JP2014143641A - Power transmission antenna and radio power transmission system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the number of antenna bodies without impairing a beam shape of a transmitted electromagnetic wave.SOLUTION: A power transmission antenna 14 of an isolated island power transmission system for transmitting/receiving power after converting it to an electromagnetic wave includes antenna panels 30 arranged in a shape of a plane so that: one or more antenna panels 30 are arranged and one or more intermittent parts 31 where an antenna panel 30 is not arranged are arranged, for each row and column configuring the plane; and the antenna panels 30 are arranged symmetrically in the row direction and the column direction. For example, the power transmission antenna 14 includes the antenna panels 30 which are arranged so as not to be adjacent to each other in the row direction and the column direction, and are arranged at the same intervals as the intermittent parts 31 are.

Description

本発明は、送電アンテナ及び無線電力伝送システムに関するものである。   The present invention relates to a power transmission antenna and a wireless power transmission system.

近年、電磁波により電力を送電する無線電力伝送システムの開発が進んでいる。
この無線電力伝送システムの一例としては、宇宙空間上で太陽光発電を行い、生成した電力を位相が揃えられてビーム形成された電磁波（マイクロ波）として、宇宙空間上の送電アンテナから地上の受電アンテナへ送る宇宙太陽発電システム（Space Solar Power System、以下、「ＳＳＰＳ」という。）や、送電アンテナから電磁波を離島に配置される受電アンテナへ送電する離島電力伝送システム等が挙げられる。 In recent years, development of a wireless power transmission system that transmits power using electromagnetic waves has been advanced.
As an example of this wireless power transmission system, photovoltaic power generation is performed in outer space, and the generated power is converted into an electromagnetic wave (microwave) that is beam-formed with the same phase and received from the power transmission antenna in outer space. Examples include a space solar power system (hereinafter referred to as “SSPS”) that transmits to an antenna, and a remote island power transmission system that transmits electromagnetic waves from a power transmission antenna to a power reception antenna disposed on the remote island.

特許文献１には、アンテナ素子の数が多いアレーアンテナでは、アンテナ素子の励振や給電線の配線（給電回路）が複雑になるため、電波エネルギの給電が行われないアンテナ素子（無給電素子）を所定の位置に配置することにより、アンテナ利得を低減させることなく給電回路を簡略化することが記載されている。   In Patent Document 1, in an array antenna having a large number of antenna elements, the excitation of the antenna elements and the wiring of the feeder lines (feed circuit) are complicated, and therefore, antenna elements (parasitic elements) that are not fed with radio wave energy are disclosed. Describes that the power feeding circuit can be simplified without reducing the antenna gain.

特開２００６−２３７７８１号公報JP 2006-237781 A

一方で、アンテナ素子の数が多くなると、製造コストや無線電力伝送システム全体としての質量が増加してしまう。そして、特許文献１に記載されているように、無給電素子を増やしたとしても、アンテナ素子そのものを減少させるわけでないため、製造コストや質量の増加を抑制することはできない。   On the other hand, when the number of antenna elements increases, the manufacturing cost and the mass of the entire wireless power transmission system increase. And as described in Patent Document 1, even if the number of parasitic elements is increased, the antenna elements themselves are not decreased, and therefore an increase in manufacturing cost and mass cannot be suppressed.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、送信する電磁波のビーム形状を崩すことなく、アンテナパネルの数を減少させることができる、送電アンテナ及び無線電力伝送システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a power transmission antenna and a wireless power transmission system that can reduce the number of antenna panels without destroying the beam shape of an electromagnetic wave to be transmitted. For the purpose.

上記課題を解決するために、本発明の送電アンテナ及び無線電力伝送システムは以下の手段を採用する。   In order to solve the above problems, the power transmission antenna and the wireless power transmission system of the present invention employ the following means.

本発明の第一態様に係る送電アンテナは、電力を電磁波に変換して送受信する無線電力伝送システムの送電アンテナであって、アンテナ体が平面状に配置され、該平面を構成する行及び列毎にアンテナ体が一つ以上配置されると共に該アンテナ体が配置されない間欠部が一つ以上配置され、かつ該アンテナ体が行方向及び列方向に対称に配置される。   A power transmission antenna according to a first aspect of the present invention is a power transmission antenna of a wireless power transmission system that converts electric power into electromagnetic waves and transmits and receives the antenna. One or more antenna bodies are arranged at the same time, one or more intermittent portions where the antenna bodies are not arranged are arranged, and the antenna bodies are arranged symmetrically in the row direction and the column direction.

本構成に係る送電アンテナは、電力を電磁波に変換して送受信する無線電力伝送システムの送電アンテナである。   The power transmission antenna according to this configuration is a power transmission antenna of a wireless power transmission system that transmits and receives power by converting power into electromagnetic waves.

送電アンテナは、アンテナ体が平面状に配置され、該平面を構成する行及び列毎にアンテナ体が一つ以上配置されると共に該アンテナ体が配置されない間欠部が一つ以上配置される。これにより、本構成は、送電アンテナの行及び列を全てに、すなわち全面にアンテナ体を配置させた場合に比べて、アンテナ体の数を減少させることができる。   In the power transmission antenna, the antenna body is arranged in a planar shape, one or more antenna bodies are arranged for each row and column constituting the plane, and one or more intermittent portions where the antenna bodies are not arranged are arranged. Thereby, this structure can reduce the number of antenna bodies compared with the case where an antenna body is arrange | positioned to all the rows and columns of a power transmission antenna, ie, the whole surface.

また、アンテナ体は、行方向及び列方向に対称に配置される。これにより、全面にアンテナ体を配置させた場合と同様に、ビーム形状を崩すことなく電磁波を送信することができる。   The antenna bodies are arranged symmetrically in the row direction and the column direction. Thereby, the electromagnetic wave can be transmitted without breaking the beam shape as in the case where the antenna body is arranged on the entire surface.

このように、本構成は、送信する電磁波のビーム形状を崩すことなく、アンテナ体の数を減少させることができる。   Thus, this structure can reduce the number of antenna bodies, without destroying the beam shape of the electromagnetic wave to transmit.

上記第一態様では、前記アンテナ体が行方向及び列方向に隣接せず、かつ前記アンテナ体及び前記間欠部が等間隔で配置されることが好ましい。   In the first aspect, it is preferable that the antenna body is not adjacent in the row direction and the column direction, and the antenna body and the intermittent portion are arranged at equal intervals.

本構成によれば、アンテナ体は、所謂、市松模様状に配置されるので、簡易な構成で、送信する電磁波のビーム形状を崩すことなく、アンテナ体の数を減少させることができる。   According to this configuration, since the antenna bodies are arranged in a so-called checkered pattern, the number of antenna bodies can be reduced with a simple configuration without destroying the beam shape of the electromagnetic waves to be transmitted.

上記第一態様では、互いに隣接する２つ以上の前記アンテナ体を組とし、かつ該組及び前記間欠部が等間隔で配置されることが好ましい。   In the first aspect, it is preferable that two or more adjacent antenna bodies are set as a set, and the set and the intermittent portion are arranged at equal intervals.

本構成によれば、アンテナ体の組は、所謂、市松模様状に配置されるので、簡易な構成で、送信する電磁波のビーム形状を崩すことなく、アンテナ体の数を減少させることができる。   According to this configuration, the set of antenna bodies is arranged in a so-called checkered pattern, so that the number of antenna bodies can be reduced with a simple configuration without destroying the beam shape of the electromagnetic waves to be transmitted.

上記第一態様では、前記アンテナ体が行及列毎に２つ配置されると共に、該アンテナ体が行方向及び列方向に対称に配置されることが好ましい。   In the first aspect, it is preferable that two antenna bodies are arranged for each row and column, and the antenna bodies are arranged symmetrically in the row direction and the column direction.

本構成によれば、送信する電磁波のビーム形状を崩すことなく、最も少ないアンテナ体の数で送電アンテナを構成できる。   According to this configuration, the power transmission antenna can be configured with the smallest number of antenna bodies without destroying the beam shape of the electromagnetic wave to be transmitted.

上記第一態様では、Ｘ字状に配置される前記アンテナ体を組とし、前記組が少なくとも１つ以上配置されることが好ましい。   In the first aspect, it is preferable that the antenna bodies arranged in an X shape form a set, and at least one or more sets are arranged.

本構成によれば、アンテナ体の組は、所謂、たすき掛け状に配置されるので、簡易な構成で、送信する電磁波のビーム形状を崩すことなく、アンテナ体の数を減少させることができる。   According to this configuration, since the set of antenna bodies is arranged in a so-called cross-hatch shape, the number of antenna bodies can be reduced with a simple configuration without destroying the beam shape of the electromagnetic wave to be transmitted.

本発明の第二態様に係る無線電力伝送システムは、電磁波を送信する上記記載の送電アンテナと、前記送電アンテナから送信された電磁波を受信する受電アンテナと、を備える。   A wireless power transmission system according to a second aspect of the present invention includes the above-described power transmitting antenna that transmits electromagnetic waves, and a power receiving antenna that receives the electromagnetic waves transmitted from the power transmitting antenna.

本発明によれば、送信する電磁波のビーム形状を崩すことなく、アンテナパネルの数を減少させることができる、という優れた効果を有する。   The present invention has an excellent effect that the number of antenna panels can be reduced without destroying the beam shape of the electromagnetic wave to be transmitted.

本発明の第１実施形態に係る無線電力伝送システムの構成図である。1 is a configuration diagram of a wireless power transmission system according to a first embodiment of the present invention. 従来の送電アンテナにおけるアンテナパネルの配置を示した図である。It is the figure which showed arrangement | positioning of the antenna panel in the conventional power transmission antenna. 従来の送電アンテナから送信される電磁波のビーム形状を示した図である。It is the figure which showed the beam shape of the electromagnetic waves transmitted from the conventional power transmission antenna. 第１実施形態に係る送電アンテナにおけるアンテナパネルの配置を示した図である。It is the figure which showed arrangement | positioning of the antenna panel in the power transmission antenna which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る送電アンテナから送信される電磁波のビーム形状を示した図である。It is the figure which showed the beam shape of the electromagnetic waves transmitted from the power transmission antenna which concerns on 1st Embodiment. アンテナパネルが配置されない行及び列が存在する送電アンテナを示した図である。It is the figure which showed the power transmission antenna with which the row and column in which an antenna panel is not arrange | positioned exist. 第１実施形態に係る送電アンテナの横断面及び受電アンテナの位置におけるビーム形状の模式図である。It is a schematic diagram of the beam shape in the cross section of the power transmission antenna which concerns on 1st Embodiment, and the position of a power receiving antenna. 第２実施形態に係る送電アンテナにおけるアンテナパネルの配置を示した図である。It is the figure which showed arrangement | positioning of the antenna panel in the power transmission antenna which concerns on 2nd Embodiment. 第２実施形態に係る送電アンテナから送信される電磁波のビーム形状を示した図である。It is the figure which showed the beam shape of the electromagnetic waves transmitted from the power transmission antenna which concerns on 2nd Embodiment. 第３実施形態に係る送電アンテナにおけるアンテナパネルの配置を示した図である。It is the figure which showed arrangement | positioning of the antenna panel in the power transmission antenna which concerns on 3rd Embodiment. 第３実施形態に係る送電アンテナから送信される電磁波のビーム形状を示した図である。It is the figure which showed the beam shape of the electromagnetic waves transmitted from the power transmission antenna which concerns on 3rd Embodiment. 第４実施形態に係る送電アンテナにおけるアンテナパネルの配置を示した図である。It is the figure which showed arrangement | positioning of the antenna panel in the power transmission antenna which concerns on 4th Embodiment. 第４実施形態に係る送電アンテナから送信される電磁波のビーム形状を示した図である。It is the figure which showed the beam shape of the electromagnetic waves transmitted from the power transmission antenna which concerns on 4th Embodiment.

以下に、本発明に係る送電アンテナ及び無線電力伝送システムの一実施形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of a power transmission antenna and a wireless power transmission system according to the present invention will be described with reference to the drawings.

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について説明する。本第１実施形態では、本発明を離島電力伝送システムに適用した場合を例に挙げて説明する。 [First Embodiment]
The first embodiment of the present invention will be described below. In the first embodiment, a case where the present invention is applied to a remote island power transmission system will be described as an example.

図１は、本第１実施形態に係る離島電力伝送システム１０の概略図である。本第１実施形態に係る離島電力伝送システム１０は、一例として、送電設備１２が、電力を電磁波（例えばマイクロ波）に変換し、電磁波を送電アンテナ１４から離島に配置される受電アンテナ１６を備えた受電設備１８へ向けて送電する。受電設備１８は、受電アンテナ１６で受電したマイクロ波を再び電力に変換し、送電網２０へ送電する。なお、送電アンテナ１４及び受電アンテナ１６は、一例としてフェーズドアレイアンテナである。   FIG. 1 is a schematic diagram of a remote island power transmission system 10 according to the first embodiment. As an example, the remote island power transmission system 10 according to the first embodiment includes a power receiving facility 16 in which a power transmission facility 12 converts electric power into electromagnetic waves (for example, microwaves), and the electromagnetic waves are disposed on the remote island from the power transmission antenna 14. The power is transmitted toward the power receiving facility 18. The power receiving facility 18 converts the microwave received by the power receiving antenna 16 into electric power again and transmits the electric power to the power transmission network 20. The power transmitting antenna 14 and the power receiving antenna 16 are phased array antennas as an example.

送電アンテナ１４は、例えば平面状にアンテナ体（以下、「アンテナパネル」という。）３０（図２や図４参照）が配置される。なお、平面状とは、略平面である場合も含み、例えば、送電アンテナ１４が湾曲していてもよい。そして、各アンテナパネル３０には、複数のアンテナ素子３２（図２参照）が平面状に所定の距離間隔で配列されている。   For example, an antenna body (hereinafter referred to as “antenna panel”) 30 (see FIG. 2 and FIG. 4) is disposed in a planar shape on the power transmission antenna 14. In addition, planar shape includes the case where it is a substantially flat surface, for example, the power transmission antenna 14 may be curving. Each antenna panel 30 has a plurality of antenna elements 32 (see FIG. 2) arranged in a plane at predetermined distance intervals.

図２は、従来の送電アンテナ１００におけるアンテナパネル３０の配置を示した図である。従来の送電アンテナ１００は、平面を構成する行及び列を全てに、すなわち全面にアンテナパネル３０が配置される。   FIG. 2 is a diagram showing the arrangement of the antenna panel 30 in the conventional power transmission antenna 100. In the conventional power transmission antenna 100, the antenna panel 30 is disposed on all the rows and columns constituting the plane, that is, on the entire surface.

図３は、従来の送電アンテナ１００から送信される電磁波のビーム形状を示した図である。なお、図３は、送電アンテナ１００から３０ｋｍ離れた位置における電磁波のビーム形状のシミュレーション結果である。
図３に示されるように、従来の送電アンテナ１００のビーム形状は、送電アンテナ１００の中心を頂点とした山形となっている。このようなビーム形状が、受電アンテナ１６で受信されることが適している。 FIG. 3 is a diagram illustrating a beam shape of an electromagnetic wave transmitted from the conventional power transmission antenna 100. FIG. 3 is a simulation result of the beam shape of the electromagnetic wave at a position 30 km away from the power transmission antenna 100.
As shown in FIG. 3, the beam shape of the conventional power transmission antenna 100 is a mountain shape with the center of the power transmission antenna 100 as a vertex. It is suitable that such a beam shape is received by the power receiving antenna 16.

しかしながら、送電アンテナ１００は、その全面にアンテナパネル３０が配置されているため、アンテナ素子３２の数が増加し、質量やコストが増加する。   However, since the antenna panel 30 is arranged on the entire surface of the power transmission antenna 100, the number of antenna elements 32 increases, and the mass and cost increase.

そこで、本第１実施形態に係る送電アンテナ１４は、図４に示されるように、平面を構成する行及び列毎にアンテナパネル３０が一つ以上配置されると共にアンテナパネル３０が配置されない間欠部３１が一つ以上配置され、かつアンテナパネル３０が行方向及び列方向に対称に配置される。
なお、受電アンテナ１６は、本第１実施形態に係る送電アンテナ１４とは異なり、全面にアンテナパネル３０が配置されている。 Therefore, as shown in FIG. 4, the power transmission antenna 14 according to the first embodiment includes an intermittent portion in which one or more antenna panels 30 are arranged for each row and column constituting the plane and the antenna panel 30 is not arranged. One or more 31 is arranged, and the antenna panel 30 is arranged symmetrically in the row direction and the column direction.
The power receiving antenna 16 is different from the power transmitting antenna 14 according to the first embodiment in that an antenna panel 30 is disposed on the entire surface.

図４の例では、ハッチングで示される領域がアンテナパネル３０の配置位置であり、ハッチングされていない領域が間欠部３１である。
なお、間欠部３１の縦横の大きさは、アンテナパネル３０の縦横の大きさと同等である。また、上記対称な配置を詳述すると、平面状の送電アンテナ１４の行方向の中心線及び列方向の中心線を軸にアンテナパネル３０が線対象に配置されることである。 In the example of FIG. 4, the area indicated by hatching is the arrangement position of the antenna panel 30, and the area not hatched is the intermittent portion 31.
Note that the vertical and horizontal sizes of the intermittent portion 31 are equal to the vertical and horizontal sizes of the antenna panel 30. Further, the symmetric arrangement will be described in detail. The antenna panel 30 is arranged on a line object around the center line in the row direction and the center line in the column direction of the planar power transmission antenna 14.

図４に示されるように、送電アンテナ１４は、アンテナパネル３０が行方向及び列方向に隣接せず、かつアンテナパネル３０及び間欠部３１が等間隔で配置される。すなわち、アンテナパネル３０は、所謂、市松模様状に配置される。   As shown in FIG. 4, in the power transmission antenna 14, the antenna panel 30 is not adjacent in the row direction and the column direction, and the antenna panel 30 and the intermittent portion 31 are arranged at equal intervals. That is, the antenna panel 30 is arranged in a so-called checkered pattern.

このように、送電アンテナ１４は、市松模様状にアンテナパネル３０が配置されることによって、行及列毎にアンテナパネル３０が一つ以上配置されると共に間欠部３１が一つ以上配置され、アンテナパネル３０が行方向及び列方向に対称に配置される構成とされる。   As described above, the power transmission antenna 14 includes the antenna panel 30 arranged in a checkered pattern, so that one or more antenna panels 30 and one or more intermittent portions 31 are arranged for each row. The panel 30 is configured to be arranged symmetrically in the row direction and the column direction.

これにより、送電アンテナ１４は、全面にアンテナパネル３０を配置させた場合に比べて、アンテナパネル３０の数を減少させることができる。   Thereby, the power transmission antenna 14 can reduce the number of the antenna panels 30 compared with the case where the antenna panel 30 is arrange | positioned on the whole surface.

図５は、本第１実施形態に係る送電アンテナ１４から送信される電磁波のビーム形状を示した図である。なお、図５は、送電アンテナ１４から３０ｋｍ離れた位置における電磁波のビーム形状のシミュレーション結果である。   FIG. 5 is a diagram illustrating a beam shape of an electromagnetic wave transmitted from the power transmission antenna 14 according to the first embodiment. FIG. 5 shows a simulation result of the beam shape of the electromagnetic wave at a position 30 km away from the power transmission antenna 14.

図５に示されるように、送電アンテナ１４のビーム形状は、送電アンテナ１４の中心を頂点とした山形となっている。このビーム形状は、従来の送電アンテナ１００のビーム形状と同様である。   As shown in FIG. 5, the beam shape of the power transmission antenna 14 has a mountain shape with the center of the power transmission antenna 14 as a vertex. This beam shape is the same as the beam shape of the conventional power transmission antenna 100.

本第１実施形態に係る送電アンテナ１４は、図４に示されるように市松模様状にアンテナパネル３０が行方向及び列方向に対称に配置されることにより、全面にアンテナパネル３０を配置させた場合と同様に、ビーム形状を崩すことなく電磁波を送信することができる。   In the power transmission antenna 14 according to the first embodiment, the antenna panel 30 is arranged on the entire surface by arranging the antenna panel 30 symmetrically in the row direction and the column direction in a checkered pattern as shown in FIG. As in the case, the electromagnetic wave can be transmitted without breaking the beam shape.

なお、アンテナパネル３０の数は減少しているため、例えば電力密度で表わされるビーム強度は、従来の送電アンテナ１００に比べて小さくなる場合がある。このような場合は、送電アンテナ１４を構成する各アンテナパネル３０が送信する電磁波の強度を増加させることで、ビーム強度を従来の送電アンテナ１４Ｂのビーム強度と同等とすることができる。   Since the number of antenna panels 30 is decreasing, for example, the beam intensity represented by the power density may be smaller than that of the conventional power transmission antenna 100. In such a case, the beam intensity can be made equal to the beam intensity of the conventional power transmission antenna 14B by increasing the intensity of the electromagnetic wave transmitted by each antenna panel 30 constituting the power transmission antenna 14.

ここで、図６は、アンテナパネル３０が１枚も配置されない行及び列が存在する送電アンテナ２００の一例を示した図である。このようなアンテナパネル３０の配置では、電磁波のビーム形状が崩れてしまい、離島電力伝送システム１０による送電に適さない。   Here, FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the power transmission antenna 200 including rows and columns in which no antenna panel 30 is arranged. Such an arrangement of the antenna panel 30 is not suitable for power transmission by the remote island power transmission system 10 because the beam shape of the electromagnetic wave collapses.

この理由は、以下の通りである。
図７は、本第１実施形態に係る送電アンテナ１４の横断面及び受電アンテナ１６の位置におけるビーム形状の模式図である。図７における破線で示されるアンテナパネル３０Ｂは、実線で示されるアンテナパネル３０Ａに対して一つ奥に配置され、送電アンテナ１４を構成するアンテナパネル３０が市松模様状に配置さていることを示している。
送電アンテナ１４を構成するアンテナパネル３０の縦横の長さが例えば５ｍ×５ｍであり、送電アンテナ１４と受電アンテナ１６との距離が例えば１０ｋｍである。このように、送電アンテナ１４と受電アンテナ１６との距離は、アンテナパネル３０の縦横の長さに対して十分に長い。 The reason for this is as follows.
FIG. 7 is a schematic diagram of a beam shape at the position of the cross section of the power transmitting antenna 14 and the power receiving antenna 16 according to the first embodiment. The antenna panel 30B indicated by the broken line in FIG. 7 is arranged one behind the antenna panel 30A indicated by the solid line, and shows that the antenna panel 30 constituting the power transmission antenna 14 is arranged in a checkered pattern. Yes.
The vertical and horizontal lengths of the antenna panel 30 constituting the power transmitting antenna 14 are, for example, 5 m × 5 m, and the distance between the power transmitting antenna 14 and the power receiving antenna 16 is, for example, 10 km. Thus, the distance between the power transmitting antenna 14 and the power receiving antenna 16 is sufficiently longer than the vertical and horizontal lengths of the antenna panel 30.

このような場合、受電アンテナ１６にとっては、送電アンテナ１４を構成するアンテナパネル３０が例えば市松模様状に配置されていたとしても、アンテナパネル３０が行方向及び列方向に対称に配置されているため、近隣のアンテナパネル３０から送電される電磁波が平均化される。このため、受電アンテナ１６は、アンテナパネル３０の配置の影響をほとんど受けることが無く、ビーム形状が崩れない。
一方、図６に示されるように、アンテナパネル３０が行方向及び列方向に対称に配置されず、送電アンテナ１４にアンテナパネル３０が１枚も配置されない行及び列が存在すると、電磁波の強度が小さい領域が生じ、その領域が特異点となり、電磁波のビーム形状が崩れる原因となる。 In such a case, for the power receiving antenna 16, even if the antenna panel 30 constituting the power transmitting antenna 14 is arranged in a checkered pattern, for example, the antenna panel 30 is arranged symmetrically in the row direction and the column direction. The electromagnetic waves transmitted from the nearby antenna panel 30 are averaged. For this reason, the power receiving antenna 16 is hardly affected by the arrangement of the antenna panel 30 and the beam shape does not collapse.
On the other hand, as shown in FIG. 6, when the antenna panel 30 is not arranged symmetrically in the row direction and the column direction, and there is a row and a column in which no antenna panel 30 is arranged in the power transmission antenna 14, the electromagnetic wave intensity is increased. A small region is generated, and this region becomes a singular point, causing the beam shape of the electromagnetic wave to collapse.

以上説明したように、本第１実施形態に係る送電アンテナ１４は、アンテナパネル３０が平面状に配置され、該平面を構成する行及び列毎にアンテナパネル３０が一つ以上配置されると共にアンテナパネル３０が配置されない間欠部３１が一つ以上配置され、かつアンテナパネル３０が行方向及び列方向に対称に配置される。これによって、本第１実施形態に係る送電アンテナ１４は、送信する電磁波のビーム形状を崩すことなく、アンテナパネル３０の数を減少させることができる。   As described above, in the power transmission antenna 14 according to the first embodiment, the antenna panel 30 is arranged in a planar shape, and one or more antenna panels 30 are arranged for each row and column constituting the plane and the antenna is arranged. One or more intermittent portions 31 where the panel 30 is not disposed are disposed, and the antenna panel 30 is disposed symmetrically in the row direction and the column direction. Thereby, the power transmission antenna 14 according to the first embodiment can reduce the number of antenna panels 30 without breaking the beam shape of the electromagnetic wave to be transmitted.

〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態について説明する。 [Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described.

なお、本第２実施形態に係る離島電力伝送システム１０の構成は、図１に示される第１実施形態に係る離島電力伝送システム１０の構成と同様であるので説明を省略する。   The configuration of the remote island power transmission system 10 according to the second embodiment is the same as the configuration of the remote island power transmission system 10 according to the first embodiment shown in FIG.

図８は、本第２実施形態に係る送電アンテナ１４におけるアンテナパネル３０の配置を示した図である。   FIG. 8 is a diagram illustrating an arrangement of the antenna panel 30 in the power transmission antenna 14 according to the second embodiment.

図８に示されるように、送電アンテナ１４は、互いに隣接する２つ以上のアンテナパネル３０をアンテナパネル組４０とし、アンテナパネル組４０が行方向及び列方向に隣接せず、かつアンテナパネル組４０及び間欠部３１が等間隔で配置される。
すなわち、アンテナパネル組４０は、所謂、市松模様状に配置される。 As shown in FIG. 8, the power transmission antenna 14 includes two or more adjacent antenna panels 30 as an antenna panel set 40, the antenna panel set 40 is not adjacent in the row direction and the column direction, and the antenna panel set 40. And the intermittent part 31 is arrange | positioned at equal intervals.
That is, the antenna panel set 40 is arranged in a so-called checkered pattern.

このように、送電アンテナ１４は、市松模様状にアンテナパネル組４０が配置されることによって、行及列毎にアンテナパネル３０が一つ以上配置されると共に間欠部３１が一つ以上配置され、アンテナパネル３０が行方向及び列方向に対称に配置される構成とされる。   Thus, the power transmission antenna 14 is arranged with one or more antenna panels 30 and one or more intermittent portions 31 for each row by arranging the antenna panel set 40 in a checkered pattern. The antenna panel 30 is configured to be arranged symmetrically in the row direction and the column direction.

これにより、送電アンテナ１４は、全面にアンテナパネル３０を配置させた場合に比べて、アンテナパネル３０の数を減少させることができる。   Thereby, the power transmission antenna 14 can reduce the number of the antenna panels 30 compared with the case where the antenna panel 30 is arrange | positioned on the whole surface.

なお、図８では、アンテナパネル組４０が、隣接する４つのアンテナパネル３０によって構成されている。しかし、これは一例であり、アンテナパネル組４０が、隣接する５つ以上又は３つ以下のアンテナパネル３０によって構成されてもよい。   In FIG. 8, the antenna panel set 40 is constituted by four adjacent antenna panels 30. However, this is an example, and the antenna panel set 40 may be configured by five or more adjacent antenna panels 30 or less.

図９は、本第２実施形態に係る送電アンテナ１４から送信される電磁波のビーム形状を示した図である。なお、図９は、送電アンテナ１４から３０ｋｍ離れた位置における電磁波のビーム形状のシミュレーション結果である。   FIG. 9 is a diagram illustrating a beam shape of an electromagnetic wave transmitted from the power transmission antenna 14 according to the second embodiment. FIG. 9 is a simulation result of the beam shape of the electromagnetic wave at a position 30 km away from the power transmission antenna 14.

図９に示されるように、送電アンテナ１４のビーム形状は、送電アンテナ１４の中心を頂点とした山形となっている。このビーム形状は、従来の送電アンテナ１００のビーム形状と同様である。   As shown in FIG. 9, the beam shape of the power transmission antenna 14 has a mountain shape with the center of the power transmission antenna 14 as a vertex. This beam shape is the same as the beam shape of the conventional power transmission antenna 100.

このように、本第２実施形態に係る送電アンテナ１４は、アンテナパネル３０が行方向及び列方向に対称に配置されることにより、全面にアンテナパネル３０を配置させた場合と同様に、ビーム形状を崩すことなく電磁波を送信することができる。   As described above, the power transmission antenna 14 according to the second embodiment has the beam shape similar to the case where the antenna panel 30 is arranged on the entire surface by arranging the antenna panel 30 symmetrically in the row direction and the column direction. Electromagnetic waves can be transmitted without breaking down.

〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態について説明する。 [Third Embodiment]
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described.

なお、本第３実施形態に係る離島電力伝送システム１０の構成は、図１に示される第１実施形態に係る離島電力伝送システム１０の構成と同様であるので説明を省略する。   The configuration of the remote island power transmission system 10 according to the third embodiment is the same as the configuration of the remote island power transmission system 10 according to the first embodiment shown in FIG.

本第３実施形態に係る送電アンテナ１４は、アンテナパネル３０が行及列毎に２つ配置されると共に、該アンテナパネル３０が行方向及び列方向に対称に配置されている。
この配置の一例としては、図１０に示されるようにＸ字状に配置されるアンテナパネル３０をアンテナパネル組４２とし、アンテナパネル組４２が１つ配置されて構成される。なお、Ｘ字状とは、所謂、たすき掛け状であり、より具体的には、例えば四角形に含まれる２つの対角線上にアンテナパネル３０が配列された形状である。 In the power transmission antenna 14 according to the third embodiment, two antenna panels 30 are arranged for each row and column, and the antenna panels 30 are arranged symmetrically in the row direction and the column direction.
As an example of this arrangement, the antenna panel 30 arranged in an X shape as shown in FIG. 10 is an antenna panel set 42, and one antenna panel set 42 is arranged. Note that the X shape is a so-called slash shape, and more specifically, is a shape in which the antenna panel 30 is arranged on two diagonal lines included in, for example, a quadrangle.

図１１は、本第３実施形態に係る送電アンテナ１４から送信される電磁波のビーム形状を示した図である。なお、図１１は、送電アンテナ１４から３０ｋｍ離れた位置における電磁波のビーム形状のシミュレーション結果である。   FIG. 11 is a diagram illustrating a beam shape of an electromagnetic wave transmitted from the power transmission antenna 14 according to the third embodiment. FIG. 11 shows the simulation result of the beam shape of the electromagnetic wave at a position 30 km away from the power transmission antenna 14.

図１１に示されるように、送電アンテナ１４のビーム形状は、送電アンテナ１４の中心を頂点とした山形となっている。このビーム形状は、従来の送電アンテナ１００のビーム形状と同様である。   As shown in FIG. 11, the beam shape of the power transmission antenna 14 is a mountain shape with the center of the power transmission antenna 14 as a vertex. This beam shape is the same as the beam shape of the conventional power transmission antenna 100.

このように、本第３実施形態に係る送電アンテナ１４は、アンテナパネル３０が行及列毎に２つ配置されると共に、該アンテナパネル３０が行方向及び列方向に対称に配置される。これにより、本第３実施形態に係る送電アンテナ１４は、最も少ないアンテナパネル３０の数で送電アンテナ１４を構成でき、全面にアンテナパネル３０を配置させた場合と同様に、ビーム形状を崩すことなく電磁波を送信することができる。   Thus, in the power transmission antenna 14 according to the third embodiment, two antenna panels 30 are arranged for each row and column, and the antenna panels 30 are arranged symmetrically in the row direction and the column direction. As a result, the power transmission antenna 14 according to the third embodiment can configure the power transmission antenna 14 with the smallest number of antenna panels 30, and the beam shape is not destroyed as in the case where the antenna panel 30 is arranged on the entire surface. Electromagnetic waves can be transmitted.

〔第４実施形態〕
以下、本発明の第４実施形態について説明する。 [Fourth Embodiment]
The fourth embodiment of the present invention will be described below.

なお、本第４実施形態に係る離島電力伝送システム１０の構成は、図１に示される第１実施形態に係る離島電力伝送システム１０の構成と同様であるので説明を省略する。   The configuration of the remote island power transmission system 10 according to the fourth embodiment is the same as the configuration of the remote island power transmission system 10 according to the first embodiment shown in FIG.

本第４実施形態に係る送電アンテナ１４は、アンテナパネル組４２が２つ以上配置されて構成される。   The power transmission antenna 14 according to the fourth embodiment is configured by arranging two or more antenna panel sets 42.

図１２は、本第４実施形態に係る送電アンテナ１４におけるアンテナパネル３０の配置を示した図である。   FIG. 12 is a diagram illustrating an arrangement of the antenna panel 30 in the power transmission antenna 14 according to the fourth embodiment.

図１２に示されるように、本第４実施形態に係る送電アンテナ１４は、一例として４つのアンテナパネル組４２が配置されて構成される。   As shown in FIG. 12, the power transmission antenna 14 according to the fourth embodiment is configured by arranging four antenna panel sets 42 as an example.

図１３は、本第４実施形態に係る送電アンテナ１４から送信される電磁波のビーム形状を示した図である。なお、図１３は、送電アンテナ１４から３０ｋｍ離れた位置における電磁波のビーム形状のシミュレーション結果である。   FIG. 13 is a diagram illustrating a beam shape of an electromagnetic wave transmitted from the power transmission antenna 14 according to the fourth embodiment. FIG. 13 is a simulation result of the beam shape of the electromagnetic wave at a position 30 km away from the power transmission antenna 14.

図１３に示されるように、送電アンテナ１４のビーム形状は、送電アンテナ１４の中心を頂点とした山形となっている。このビーム形状は、従来の送電アンテナ１００のビーム形状と同様である。   As shown in FIG. 13, the beam shape of the power transmission antenna 14 has a mountain shape with the center of the power transmission antenna 14 as a vertex. This beam shape is the same as the beam shape of the conventional power transmission antenna 100.

このように、本第４実施形態に係る送電アンテナ１４は、Ｘ字状にアンテナパネル組４２が配置されることによって、行及列毎にアンテナパネル３０が一つ以上配置されると共に間欠部３１が一つ以上配置され、アンテナパネル３０が行方向及び列方向に対称に配置される構成とされる。これにより、本第４実施形態に係る送電アンテナ１４は、送信する電磁波のビーム形状を崩すことなく、アンテナパネル３０の数を減少させることができる。   Thus, in the power transmission antenna 14 according to the fourth embodiment, one or more antenna panels 30 are arranged for each row and the intermittent portion 31 by arranging the antenna panel set 42 in an X shape. One or more are arranged, and the antenna panel 30 is arranged symmetrically in the row direction and the column direction. Thereby, the power transmission antenna 14 according to the fourth embodiment can reduce the number of antenna panels 30 without destroying the beam shape of the electromagnetic wave to be transmitted.

以上、本発明を、上記各実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態に多様な変更又は改良を加えることができ、該変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using said each embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various changes or improvements can be added to the above-described embodiments without departing from the gist of the invention, and embodiments to which the changes or improvements are added are also included in the technical scope of the present invention.

また、上記実施形態では、本発明を離島電力伝送システム１０に適用する形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、ＳＳＰＳ等、電磁波により電力を送電する他の無線電力伝送システムに適用する形態としてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the form which applies this invention to the remote island electric power transmission system 10 was demonstrated, this invention is not limited to this, For example, SSPS etc. transmit other electric power by electromagnetic waves, etc. It is good also as a form applied to a wireless power transmission system.

また、上記実施形態では、送電アンテナ１４及びアンテナパネル３０の形状を四角形とする形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、送電アンテナ１４及びアンテナパネル３０の形状を四角形以外の多角形や円形とする形態としてもよい。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the form which made the shape of the power transmission antenna 14 and the antenna panel 30 square, this invention is not limited to this, The shape of the power transmission antenna 14 and the antenna panel 30 is square. Other polygonal shapes or circular shapes may be used.

また、上記実施形態では、アンテナパネル３０が規則性を持って配置される形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、アンテナパネル３０がランダムに配置される形態としてもよい。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the form in which the antenna panel 30 is arrange | positioned with regularity, this invention is not limited to this, As an aspect in which the antenna panel 30 is arrange | positioned at random Good.

１０ 離島電力伝送システム
１４ 送電アンテナ
１６ 受電アンテナ
３０ アンテナパネル
３１ 間欠部
４０ アンテナパネル組
４２ アンテナパネル組 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Remote island power transmission system 14 Power transmission antenna 16 Power receiving antenna 30 Antenna panel 31 Intermittent part 40 Antenna panel set 42 Antenna panel set

Claims (6)

電力を電磁波に変換して送受信する無線電力伝送システムの送電アンテナであって、
アンテナ体が平面状に配置され、該平面を構成する行及び列毎にアンテナ体が一つ以上配置されると共に該アンテナ体が配置されない間欠部が一つ以上配置され、かつ該アンテナ体が行方向及び列方向に対称に配置される送電アンテナ。 A power transmission antenna of a wireless power transmission system that converts power into electromagnetic waves and transmits / receives the power,
The antenna bodies are arranged in a plane, one or more antenna bodies are arranged for each row and column constituting the plane, and one or more intermittent portions where the antenna bodies are not arranged are arranged, and the antenna bodies are arranged in rows. A power transmission antenna arranged symmetrically in the direction and the column direction. 前記アンテナ体が行方向及び列方向に隣接せず、かつ前記アンテナ体及び前記間欠部が等間隔で配置される請求項１記載の送電アンテナ。   The power transmission antenna according to claim 1, wherein the antenna bodies are not adjacent to each other in the row direction and the column direction, and the antenna bodies and the intermittent portions are arranged at equal intervals. 互いに隣接する２つ以上の前記アンテナ体を組とし、かつ該組及び前記間欠部が等間隔で配置される請求項１記載の送電アンテナ。   The power transmission antenna according to claim 1, wherein two or more antenna bodies adjacent to each other are used as a set, and the set and the intermittent portion are arranged at equal intervals. 前記アンテナ体が行及列毎に２つ配置されると共に、該アンテナ体が行方向及び列方向に対称に配置される請求項１記載の送電アンテナ。   The power transmission antenna according to claim 1, wherein two antenna bodies are arranged for each row and column, and the antenna bodies are arranged symmetrically in the row direction and the column direction. Ｘ字状に配置される前記アンテナ体を組とし、前記組が少なくとも１つ以上配置される請求項１記載の送電アンテナ。   The power transmission antenna according to claim 1, wherein the antenna bodies arranged in an X shape are used as a set, and at least one set is set. 電磁波を送信する請求項１から請求項５の何れか１項記載の送電アンテナと、
前記送電アンテナから送信された電磁波を受信する受電アンテナと、
を備える無線電力伝送システム。 The power transmission antenna according to any one of claims 1 to 5, which transmits electromagnetic waves,
A power receiving antenna that receives an electromagnetic wave transmitted from the power transmitting antenna;
A wireless power transmission system comprising:
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