JP2018182913A - 送信器及びマイクロ波電力伝送システム - Google Patents
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Abstract
Description
要するに、本発明は、電子機器の有する整流回路の入力電力レベルが1周期における時間の経過に伴い連続的に上昇又は降下するように、送信するマイクロ波の振幅を変調している。これにより、電子機器が使用可能距離範囲に存在する限り、1周期において、整流回路は最大整流効率を実現できる状態とすることができる。なお、送信器に対する電子機器の距離は、以下、相対距離を意味し、電子機器が移動する場合、送信器が移動する場合、両者が移動するような場合を含む。本発明は、電子機器としては、小型化と使用上の利便性を考慮してバッテリを有さない機器への応用が有効である。しかし、本発明は、相対距離に係わらず最大整流効率を実現することにあるので、バッテリを有する電子機器を排除するものではない。
最小入力電力レベルは零レベルを含む。電子機器が送信器に対して動作可能範囲に存在する限り、本発明ではこの状態が実現される。
電子機器が使用可能最大距離に位置する時に、整流回路の最大入力電力レベルが最適入力電力レベルを越えるならば、電子機器の存在位置に係わらず、1周期において、必ず整流効率が最大となるタイミングが存在することになる。
また、変調信号は鋸歯状波、三角波、又は、正弦波であることが望ましい。
また、変調信号の1周期は、0.1秒以上、2秒以下であることが望ましい。電子機器が送信器に対して遠方から接近する時、その電子機器が本来の機能を果たすためには、最適距離範囲が存在する。例えば、電子機器が電子鍵として、車に接近してドアロックを解除させる場合には、電子機器が車に接触する前には反応する必要がある。すなわち、電子機器は最大距離と最小距離との間にある時に反応する必要がある。そこで、最大距離から最小距離までに電子機器が移動する時間内には、電子機器を反応させる必要があることから、1周期の最大値は2秒としている。
さらに、電子機器はバッテリを有さず、レクテナを有し、マイクロ波の1周期分の整流電力によりウエイクアップ動作が可能な電子機器とすることができる。
また、電子機器は変調信号の1周期の整流電力により送信器に対して応答信号を送信する機器とすることができる。すなわち、電子機器は、マイクロ波の1周期分の整流電力により最低限の動作が完了するのが良い。本発明によると電子機器が使用可能距離範囲に存在する限り、最大整流効率が実現されるので、電子機器のウエイクアップ、応答信号の送信が可能となる。
本発明においても、上記と同様に、電子機器はバッテリを有するものであっても良く、電子機器がバッテリを充電する目的のためにある充電器であっても良い。
このシステムでは、送信器からの距離が異なる複数の電子機器が存在する場合である。送信器は移動する場合も本発明に含まれる。例えば、ある動作可能範囲に複数のセンサが存在する場合に、そのセンサに電力を伝送して、そのセンサから情報を取得するようなシステムである。複数のセンサにおいて、整流回路の入力電力レベルが1周期において時間の経過に伴い増加、又は、減少する。したがって、各電子機器において、距離によりタイミングは異なるが最大整流効率が実現する。
11…搬送波発生器
12…変調信号発生器
13…振幅変調器(ミキサ)
30…電子機器
31…整流回路
32…受信回路
33…ID(鍵)情報送信器
Claims (11)
- 無線によるマイクロ波を受信して整流回路により直流電力に変換して、その直流電力を動作電力とする電子機器に対して前記マイクロ波により電力を伝送する送信器において、
搬送波を発生する搬送波発生器と、
1周期においてレベルが増加し、減少し、又は、増加して減少する信号を発生する変調信号発生器と、
前記搬送波発生器により発生された前記搬送波を、前記変調信号発生器により出力される前記変調信号により振幅変調して増幅する振幅変調器と、
前記振幅変調器の出力する振幅変調された送信信号を前記マイクロ波として空間に放射するアンテナと、
を有することを特徴とする送信器。 - 前記送信信号の振幅の最大値と最小値は、前記電子機器がそれらの最大値と最小値に対応した前記整流回路の入力電力レベルを、それぞれ、最大入力電力レベルと最小入力電力レベルとするとき、前記整流回路の最大整流効率を実現する最適入力電力レベルが、前記最小入力電力レベル以上、前記最大入力電力レベル以下の範囲に存在するように決定されていることを特徴とする請求項1に記載の送信器。
- 前記送信器に対して前記電子機器が動作すべきと定められた範囲における最大距離に前記電子機器が位置する時の前記最大入力電力レベルが、前記最適入力電力レベルを越えるように、前記送信信号の前記振幅の前記最大値が決定されていることを特徴とする請求項2に記載の送信器。
- 前記変調信号発生器は、前記送信信号の振幅が前記最小値と前記最大値との間で連続して単調に変化する特性の周期関数で変化するように前記変調信号を生成することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の送信器。
- 前記変調信号は鋸歯状波、三角波、又は、正弦波であることを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の送信器。
- 前記変調信号の1周期は、0.1秒以上、2秒以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の送信器。
- 前記アンテナから放射される前記マイクロ波は、前記1周期以上のマイクロ波が間欠的に放射されることを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか1項に記載の送信器。
- 前記電子機器はバッテリを有さず、レクテナを有し、前記マイクロ波の前記1周期分の整流電力によりウエイクアップ動作が可能な電子機器であることを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載の送信器。
- 前記電子機器は前記変調信号の1周期の整流電力により前記送信器に対して応答信号を送信する機器であることを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れか1項に記載の送信器。
- 請求項1乃至請求項9の何れか1項に記載の送信器と、前記送信器に対する相対距離が移動により変化し、該送信器から出力されたマイクロ波を受信して整流し、整流電力で自己の装置を起動する電子機器とから成るマイクロ波電力伝送システム。
- 請求項1乃至請求項9の何れか1項に記載の送信器と、前記送信器に対する相対距離が異なる複数の電子機器であって、前記送信器から出力されたマイクロ波を受信して整流し、整流電力で自己の装置を起動する複数の電子機器とから成るマイクロ波電力伝送システム。
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