为与送电天线203的送电面对置且平行;反射板207,其被设置在受电天线204的受电面的外侧部分,相对于受电面而具有给定角度地按照反射面朝向内侧的方式倾斜;和电力变换电路205,其将受电天线204所受电的电力变换为用于供给至供电对象206的电力。
在本实施方式中的无线供电系统之中,向供电对象206进行电力供电之前,利用在受电天线204的受电面的外侧部分被设置为包围受电面的反射板207所引起的反射波而进行了位置偏移修正动作。在该位置偏移修正动作中,将构成送电天线203的多个天线元件之中的特定的(至少两个)天线元件作为位置检测用送电天线来使用。从该位置检测用送电天线辐射的电磁波(微波),被设置于发生了位置偏移的受电天线204的反射板207反射,该反射波在送电天线203中由具有受电功能的位置检测用受电天线来受电。在本实施方式中的无线供电系统以及无线供电方法之中,送电天线203中的位置检测用受电天线对反射波进行受电时,在控制部208中对该反射波的电力进行电力变换,根据该变换后的电力量来检测送电天线203的送电面和受电天线204的受电面的位置偏移程度。
在上述的位置偏移修正动作中,构成送电天线203的天线元件之中的作为受电用而使用的位置检测用受电天线,将送电用的天线元件切换为受电用的天线元件来使用。在送电天线203中由位置检测用受电天线受电的微波被控制部208进行电力变换。控制部208根据该变换后的电力量来检测反射波的强度,并基于该反射波的强度来检测送电天线203的送电面和受电天线204的受电面的位置关系(位置偏移)。基于表示检测出的位置关系的信息,使送电天线203和受电天线204当中的至少任一者移动,而使得各自的送电面和受电面适当地对置。作为使该送电面和受电面移动至适当位置的方法,可以利用用于基于表示检测出的位置关系的信息而使送电天线203以及/或者受电天线204移动的移动单元,自动地驱动具有送电天线203的送电装置以及/或者具有受电天线204的受电装置。
下面,利用图2、图3以及图4来说明在送电天线203和受电天线204发生了位置偏移的情况下检测其位置偏移量的方法。另外,这些图2、图3以及图4关于在X轴方向(各纸面中的上下侧方向)上发生了偏移的情况来说明,各图是表示了ZX平面的图。另外,利用与以下说明的在X轴方向上发生了偏移的情况同样的方法,在Y轴方向上发生了偏移的情况下也能够检测YZ平面中的位置偏移。
如图2所示,本实施方式的无线供电系统中的送电装置的控制部208(参照图1)具有:天线切换开关402、受电电路403和控制电路406。天线切换开关402使送电天线203中的多个天线元件的一部分(至少两个)作为位置检测用受电天线401来发挥功能。受电电路403将由天线切换开关402切换后的位置检测用受电天线401所受电的电力变换为位置偏移检测电力。控制电路406对天线切换开关402进行控制。
首先,说明位置偏移修正动作中的反射波检测动作。图2是表示送电天线203较之于受电天线204而在-X轴方向(图2的纸面的下侧方向)上发生了位置偏移的情况下的状态的图。在图2中,送电天线203中的特定的天线元件、这里为配置在由多个送电天线元件构成的送电面的两侧的第1送电天线元件301和第2送电天线元件302,被作为位置检测用送电天线来使用。第1送电天线元件301和第2送电天线元件302将从微波产生器201供给的电力作为电磁波(微波)而朝向受电天线204辐射。
在图2所示的状态下,在从作为一个位置检测用送电天线的第1送电天线元件301辐射出微波的情况下,辐射出的微波被存在于第1送电天线元件301的正面方向上的反射板207反射。反射板207相对于受电天线204的受电面的角度θ被设置为大于0度且小于45度的范围内的角度。因而,被反射板207反射的电磁波向送电天线203的内侧的方向反射,通过由在送电天线203的送电面的内侧配置的多个天线元件构成的位置检测用受电天线401来受电。此时的位置检测用受电天线401的各天线元件从与微波产生器201连接的送电路径断开,通过天线切换开关402而被连接至受电电路403。如此由位置检测用受电天线401受电的微波通过受电电路403而被电力变换为DC电力,并向控制电路406输入。如此被电力变换后的DC电力在控制电路406中被检测。如果被检测的DC电力的值大,则控制电路406识别为来自第1送电天线元件301的微波被反射板207反射后被受电,从而检测到位置偏移的发生。
另一方面,在图2所示的状态下,从作为另一个位置检测用送电天线的第2送电天线元件302辐射出微波的情况下,从第2送电天线元件302朝正面方向辐射出的强微波不会碰到反射板207,由受电天线204的受电面的受电天线元件来受电。因而,此时由位置检测用受电天线401受电的电力量成为较小的电力量,控制电路406能够检测出送电天线203未向+X轴方向发生位置偏移。
如以上,本实施方式的无线供电系统中的送电装置的控制电路406,在进行无线供电动作之前的位置偏移修正动作中,使作为送电天线203中的多个天线元件的一部分的第1送电天线元件301、第2送电天线元件302作为位置检测用送电天线来发挥功能。并且,基于来自这些位置检测用送电天线的电磁波由反射板207反射并由位置检测用受电天线401所受电的电磁波(微波)的电力量,来检测送电天线203的送电面和受电天线204的受电面的位置关系(位置偏移)。
如以上,在送电装置中,通过进行位置偏移修正动作中的反射波检测动作,能够识别有无发生位置偏移、和发生了位置偏移的情况下的位置偏移方向。也可以基于如此识别出的信息,控制部208修正送电天线203的位置,或者控制部208向受电天线204传递该信息,即,向供电对象206传递位置偏移的信息,在受电装置中针对位置偏移来进行修正动作。
如上述,基于在反射波检测动作中获得的信息,在送电装置或者受电装置中进行位置修正,从而送电天线203和受电天线204的位置偏移被修正。在图3中示出位置偏移被修正后的状态。在图3所示的位置偏移被修正后的正常状态下,从第1送电天线元件301和第2送电天线元件302辐射出的正面方向的强电磁波不会作为反射波而返回,由位置检测用受电天线401检测的电力量成为较小的电力量。因而,控制电路406能够识别为无位置偏移。如此,在控制电路406识别为无位置偏移时,结束位置偏移修正动作,在天线切换开关402中将送电天线203中的所有天线元件(包含第1送电天线元件301、第2送电天线元件302、被作为位置检测用受电天线401来使用的天线元件)切换为送电天线元件。即,送电天线203中的所有天线元件与微波产生器201连接,作为发送电磁波(微波)的送电天线元件来发挥功能。图4表示了利用送电天线203中的所有送电天线元件来开始基于电磁波(微波)的电力送电的无线供电状态。
如上述,根据利用了反射波检测动作的无线供电方法,能够识别与送电天线203和受电天线204的送电面以及受电面平行的方向上的位置偏移,通过对该位置偏移进行修正,可以实现基于准确定位的高效的电力输送。
此外,在位置偏移修正动作中,由于定位仅利用的是送电天线203之中的一部分送电天线元件,因此在本实施方式的无线供电方法以及无线供电系统中,用于位置检测的送电电力小,可确保安全性。
在本实施方式中的无线供电方法之中,依次切换向位置检测时的送电天线203的第1送电天线元件301和第2送电天线元件302的通电,即按位置检测用送电天线的每个元件来切换送电,检测位置偏移方向。除了该方法以外,也可以向位置检测用送电天线即第1送电天线元件301和第2送电天线元件302同时送电。在此情况下,在构成位置检测用受电天线401的各天线元件中,能够根据检测到反射波的电力的位置和电力量而检测出位置偏移方向和位置偏移量。利用图5来说明该方法。图5是表示了在与送电天线203的送电面及受电天线204的受电面平行的面中送电天线203相对于受电天线204而在-X轴方向上位置偏移了距离d的状态的图。
在图5所示的状态下,从第1送电天线元件301向正面方向辐射出的电磁波(微波)被相对于受电面以角度θ配置的反射板207反射,并到达与第1送电天线元件301相距为距离A的位置。此时的距离A能够根据下述式(1)所示的关系来计算。
A=(B-dtanθ)tan2θ(1)
根据上述的式(1)所示的关系,能够如图6的图表所示那样求出位置偏移量d与受电最强反射波的受电天线元件的位置之间的关系。在式(1)中,B表示送电天线203与受电天线204之间的距离,θ表示反射板207的倾斜度。上述的受电最强反射波的受电天线元件的位置对应于从位置检测用送电天线元件到该位置检测用受电天线元件的距离A。
在图6所示的图表中,在式(1)的计算中设B=1m、θ=20°。利用该式(1)所示的关系性,比较构成位置检测用受电天线401的各元件间的电力强度,从而能够计算位置偏移方向和位置偏移量d。另外,图5所示的送电天线203以及受电天线204具有相同构成,被配置为各自的送电面以及受电面对置且平行,图5的送电天线203中的第1送电天线元件301位于送电面的大致最外周位置。
在图5所示的位置关系下,例如计算出B=1m、θ=5°的情况下的位置偏移量d与受电反射波的位置检测用受电天线元件的位置(距离A)之间的关系所得的结果将在图7中示出。在图7所示的构成的情况下,成为与位置偏移量d无关,受电强电力的位置检测用受电天线元件的位置(距离A)几乎没有发生变化的状态。因而,可以只将位于与第1送电天线元件301相距为距离A的位置的特定的天线元件作为位置检测用受电天线来使用。即,与位置偏移量d无关,由该位置检测用受电天线来受电强反射波。因而,可以减少作为位置检测用受电天线来使用的天线元件的数量,作为位置检测用受电天线来使用的天线元件可以在送电天线203中不切换送电和受电地作为受电用固定天线元件来使用。
图8是表示在送电天线203中将一部分天线元件作为受电用固定天线元件来使用的构成的图。在图8中示出位置偏移修正动作时的状态,是来自第1送电天线元件301的反射波可由第1受电用固定天线元件404受电,来自第2送电天线元件302的反射波可由第2受电用固定天线元件405受电的构成。如前述,例如,如B=1m、θ=5°那样,当送电天线203的送电面与受电天线204的受电面之间的距离短(例如处于0.1m以上且1m以下的范围内)、反射板207相对于受电面的角度θ在例如大于0度且5度以下的范围内被设定的情况下,成为在送电天线203中的给定的位置预先设置受电用固定天线元件而在送电侧无需设置天线切换开关的构成。
另外,在本实施方式的说明中,虽然全部针对X轴方向的位置偏移而利用ZX平面图来进行了详细说明,但是针对Y轴方向的位置偏移,也能够利用YZ平面图来同样进行说明。因而,针对与送受电天线的送受电面平行的方向的位置偏移,能够应用本发明的微波供电方法。
如以上,本发明的实施方式所涉及的无线供电方法是用于从由多个送电天线元件构成的送电天线203向由多个受电天线元件构成的受电天线204进行无线供电的无线供电方法。送电天线203的送电面和受电天线204的受电面被配置为对置且平行,相对于受电面而具有给定角度地向内侧倾斜的反射板207被设置在受电面的外侧部分。在该无线供电方法中,在无线供电方法中的无线供电动作的前阶段的位置偏移修正动作中按如下方式进行动作。
在多个送电天线元件之中,使配设在送电天线203的送电面中的外周部的至少两个送电天线作为位置检测用送电天线301、302来发挥功能,使在送电面中配设在位置检测用送电天线301、302的内侧的天线元件作为位置检测用受电天线401(404、405)来发挥功能。并且,从位置检测用送电天线301、302朝向受电天线204辐射电磁波。并且,计算被反射板207反射并由位置检测用受电天线401受电的反射波的电力量。基于该计算出的电力量来检测送电天线203和受电天线204的位置关系。基于该检测出的位置关系来修正送电天线203和受电天线204的位置。
如此构成的无线供电方法能够解决位置偏移所致的效率下降或电磁波泄漏的问题,并且能够在不使用送电天线203以及受电天线204以外的构成要素的情况下实现移动体的位置识别。
此外,在无线供电方法中,也可以构成为:反射板207被设置为相对于受电天线204的受电面而倾斜大于0度且小于45度的角度。
此外,在无线供电方法中,也可以构成为:包含在位置偏移修正动作结束时将位置检测用受电天线401切换为送电天线元件的步骤。
此外,在无线供电方法中,在位置偏移修正动作中,检测受电天线204的受电面相对于送电天线203的送电面而在与受电面以及送电面平行的平面内的给定方向上的位置偏移。为此,位置检测用送电天线301、302按每个元件而配设在送电面中的外周部的给定位置。并且,按位置检测用送电天线301、302的每个元件来切换送电。位置检测用受电天线401对从位置检测用送电天线301、302辐射并被反射板207反射的电磁波进行受电。如此,也可以构成为:基于在位置检测用受电天线401中检测到的电力量来确定位置偏移的方向,并向所确定出的位置偏移的方向进行位置修正。
在无线供电方法中,也可以构成为:送电天线203的送电面与受电天线204的受电面之间的距离在0.1m以上且1m以下的范围内,反射板207相对于受电面的角度在大于0度且5度以下的范围内被设定,位置检测用受电天线404、405在无线供电动作中也保持功能。
本发明的实施方式所涉及的无线供电系统是从送电装置向受电装置进行无线供电的无线供电系统。送电装置具有:微波产生器201,其形成电磁波;控制部208,其对微波产生器201进行控制;和送电天线203,其具有由多个送电天线元件构成的送电面。另一方面,受电装置具有:受电天线204、反射板207和电力变换电路205。受电天线204具有由多个受电天线元件构成的受电面,受电面被配置为与送电面对置且平行。反射板207被设置在受电面的外侧部分,相对于受电面而具有给定角度地按照反射面朝向内侧的方式倾斜。电力变换电路205将受电天线204受电的电力变换为用于向供电对象206供给的电力。在进行无线供电动作之前的位置偏移修正动作中,使配设在送电天线203的送电面中的外周部的一部分的天线元件作为位置检测用送电天线301、302来发挥功能,使在送电面中配设在位置检测用送电天线301、302的内侧的天线元件作为位置检测用受电天线401(404、405)来发挥功能。并且,控制部208基于来自位置检测用送电天线301、302的电磁波被反射板207反射并由位置检测用受电天线401所受电的反射波的电力量,来检测送电天线203和受电天线204的位置关系。
如此构成的无线供电系统解决位置偏移所致的效率下降或电磁波泄漏的问题,并且能够使用送电天线203以及受电天线204的构成要素来实现移动体的位置识别。
此外,在无线供电系统中,控制部208也可以具有:天线切换开关402、受电电路403和控制电路406。天线切换开关402使送电天线203中的多个天线元件之中配设在位置检测用送电天线301、302的内侧的天线元件作为位置检测用受电天线401来发挥功能。受电电路403将位置检测用受电天线401所受电的电力变换为位置偏移检测电力。控制电路406对天线切换开关402进行控制,并且在进行无线供电动作之前的位置偏移修正动作中,对天线切换开关402进行控制,使送电天线203中的多个天线元件的至少两个送电天线作为位置检测用送电天线301、302来发挥功能。并且,基于来自位置检测用送电天线301、302的电磁波被反射板207反射并由位置检测用受电天线401所受电的反射波的电力量来检测送电天线203和受电天线204的位置关系。也可以如此构成。
此外,在无线供电系统中,反射板207也可以被设置为相对于受电天线204的受电面而倾斜大于0度且小于45度的角度。
此外,在无线供电系统中,控制部208也可以进行控制,使得在位置偏移修正动作结束时将位置检测用受电天线401切换为送电天线元件。
进而,在无线供电系统中,也可以构成为:送电装置以及/或者受电装置基于表示检测到的送电天线203和受电天线204的位置关系的信息,移动到给定位置而使得送电天线203的送电面和受电天线204的受电面对置。
如以上,本发明的无线供电方法以及无线供电系统为了进行送电天线和受电天线的位置对准,能够利用送电天线上的特定的天线元件来检测位置偏移量,无需另外的特殊的位置对准装置。因而,能作为实用的向移动体的无线供电来利用,通用性强。

Claims (10)

1.一种无线供电方法,用于从由多个送电天线元件构成的送电天线向由多个受电天线元件构成的受电天线进行无线供电,其中,
所述送电天线的送电面和所述受电天线的受电面被配置为对置且平行,相对于所述受电面而具有给定角度地向内侧倾斜的反射板被设置在所述受电面的外侧部分,
在所述无线供电方法中的无线供电动作的前阶段的位置偏移修正动作中包括:
在所述多个送电天线元件之中,使配设在所述送电天线的送电面中的外周部的至少两个送电天线元件作为位置检测用送电天线来发挥功能,使在所述送电面中配设在所述位置检测用送电天线的内侧的天线元件作为位置检测用受电天线来发挥功能的步骤;
从所述位置检测用送电天线朝向所述受电天线辐射电磁波的步骤;
计算被所述反射板反射并由所述位置检测用受电天线受电的反射波的电力量的步骤;
基于计算出的所述电力量来检测所述送电天线和所述受电天线的位置关系的步骤;和
基于检测出的所述位置关系来进行所述送电天线和所述受电天线的位置修正的步骤。
2.根据权利要求1所述的无线供电方法,其中,
所述反射板被设置为相对于所述受电天线的受电面而倾斜大于0度且小于45度的角度。
3.根据权利要求1所述的无线供电方法,其中,
在所述位置偏移修正动作结束时,将所述位置检测用受电天线切换为作为所述送电天线元件来使用。
4.根据权利要求1所述的无线供电方法,其中,
在所述位置偏移修正动作中,为了检测所述受电天线的受电面相对于所述送电天线的送电面而在与所述受电面以及所述送电面平行的平面内的给定方向上的位置偏移,所述位置检测用送电天线按每个元件而配设在所述送电面中的所述外周部的给定位置,
按所述位置检测用送电天线的每个元件来切换送电,基于在对从所述位置检测用送电天线辐射并被所述反射板反射的电磁波进行受电的所述位置检测用受电天线中检测到的电力量,来确定位置偏移的方向,并向所确定出的位置偏移的方向进行位置修正。
5.根据权利要求1所述的无线供电方法,其中,
所述送电天线的送电面与所述受电天线的受电面之间的距离在0.1m以上且1m以下的范围内,所述反射板相对于受电面的角度在大于0度且5度以下的范围内被设定,所述位置检测用受电天线被构成为在所述无线供电动作中也保持功能。
6.一种无线供电系统,在送电装置与受电装置之间进行无线供电,其中,
所述送电装置具有:
微波产生器,其形成电磁波;
控制部,其对所述微波产生器进行控制;和
送电天线,其具有由多个送电天线元件构成的送电面,
所述受电装置具有:
受电天线,其具有由多个受电天线元件构成的受电面,所述受电面被配置为与所述送电面对置且平行;
反射板,其被设置在所述受电面的外侧部分,相对于所述受电面而具有给定角度地按照反射面朝向内侧的方式倾斜;和
电力变换电路,其将所述受电天线受电的电力变换为用于向供电对象供给的电力,
在进行无线供电动作之前的位置偏移修正动作中,在所述多个送电天线元件之中,使配设在所述送电天线的送电面中的外周部的至少两个送电天线元件作为位置检测用送电天线来发挥功能,使在所述送电面中配设在所述位置检测用送电天线的内侧的天线元件作为位置检测用受电天线来发挥功能,
所述控制部被构成为:基于来自所述位置检测用送电天线的电磁波被所述反射板反射并由所述位置检测用受电天线所受电的反射波的电力量,来检测所述送电天线和所述受电天线的位置关系。
7.根据权利要求6所述的无线供电系统,其中,
所述控制部具有:
天线切换开关,其用于使所述送电天线中的所述多个送电天线元件之中配设在所述位置检测用送电天线的内侧的所述天线元件作为所述位置检测用受电天线来发挥功能;
受电电路,其将所述位置检测用受电天线所受电的电力变换为位置偏移检测电力;和
控制电路,其对所述天线切换开关进行控制,
所述控制电路被构成为:在进行无线供电动作之前的位置偏移修正动作中,对所述天线切换开关进行控制,使所述送电天线中的所述多个送电天线元件的所述至少两个送电天线元件作为位置检测用送电天线来发挥功能,基于来自所述位置检测用送电天线的电磁波被所述反射板反射并由所述位置检测用受电天线所受电的反射波的电力量,来检测所述送电天线和所述受电天线的位置关系。
8.根据权利要求6所述的无线供电系统,其中,
所述反射板被设置为相对于所述受电天线的受电面而倾斜大于0度且小于45度的角度。
9.根据权利要求6所述的无线供电系统,其中,
所述控制部进行控制,使得在所述位置偏移修正动作结束时将所述位置检测用受电天线切换为所述送电天线元件。
10.根据权利要求6所述的无线供电系统,其中,
所述送电装置和所述受电装置当中的至少一者被构成为:基于表示检测出的所述送电天线和所述受电天线的位置关系的信息,移动到给定位置而使得所述送电天线的所述送电面和所述受电天线的所述受电面对置。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6758038B2 (ja) 2015-10-22 2020-09-23 Thk株式会社 自在継手及びロボットの関節構造
WO2017222269A1 (ko) * 2016-06-23 2017-12-28 엘지전자 주식회사 통신 신호 보상기
US11137433B2 (en) * 2017-05-29 2021-10-05 Mitsubishi Electric Corporation Radio wave measurement system
KR102445006B1 (ko) * 2017-05-29 2022-09-19 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 무선 송전 장치 및 공중 이동체로의 송전 시스템
JP7005259B2 (ja) * 2017-10-04 2022-01-21 キヤノン株式会社 送電装置、送電装置の制御方法、及びプログラム
JP2022115189A (ja) * 2021-01-28 2022-08-09 Tdk株式会社 位置検知システム、及び、電力伝送システム
IL282599B (en) * 2021-04-22 2022-02-01 Wi Charge Ltd Wireless power transmission system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3256374B2 (ja) * 1994-05-27 2002-02-12 本田技研工業株式会社 マルチビーム・レーダ装置
JP2009178001A (ja) * 2008-01-28 2009-08-06 Toyota Motor Corp 送電装置及び受電装置、並びにエネルギー伝送システム
CN102484397A (zh) * 2010-07-02 2012-05-30 松下电器产业株式会社 无线电力传输装置
WO2014006895A1 (ja) * 2012-07-05 2014-01-09 パナソニック株式会社 無線電力伝送装置、無線電力送電装置および受電装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3795910A (en) * 1973-03-13 1974-03-05 Nasa Microwave power transmission system wherein level of transmitted power is controlled by reflections from receiver
US4187506A (en) * 1978-10-16 1980-02-05 Nasa Microwave power transmission beam safety system
US4943811A (en) * 1987-11-23 1990-07-24 Canadian Patents And Development Limited Dual polarization electromagnetic power reception and conversion system
US5982139A (en) * 1997-05-09 1999-11-09 Parise; Ronald J. Remote charging system for a vehicle
JP3584869B2 (ja) 2000-09-14 2004-11-04 三菱電機株式会社 宇宙太陽光発電方法、及びその方法を用いたシステム
JP2004088443A (ja) * 2002-08-27 2004-03-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd マイクロ波による電力伝送方法および電力伝送システム
US20060266917A1 (en) * 2005-05-23 2006-11-30 Baldis Sisinio F Wireless Power Transmission System
JP4898348B2 (ja) 2006-08-24 2012-03-14 三菱重工業株式会社 電力供給装置及び電力供給システム
JP4929958B2 (ja) 2006-10-03 2012-05-09 トヨタ自動車株式会社 非接触給電システム
CA2700778A1 (en) 2006-11-21 2008-05-29 Powerbeam, Inc. Optical power beaming to electrically powered devices
JP5320184B2 (ja) 2009-06-26 2013-10-23 三菱重工業株式会社 無線送電システム
CN103597697A (zh) * 2011-06-09 2014-02-19 丰田自动车株式会社 受电装置、车辆以及非接触供电系统
US9142998B2 (en) * 2011-10-03 2015-09-22 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Wireless energy transfer
US20140252866A1 (en) 2011-11-03 2014-09-11 Jim Walsh Presence and range detection of wireless power receiving devices and method thereof
JP2013236524A (ja) 2012-05-11 2013-11-21 Mitsubishi Electric Corp 非接触給電システム
DE102012111978A1 (de) * 2012-12-07 2014-03-20 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Optisches Energieübertragungssystem

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3256374B2 (ja) * 1994-05-27 2002-02-12 本田技研工業株式会社 マルチビーム・レーダ装置
JP2009178001A (ja) * 2008-01-28 2009-08-06 Toyota Motor Corp 送電装置及び受電装置、並びにエネルギー伝送システム
CN102484397A (zh) * 2010-07-02 2012-05-30 松下电器产业株式会社 无线电力传输装置
WO2014006895A1 (ja) * 2012-07-05 2014-01-09 パナソニック株式会社 無線電力伝送装置、無線電力送電装置および受電装置

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