JP2013081367A - Power transmission apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、太陽光を受けて光電変換し、得られた電力をもとに生成したマイクロ波を複数の送信装置から送信し、これを受信装置により受信して電力を生成する無線電力伝送システムに用いる電力送信装置に関するものである。 The present invention relates to a wireless power transmission system that receives sunlight and performs photoelectric conversion, transmits microwaves generated based on the obtained power from a plurality of transmitting devices, and receives the received power by receiving devices to generate power. The present invention relates to a power transmission device used in
例えば、特許文献1には、宇宙空間の軌道上に配置された発電用の衛星から、地上の受信装置へマイクロ波による電力伝送を行う従来の無線電力伝送システムが記載されている。この従来の無線電力伝送システムでは、発電用の衛星において、レクテナ基地局から送信されるパイロット信号を受信し、レクテナ基地局に対してパイロット返信信号を送信するというものである。パイロット信号はスペクトル拡散変調がされており、各衛星ごとにパイロット信号を識別して基準位相を取り出す。一方、パイロット返信信号にもスペクトル拡散変調が施され、レクテナ基地局において、各パイロット返信信号の位相情報を抽出して各発電用の衛星の位相遅延が求められ、この位相遅延をパイロット信号の位相に反映するフィードバック系を形成することによって、各発電用の衛星からのマイクロ波の位相を揃え、より大きな電力を得ようとするものである。
For example,
特許文献1に記載された従来の無線電力伝送システムによれば、地上のレクテナ基地局では、送信するパイロット信号の拡散変調を行い、受信したパイロット返信信号の逆拡散復調を行う回路と、逆拡散により得られた各衛星ごとのパイロット返信信号の位相を比較して、これを一致させるべくフィードバックする回路が必要となり、設備が増大するという問題点がある。また、軌道上の各衛星においても、パイロット信号を逆拡散復調し、パイロット返信信号を拡散変調して生成するための回路が必要となり、回路規模が増大するという問題点とともに、これらの回路を駆動するための電力が必要となり、光電変換によって生成された電力の一部がパイロット信号関係の回路によって消費され、全体の発電効率が低下するという問題点もあった。
According to the conventional wireless power transmission system described in
この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、回路規模の増大を招くことなく、より効率的に、各電力送信装置から送信されるマイクロ波からレクテナ基地局において大きな電力を得させることができる無線電力伝送システムに用いる電力送信装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and more efficiently in a rectenna base station from a microwave transmitted from each power transmission apparatus without causing an increase in circuit scale. An object of the present invention is to obtain a power transmission device used in a wireless power transmission system capable of obtaining power.
この発明に係る電力送信装置は、複数の電力送信装置の各々から送信された各々のマイクロ波を受信して合成し、電力を生成するレクテナ、上記レクテナの近傍に設けられ、上記複数の電力送信装置の各々から送信された上記各々のマイクロ波を受信するREV用受信アンテナ、上記複数の電力送信装置へパイロット信号を送信するパイロット信号送信アンテナ、および上記複数の電力送信装置の各々に指示を行なう各々のコマンド信号を生成する位相監視制御部を備えているレクテナ基地局に上記各々のマイクロ波を送信する上記複数の電力送信装置の一つであって、上記各々のマイクロ波を上記レクテナ基地局へ送信するマイクロ波送信アンテナと、上記パイロット信号を受信するパイロット信号受信アンテナと、上記パイロット信号受信アンテナにより受信した上記パイロット信号の到来方向を検出する追尾受信機と、上記追尾受信機により検出した上記パイロット信号の上記到来方向に、上記マイクロ波送信アンテナから送信する上記各々のマイクロ波の送信方向が向くように上記送信方向の制御を行うビーム駆動制御部と、上記位相監視制御部からの上記各々のコマンド信号に基づいて、上記複数の電力送信装置の各々の距離変化に起因した、上記マイクロ波送信アンテナが送信する上記各々のマイクロ波と上記レクテナ基地局にマイクロ波を送信する他の電力送信装置から送信されるマイクロ波との間の位相ずれを補正し、上記レクテナ基地局の上記REV用受信アンテナにより受信する電波強度を増大させる位相制御部とを備えたものである。 The power transmission device according to the present invention is provided with a rectenna that receives and synthesizes each microwave transmitted from each of the plurality of power transmission devices and generates power, and is provided in the vicinity of the rectenna, and the plurality of power transmissions An REV receiving antenna that receives each of the microwaves transmitted from each of the devices, a pilot signal transmitting antenna that transmits a pilot signal to the plurality of power transmission devices, and instructions to each of the plurality of power transmission devices One of the plurality of power transmission devices for transmitting each of the microwaves to a rectenna base station having a phase monitoring control unit for generating each command signal, wherein each of the microwaves is transmitted to the rectenna base station A microwave transmitting antenna that transmits to the pilot signal, a pilot signal receiving antenna that receives the pilot signal, and the pilot signal receiving antenna. A tracking receiver that detects an arrival direction of the pilot signal received by the antenna, and a transmission direction of each microwave transmitted from the microwave transmission antenna in the arrival direction of the pilot signal detected by the tracking receiver And a beam drive control unit that controls the transmission direction so that the transmission direction is directed, and the micro signal caused by a distance change of each of the plurality of power transmission devices based on each command signal from the phase monitoring control unit. Correcting a phase shift between each of the microwaves transmitted by the wave transmitting antenna and a microwave transmitted from another power transmission device that transmits the microwave to the rectenna base station, the REV of the rectenna base station And a phase control unit for increasing the intensity of the radio wave received by the receiving antenna.
この発明によれば、電力送信装置は、レクテナ基地局の生成するコマンド信号に基づいて、複数の電力送信装置の各々の距離変化に起因した、マイクロ波送信アンテナが送信する各々のマイクロ波とレクテナ基地局にマイクロ波を送信する他の電力送信装置から送信されるマイクロ波との間の位相ずれを補正し、レクテナ基地局のREV用受信アンテナにより受信する電波強度を増大させる位相制御部とを備えるため、レクテナ基地局において大きな電力を得させることができる。 According to the present invention, the power transmission device, based on the command signal generated by the rectenna base station, causes each microwave and rectenna transmitted by the microwave transmission antenna due to each distance change of the plurality of power transmission devices. A phase control unit that corrects a phase shift with a microwave transmitted from another power transmission device that transmits a microwave to the base station, and increases a radio wave intensity received by the REV receiving antenna of the rectenna base station; Because of this, a large electric power can be obtained at the rectenna base station.
実施の形態1
この発明の実施の形態1に係る無線電力伝送システム、電力送信装置及びレクテナ基地局について図1乃至図6を用いて説明する。図1はこの発明の実施の形態1に係る無線電力伝送システムの構成図であり、図1(a)は離散的に配置される電力送信装置からマイクロ波伝送するケースを、図1(b)は機械的に結合された複数の電力送信装置からマイクロ波伝送するケースを表わしている。尚、図1(a)や図1(b)における電力送信装置を含む送信側装置は、宇宙空間に配置されるものや、地球上や成層圏などに配置されるものなどが考えられる。図1(a)において、1は太陽光を受けて光電変換して電力を生成し、マイクロ波により送電する電力送信装置である。2は各電力送信装置1の基準信号の源振信号を統制する源振統制装置であり、3は源振統制装置2からの基準信号を受信する受信アンテナであるが、源振統制装置2と各電力送信装置1との間の基準信号の送受信は、無線伝送であっても有線伝送であっても良い。また、源振統制装置2に無線伝送システムの管理(故障診断等)機能を持たせて、源振統制装置2と各電力送信装置1との間で制御信号の送受信を行うものとしても良い。4は電力送信装置2からのマイクロ波を受信して電力を生成するレクテナ基地局であり、5は複数のマイクロ波受信アンテナからなるレクテナである。レクテナ基地局4は後述するパイロット信号送信アンテナを有し、電力送信装置1へ向けてパイロット信号を送信する。レクテナ5及びパイロット信号送信アンテナはレクテナ基地局4の一部をなす。図1(b)において、6は複数の電力送信装置1を結合する機械的構造体であり、源振統制装置2と各電力送信装置1との間で基準信号の送受信や更には制御信号の送受信を行うことについては上述のとおりである。
A wireless power transmission system, a power transmission device, and a rectenna base station according to
各電力送信装置1はそれぞれマイクロ波をレクテナ基地局4へ向けて送信し、レクテナ基地局4内のレクテナ5によりマイクロ波が受信され合成されるが、このレクテナ5による受信の際に位相が相互にずれていると、レクテナ基地局4で生成される電力は低下することとなる。このような位相のずれは、各電力送信装置1で生成するマイクロ波の基準となる基準信号の位相ずれや、各電力送信装置1(とくに送信パネル部分)の位置変化や姿勢変化を要因として発生する。図2は電力送信装置1に設けられた電力伝送用のマイクロ波送信アンテナ7の位置及び姿勢変化の例を示しており、図2(a)はn個のマイクロ波送信アンテナ7がほぼ独立に運動して位置や姿勢が変化するケースであり、図1(a)に示した離散的配置を用いた場合に顕著に生じる可能性がある。図2(b)はn個のマイクロ波送信アンテナ7が一体として位置変化を生じる場合であり、図1(b)に示した機械的構造体7がほぼ剛体とみなせる場合に顕著に生じる可能性がある。図2(c)はn個のマイクロ波送信アンテナ7がその一部において位置や姿勢変化を生じる場合であり、図1(b)に示した機械的構造体7が剛体とはできず、柔軟構造物として形成される場合に顕著に生じる可能性がある。
Each
これらの図2(a)乃至図2(c)において、個々のマイクロ波送信アンテナ7に生じている姿勢の変化を方位方向の角度変化θAZ、仰角方向の角度変化θELで表わし、位置の変化を1つの仮想平面Sからの距離ΔLで表わす。姿勢の変化(θAZ、θEL)が生じることによって、各電力送信装置1から送信されるマイクロ波の方向がレクテナ5の方向からずれるので、これを補正するためにパイロット信号が用いられる。即ち、各電力送信装置1はパイロット信号を受信して到来方向を求め、パイロット信号の到来方向へマイクロ波の送信方向が向くように制御される。また、位置の変化ΔLが生じることによって、各電力送信装置1から送信されるマイクロ波は各装置ごとにその変化ΔL分の位相ずれを生じることになる。この位置変化ΔLに起因して生じる位相ずれを補正するための装置構成について検討する必要が生じるものである。
2 (a) to 2 (c), the change in posture occurring in each
次に、この発明の実施の形態1に係る電力送信装置及びレクテナ基地局の構成を図3乃至図5に基づき説明する。図3は電力送信装置1に設けたマイクロ波送信アンテナ7の送信パネルの外形を示す外形図であり、8は基板、9は基板8の面上にアレイ配置され、マイクロ波を送信する複数の送信アンテナ素子、10はパイロット信号を受信するパイロット信号受信アンテナである。送信アンテナ素子9は基板8の面上にアレイ配置されており、基板8に設けた給電線路によりマイクロ波給電されている。図4は電力送信装置1の構成を示す機能ブロック図である。図4において、11は源振統制装置2から入力される基準信号の入力端子、12は基準信号を逓倍しキャリア信号を出力する逓倍器、13はキャリア信号の位相を調整する移相器、14はキャリア信号を分配する分配器、15は分配されたキャリア信号を位相調整する移相器、16はキャリア信号を増幅する増幅器である。17は光電変換部であり、光電変換部17にて生成した電力を増幅器16へ入力して所定の電力レベルのマイクロ波が生成され、増幅器16に接続された送信アンテナ素子9から空間へ放射される。増幅器16と送信アンテナ素子9との接続は、1対1に接続されていても良いし、1対4のように1個の増幅器16に対して複数個の送信アンテナ素子9が接続されるものでも良い。18はパイロット信号受信アンテナ10から得られる和信号及び差信号に基づきパイロット信号の到来方向(θAZ、θEL)を求める追尾受信機であり、19はパイロット信号の到来方向(θAZ、θEL)へ送信アンテナ素子9から送信するマイクロ波が向くように各移相器15の位相量を求めるビーム駆動制御部である。20は追尾受信機18により受信したパイロット信号の和信号からコマンド信号を復調する復調器、21は電力送信装置1に付された識別符号(この識別符号を自己の識別符号として記憶しているものとする。)と、復調器20により復調して検出された制御信号に含まれる識別符号とを比較し、符号が一致している場合に、制御信号に含まれるコマンドを出力するコマンド判別器、22はコマンド判別器21からのコマンドに基づき、素子電界ベクトル回転法(REV法:REVは、Rotating Element Electric Field Vectorの略語)に関連する位相調整制御を行うREV制御部、23は移相器13及び移相器15に対して位相設定する位相制御部である。
Next, configurations of the power transmission apparatus and the rectenna base station according to
図5はレクテナ基地局の構成を示す機能ブロック図である。図5において、24はレクテナ5により受信したマイクロ波を整流して合成し電力生成する整流合成部であり、25は電力送信装置1から送信されたマイクロ波を受信するREV用受信アンテナであり、26はREV用受信アンテナにより受信したマイクロ波の電波強度と位相を検出する受信機である。ここで、レクテナ5とREV用受信アンテナ25とは、ともに電力送信装置1の複数の送信アンテナ素子9から送信されるマイクロ波を受信するものであり、レクテナ5の近傍にREV用受信アンテナ25は配置されるが、好ましくはレクテナ5の開口面上の略中央にREV用受信アンテナ25を設ける。27は電波強度Pを監視し、各電力送信装置1の位相制御を行う位相監視制御部である。28はパイロット信号を生成し出力するパイロット信号送信部、パイロット信号送信部28において、29は位相監視制御部27から出力されるコマンド信号(制御対象の電力送信装置1の識別符号を含む)によりパイロット信号の搬送波を変調する変調器、30はパイロット信号を増幅等してパイロット信号送信アンテナ31へ出力する送信機である。
FIG. 5 is a functional block diagram showing the configuration of the rectenna base station. In FIG. 5,
次に動作について説明する。レクテナ基地局4のパイロット信号送信アンテナ31から送信されたパイロット信号は、電力送信装置1のパイロット信号受信アンテナ10により受信される。図3にはパイロット信号受信アンテナ10の構成の一例が示されており、この例では、基板8の面上中央に設けた5つのアンテナ素子により構成されている。追尾受信機18はパイロット信号受信アンテナ10により受信した信号を合成して、AZ方向の和信号及び差信号を、EL方向の和信号及び差信号を生成する。追尾受信機18は、パイロット信号のAZ方向及びEL方向が変化することにより、これらの和信号、差信号の値が変化する性質を利用して、パイロット信号の到来方向であるθAZとθELとを求め出力する。ビーム駆動制御部19はパイロット信号の到来方向である(θAZ、θEL)方向へマイクロ波送信するために、各移相器15に設定する位相量を算出し位相制御部23へ出力し、位相制御部23は入力された位相量により各移相器15の位相を設定する。このような動作によって、図2(a)乃至図2(c)に示した位置及び姿勢の変化のうち、姿勢により生じるレクテナ基地局4のレクテナ5の方向と電力送信装置1から送信するマイクロ波の方向とのずれが補正される。尚、パイロット信号受信アンテナ10の構成及び配置は、図3に示すものに限られるものではなく、上記のような追尾受信に利用できるものであればよい。
Next, the operation will be described. The pilot signal transmitted from the pilot
とくに電力送信装置1の初期及び定期メンテナンスにおける各送信アンテナ素子9の位相調整には、REV法を用いた移相器15の調整方法を用いることができる。図4に示すREV制御部22からは、このREV法に基づき位相設定値が出力され、位相制御部23はREV制御部22から入力された位相設定値により移相器15の移相を設定する。REV法は複数の移相器15のうち1つの移相器の位相を回転し、そのときの合成波の電波強度を計測していき、これをすべての移相器15に対して行い、計測した電波強度に基づき、基板面正面方向への放射電波が最大となる各移相器15の位相設定値を求めるものである。電波強度の計測には、基板8の面上又は近傍にプローブアンテナを設ける計測方法や、レクテナ基地局4のREV用受信アンテナ25を用いる計測方法がある。
In particular, an adjustment method of the
さらに、特開2001−201526号公報に詳しく説明されている修正されたREV法によれば、合成波の電波強度と位相とを計測していき、これらの計測結果に基づいて、移相器15を含む給電経路上での位相回転に応じた振幅誤差及び位相誤差の補正を考慮した高精度な位相調整を行うこともできる。図5に示すようにレクテナ基地局4のREV用受信アンテナ25には受信機26が接続されており、この受信機26によって、電力送信装置1から送信されたマイクロ波の合成波の電波強度と位相が検出されるので、上記の修正されたREV法を用いて、各電力送信装置1ごとに移相器15の高精度な位相調整を行うこともできる。
Further, according to the modified REV method described in detail in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-201526, the radio wave intensity and phase of the synthesized wave are measured, and based on these measurement results, the
電力送信装置1の初期及び定期メンテナンスにおいて、各電力送信装置1ごとに単独で行う位相調整では、調整対象とする電力送信装置1はマイクロ波送信し、それ以外の電力送信装置1のマイクロ波送信は停止しておく。各移相器15の位相を回転して、受信機26により計測した電波強度(又は電波強度と位相)に基づいて、REV法によって位相調整量を求める演算は位相監視制御部27で行い、求めた位相調整量をコマンド信号に格納し、パイロット信号に重畳して電力送信装置1へ送信する。電力送信装置1では受信したパイロット信号からコマンド判別器21によってコマンドを再生し、REV制御部22により格納された位相調整量を位相制御部23へ出力する。また、REV法によって位相調整量を求める演算を電力送信装置1のREV制御部22で行うことも可能である。この場合、各移相器15の位相を回転して、受信機26により計測した電波強度(又は電波強度と位相)のデータを位相監視制御部21でコマンドに格納し、パイロット信号に重畳して電力送信装置1へ送信する。REV制御部22では、再生された電波強度(又は電波強度と位相)のデータに基づきREV法によって位相調整量を求める演算を行い、位相調整量を位相制御部23へ出力する。
In the initial and regular maintenance of the
次に図6に基づいて、図2(a)乃至図2(c)に示した位置変化ΔLによって生じる電力送信装置1間の位相ずれを補正する処理の一例について説明する。図6は電力送信装置の位相調整を行う処理シーケンスを示すフローチャートであり、この処理は、レクテナ基地局4の位相監視制御部27によって行われる。いま、電力送信装置1はn台あるものとし、レクテナ基地局4内の位相監視制御部27は、まずステップS1において可変数kを1とし、ステップS2において可変数k=1に対応する1の電力送信装置1をその識別符号により指定する。ステップS3において、位相の変更を指令するコマンド信号(指定した識別符号を含む)をレクテナ基地局4から送信する。識別符号が一致する電力送信装置1は、コマンド信号に基づき、配下の送信パネル全体の位相を一律に所定量変更する。この変更によって、レクテナ基地局4のREV用受信アンテナ25で受信される合成波の電波強度Pと位相φが変化し、ステップS4において電波強度Pと位相φを検出する。位相監視制御部27はステップS5で位相設定数分の検出回数に達したか判定し、繰り返し位相の変更を指令するコマンド信号を送出する。ステップS5の判定により、k=1により指定した電力送信装置1の位相調整を終了し、可変数kがnよりも大きくなっていないことをステップS6により判定し、kを1増加して、次の電力送信装置1の位相調整に移る。これを順々に各電力送信装置ごとに繰り返して行っていくことにより、合成波の電波強度Pと位相φのデータを取得し、ステップS8において、REV法に基づく演算によって、それぞれの電力送信装置1の送信パネル全体の位相を一律に変更する位相調整量(移相器13の位相調整量)を求めることができる。
Next, an example of processing for correcting the phase shift between the
なお、位相監視制御部27は、ステップS4において電波強度Pのみを測定して取得しておき、REV法に基づく演算によって、それぞれの電力送信装置1の送信パネル全体の位相を一律に変更する位相調整量(移相器13の位相調整量)を求めるようにしてもよい。
Note that the phase
図5に示したレクテナ基地局4は、位相監視制御部27が可変数kに対応する電力送信装置2の識別符号を指定し(ステップS2)、この識別符号を含むコマンド信号を変調器29へ出力することにより、変調器29においてパイロット信号にコマンド信号が重畳され、送信機30で増幅されて送信されることにより、ステップS3の「位相の変更を指令する」ことが実行される。図4に示す電力送信装置1は、パイロット信号受信アンテナ10により受信し追尾受信機18により合成された和信号を復調して、パイロット信号に重畳されたコマンド信号(識別符号を含む)を再生し、コマンド判別器21は予め記憶している識別符号と比較して一致する場合にコマンドをREV制御部22へ出力し、REV制御部22はコマンドを受けて位相制御部23へ移相器13の位相変更を指示する。
In the rectenna base station 4 shown in FIG. 5, the phase
以上のように、レクテナ基地局4からの指令に基づいて次々と各電力送信装置1の位相を変更していき、レクテナ基地局4に設けたREV用受信アンテナ25と受信機26により合成波の電波強度P(又は電波強度P及び位相φ)を検出し、位相調整を行うことにより、図2(a)乃至図2(c)に示した位置変化ΔLに伴う、マイクロ波の位相ずれの補正ができるとともに、各電力送信装置1に供給される基準信号の位相についても内包されて、この位相調整によって補正されることになり、各電力送信装置1からの位相ずれが補正されてレクテナ基地局4において、より大きな電力を得ることができる。また、従来技術に開示されたような発電用の衛星側にパイロット返信信号を送信するための拡散変調器や送信機を持たせる必要がないので、回路規模の増大を抑えることができ、軽量化が図られるとともに装置の信頼性を向上することができる。また、パイロット信号にコマンド信号を重畳して送信することによって、電力送信装置側のコマンド信号の受信系をパイロット信号の受信系を用いて構成することができ、さらに回路規模の縮小化を図ることができる。
As described above, the phase of each
実施の形態2
この発明の実施の形態2に係る無線電力伝送システム、電力送信装置及びレクテナ基地局について図7を用いて説明する。この発明の実施の形態2に係る電力送信装置及びレクテナ基地局は、実施の形態1において図3乃至図5に基づき説明した構成、機能と同等な構成、機能を有している。ここでは、実施の形態2において相違する部分である電力送信装置の位相調整を行う処理シーケンスを図7に基づき説明する。
A wireless power transmission system, a power transmission device, and a rectenna base station according to
図7はこの発明の実施の形態2に係る電力送信装置の位相調整を行う処理シーケンスを示すフローチャートであり、この処理は、レクテナ基地局4の位相監視制御部27によって行われる。この処理フローにおいても、電力送信装置1はn台あるものとしている。レクテナ基地局4内の位相監視制御部27は、ステップS9においてREV用受信アンテナ25により受信して得られる電波強度Pを検出する。検出した電波強度Pが下側しきい値P2より大きいかどうかをステップS10により判定する。電波強度Pが下側しきい値P2より大きい場合には、許容範囲とみなしステップS9及びステップS10を繰り返す。検出した電波強度Pが下側しきい値P2以下となるとステップS11に移行し位相調整を開始する。ステップS11からステップS18のシーケンスは実施の形態1において説明した図6におけるステップS1からステップS8のシーケンスと同じであり説明を省略するが、n台の電力送信装置1の位相調整が終了するとステップS19に移行し、位相調整終了後に検出する電波強度Pが上側しきい値P1よりも大きいかどうかを判定する。電力値Pが上側しきい値P1よりも大きい場合には、良好に位相調整ができたものと判断し、ステップS9に戻る。電力値Pが上側しきい値P1以下である場合には、再度、位相調整を行うようにステップS10に戻る。
FIG. 7 is a flowchart showing a processing sequence for performing phase adjustment of the power transmission apparatus according to
上側しきい値P1と下側しきい値P2は構築するシステムの性能に応じて所定の値に設定することになる。各電力送信装置1が空間に放出するマイクロ波の電力は、図4に示した光電変換部17や増幅器16の効率、伝送線路における損失、送信パネルの指向性利得などを考慮して最大値を見積もることができ、さらに電力送信装置1から送信されたマイクロ波がREV用受信アンテナ25で受信される電波強度についても、位相が揃う条件により適切な解析を行うことにより理論最大値が求められる。この理論最大値に対して、各電力送信装置1での位相分解能や、マイクロ波送信方向のずれによる送信パネルの指向性利得の変化などの要因を考慮して能力値が求められる。例えば、この能力値を上側しきい値P1とし、システムに要求される最低発電能力に相当する電波強度の値を下側しきい値P2に設定する。より具体的には各能力値を考慮して、例えば、合成波の電波強度の理論最大値に対して90%レベルを上側しきい値P1とし、80%レベルを下側しきい値P2とするような設定をしても良い。
The upper threshold value P1 and the lower threshold value P2 are set to predetermined values according to the performance of the system to be constructed. The microwave power that each
また、上側しきい値P1及び下側しきい値P2は運用時に適切に再設定される構成としてもよい。実際の位相調整後の電波強度Pの検出結果が複数回にわたって、ほぼ特定の値となるような場合には、その値が実ハードウェアの最大能力として把握されることになる。したがって、その特定の値を最大値とし、これに対して90%レベルを上側しきい値P1とし、80%レベルを下側しきい値P2と設定するようにしてもよい。 The upper threshold value P1 and the lower threshold value P2 may be appropriately reset during operation. If the detection result of the radio wave intensity P after the actual phase adjustment is almost a specific value over a plurality of times, the value is grasped as the maximum capacity of the actual hardware. Therefore, the specific value may be set as the maximum value, and the 90% level may be set as the upper threshold value P1 and the 80% level may be set as the lower threshold value P2.
また、光電変換部17でモニタしている電力情報が電力送信装置1又は源振統制装置2からレクテナ基地局4へ提供される場合には、位相監視制御部27はその時点で得られる合成波の電波強度の最大値を知ることができ、上述の上側しきい値P1や下側しきい値P2を再設定するようにしてもよい。
When the power information monitored by the
実施の形態3 Embodiment 3
この発明の実施の形態3に係る無線電力伝送システム、電力送信装置及びレクテナ基地局について図8及び図9を用いて説明する。この発明の実施の形態3に係るレクテナ基地局は通信回線により位相の変更を指令するコマンド信号を送信するものであり、また電力送信装置2の電力情報を通信回線により取得するものである。図8はこの発明の実施の形態3に係るレクテナ基地局4の構成を示す機能ブロック図であり、図9はこの発明の実施の形態3に係る電力送信装置1の構成を示す機能ブロック図である。図8において33はコマンド信号を送信するコマンド送信機、34は送受分波器、35は通信回線送受信アンテナ、36は電力送信装置1又は源振統制装置2からの通信信号を受信する受信機、37はパイロット信号を送信するパイロット信号送信部である。図8において、図5と同一の符号を付した回路及び部分は、図5におけるそれらの回路及び部分と同一又は相当する回路及び部分を表わす。図9において、38はコマンド信号が入力される入力端子である。図9において、図4と同一の符号を付した回路及び部分は、図4におけるそれらの回路及び部分と同一又は相当する回路及び部分を表わす。
A wireless power transmission system, a power transmission device, and a rectenna base station according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. The rectenna base station according to the third embodiment of the present invention transmits a command signal for instructing phase change through a communication line, and acquires power information of the
位相監視制御部27は、各電力送信装置1へ位相の変更を指令する信号を送信するが、これを通信回線により行ってもよい。この場合、レクテナ基地局4はコマンド送信機33を有し、位相監視制御部27から電力送信装置1の識別符号を含む位相変更の指令(コマンド信号)がコマンド送信機33へ入力されると、コマンド送信機33はこのコマンド信号を通信回線の搬送波に重畳し、送受分波器34及び送受信アンテナ35を介して、電力送信装置1又は源振統制装置2へ向けて送信する。電力送信装置1又は源振統制装置2はこれを受信し、コマンド信号を再生する。再生されたコマンド信号は入力端子38から入力され、コマンド判別器21により識別符号を比較し、一致する場合にはコマンドをREV制御部22へ出力し、REV制御部22はコマンドを受けて位相制御部23へ移相器13の位相変更を指示する。
The phase
また、光電変換部17でモニタしている電力情報が電力送信装置1又は源振統制装置2から通信回線を用いてレクテナ基地局4へ提供される。レクテナ基地局4は電力情報を送受信アンテナ35により受信し、送受分波器34を介して受信機36により復調し再生して位相監視制御部27へ出力する。電力情報に基づいて位相監視制御部27はその時点で得られる電波強度の最大値を知ることができ、実施の形態2において説明した上側しきい値P1や下側しきい値P2を再設定するようにしてもよい。
Further, the power information monitored by the
1 電力送信装置
4 レクテナ基地局
5 レクテナ
9 送信アンテナ素子
10 パイロット信号受信アンテナ
13 移相器
15 移相器
18 追尾受信機
19 ビーム駆動制御部
20 復調器
21 コマンド判別器
22 REV制御部
23 位相制御部
24 整流合成部
25 REV用受信アンテナ
26 受信機
27 位相監視制御部
28 パイロット信号送信部
29 変調器
31 パイロット信号送信アンテナ
33 コマンド送信機
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