JP6463248B2

JP6463248B2 - 無線受電装置及び無線送受電システム

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Publication number: JP6463248B2
Application number: JP2015201039A
Authority: JP
Inventors: 津留　正臣; 正臣津留; 安藤　暢彦; 暢彦安藤; 谷口　英司; 英司谷口; 檜枝　護重; 護重檜枝
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-10-09
Filing date: 2015-10-09
Publication date: 2019-01-30
Anticipated expiration: 2035-10-09
Also published as: JP2017073931A

Description

本発明は、マイクロ波などの電磁波を用いて電力伝送を行うための無線送受電技術に関する。

マイクロ波またはレーザ光などの電磁波を用いて２地点間の電力伝送を可能とする無線送受電技術の開発が進められている。たとえば、宇宙太陽光発電システム（ＳＳＰＳ：ＳｐａｃｅＳｏｌａｒＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍ）では、宇宙空間に配置された発電衛星が、太陽光を電気エネルギーに変換し、この電気エネルギーをマイクロ波またはレーザ光などの送電波に変換して地球上の受電装置に向けて送電する。当該地球上の受電装置は、その発電衛星から送電波を受電し、当該受電された送電波を電力エネルギーに変換することができる。なお、宇宙太陽光発電システムに限らず、地上における２地点間の電力伝送に無線送受電技術を使用することが可能である。この種の無線送受電技術は、たとえば、特許文献１（特開２００２−９５１９０号公報）に開示されている。

特開２００２−９５１９０号公報

無線送受電技術では、一般に、アンテナ素子で受電されたマイクロ波などの高周波（ＲＦ）電波を直流（ＤＣ）電力に変換するために整流回路が使用されており、そのＲＦ−ＤＣ変換の高効率化が求められている。しかしながら、高周波電波がランダムまたは疑似ランダムに変調されていると、そのランダムまたは疑似ランダムな変調が高周波電波の波形に歪みを生じさせるので、整流回路のＲＦ−ＤＣ変換効率が低下するという課題がある。

上記に鑑みて本発明の目的は、電力伝送に使用される高周波電波がランダムまたは疑似ランダムに変調されていても、ＲＦ−ＤＣ変換効率の低下を抑制することができる無線受電装置を提供する点にある。

本発明の第１の態様による無線受電装置は、到来する電波を受電して受電波を出力する受電アンテナ素子と、前記受電波の位相を補正する位相補正部と、前記位相補正部の高周波出力を整流して直流電力を生成する整流回路とを備え、前記位相補正部は、基準発振波を出力する基準発振器と、前記受電波と前記基準発振波との間の位相差に応じた位相差信号を出力する位相比較器と、前記位相差信号に従って当該位相差を打ち消すように前記受電波を移相することにより当該受電波の位相を補正する可変移相器とを含むことを特徴とする。

本発明の第２の態様による無線受電装置は、到来する電波を受電してＫ個（Ｋは２以上の整数）の受電波をそれぞれ出力するＫ本の受電アンテナ素子と、前記Ｋ個の受電波の位相を個別に補正して当該Ｋ本の受電アンテナ素子にそれぞれ対応するＫ個の高周波電力を出力する位相補正部と、前記Ｋ個の高周波電力をそれぞれ整流して直流電力を生成するＫ個の整流回路とを備えることを特徴とする。

本発明の第３の態様による無線送受電システムは、前記到来する電波を送電する無線送電装置と、前記第１の態様または第２の態様による無線受電装置とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、受電アンテナ素子から出力された受電波の位相を補正する位相補正部が設けられているので、到来する電波がランダムまたは疑似ランダムに変調されていても、整流回路のＲＦ−ＤＣ変換効率の低下を抑制することができる。

本発明に係る実施の形態１の無線受電装置を含む無線送受電システムの概略構成を示す図である。実施の形態１の無線受電装置の概略構成を示すブロック図である。本発明に係る実施の形態２の無線受電装置の概略構成を示すブロック図である。本発明に係る実施の形態３の無線受電装置の概略構成を示すブロック図である。本発明に係る実施の形態４の無線受電装置を含む無線送受電システムの構成例を示す図である。実施の形態４の無線受電装置の概略構成を示すブロック図である。（Ａ），（Ｂ）は、実施の形態４の位相補正部の変形例の概略構成を示す図である。実施の形態４に係る無線送電装置の構成例を示すブロック図である。（Ａ），（Ｂ）は、実施の形態４に係る無線送電装置の発振回路の構成例を示すブロック図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る種々の実施の形態について詳細に説明する。なお、図面全体において同一符号を付された構成要素は、同一構成及び同一機能を有するものとする。

実施の形態１．
図１は、本発明に係る実施の形態１の無線受電装置Ｒｘを含む無線送受電システム１の概略構成を示すブロック図であり、図２は、実施の形態１の無線受電装置Ｒｘの概略構成を示すブロック図である。本発明に係る無線送受電システムは、互いに離れた２地点間の電力伝送を行うために使用される。この電力伝送は、屋外または屋内のいずれで行われてもよい。また、本発明に係る無線送受電システムは、たとえば、太陽光エネルギーを電磁波に変換して伝送する宇宙太陽光発電システム、または、車両もしくは航空機などの移動体に電力を伝送する給電システムに適用可能なものであるが、これらに限定されるものではない。

図１に示される無線送受電システム１は、Ｍ台（Ｍは２以上の整数）の無線送電装置Ｔｘ_１，…，Ｔｘ_Ｍと１台の無線受電装置Ｒｘとで構成されている。無線送電装置Ｔｘ_１〜Ｔｘ_Ｍはすべて同一構成を有し、各無線送電装置は、複数本の送電アンテナ素子からなるアレイアンテナ１０と、このアレイアンテナ１０に高周波電力を供給して当該アレイアンテナ１０から電力伝送用の電波すなわち送電波を放射させる装置本体１１とを備えている。送電波としては、たとえば、雨、霧または雲を透過する１０ＧＨｚ以下の周波数帯のマイクロ波（たとえば、２．４５ＧＨｚ帯または５．８ＧＨｚ帯のマイクロ波）を使用することが好ましい。ただし、送電環境によって適切な周波数帯は異なるので、本発明は周波数帯を限定するものではない。なお、図１の構成例では、無線送電装置Ｔｘ_１〜Ｔｘ_Ｍの台数は２台以上であるが、これに限定されずに、１台の無線送電装置Ｔｘ_１と１台の無線受電装置Ｒｘとで無線送受電システムが構成されてもよい。

一方、無線受電装置Ｒｘは、図１に示されるように、無線送電装置Ｔｘ_１〜Ｔｘ_Ｍから送電波を受電して受電波を出力するアレイアンテナ３０と、当該受電波を直流の電気エネルギーＥｎｇに変換する装置本体３１とを備えている。図２に示されるように、アレイアンテナ３０は、規則的に配列されたＫ本（Ｋは３以上の整数）の受電アンテナ素子ＲＡ_１，ＲＡ_２，…，ＲＡ_Ｋからなる。これら受電アンテナ素子ＲＡ_１，ＲＡ_２，…，ＲＡ_Ｋは、無線送電装置Ｔｘ_１〜Ｔｘ_Ｍから到来する送電波を受電してＫ個の受電波を出力する。なお、本実施の形態のアレイアンテナ３０は、好ましい形態として３本以上の受電アンテナ素子ＲＡ_１，ＲＡ_２，…，ＲＡ_Ｋを備えているが、このアレイアンテナ３０の代わりに１本のまたは２本の受電アンテナ素子を使用してもよい。

無線受電装置Ｒｘの装置本体３１は、図２に示されるように、受電アンテナ素子ＲＡ_１，ＲＡ_２，…，ＲＡ_Ｋから入力されたＫ個の受電波の位相を個別に補正してＫ個の高周波電力を出力する位相補正部３３と、これら高周波電力をそれぞれ整流して直流電力を生成する整流回路３８_１，３８_２，…，３８_Ｋと、整流回路３８_１，３８_２，…，３８_Ｋから並列に出力された直流電力を集電する集電回路３９とを備えている。図２には示されていないが、装置本体３１は、集電回路３９の出力電力を外部出力用の電気エネルギーＥｎｇ（図１）に変換する構成を備えている。なお、集電回路３９の出力電力を電気エネルギーＥｎｇ以外のエネルギー源（たとえば、機械エネルギーまたは熱エネルギー）に変換する構成が設けられてもよい。

位相補正部３３は、基準発振波を出力する基準発振器３５と、この基準発振波を用いて、受電アンテナ素子ＲＡ_１〜ＲＡ_Ｋから出力されたＫ個の受電波を並列処理するＫ個の位相補正回路とを有している。ｋ番目の位相補正回路は、ｋ番目の受電アンテナ素子ＲＡ_ｋから出力された受電波の一部を分岐させる方向性結合器ＤＣ_ｋと、この方向性結合器ＤＣ_ｋの分岐出力と基準発振波との間の位相差に応じた電流または電圧を位相差信号として出力する位相比較器３４_ｋと、この位相差信号で指定された移相量だけ受電波を移相する可変移相器ＲＰ_ｋとを含んで構成される。

このような構成により、可変移相器ＲＰ_ｋは、局発源である基準発振器３５と同期して当該位相差を打ち消すように受電波を移相することができ、これにより当該受電波の位相を適正に補正することができる。つまり、無線送電装置Ｔｘ_１〜Ｔｘ_Ｍから到来する送電波が位相変調されていても、無線受電装置Ｒｘにおいてその位相変調を打ち消すことができる。その位相変調はランダムまたは疑似ランダムな変調でもよく、送電波の本来の波長（たとえば、２．４５ＧＨｚのマイクロ波の波長の場合は約１２ｃｍ）に対応する周期よりも短い時間内にランダムまたは疑似ランダムに変調されている場合でもよい。位相補正部３３は、そのランダムまたは疑似ランダムな変調状態を補正することができるので、歪みの少ない受電波形を持つ高周波電力を整流回路３８_１，３８_２，…，３８_Ｋに供給することができる。したがって、整流回路３８_１，３８_２，…，３８_Ｋは、波形歪みの少ない高周波電力を用いて、位相関係を用いた高調波処理を行い、且つ狭帯域でのインピーダンス整合をとることができるので、高効率のＲＦ−ＤＣ変換を実現することができる。

以上に説明したように実施の形態１の無線受電装置Ｒｘでは、受電アンテナ素子ＲＡ_１〜ＲＡ_Ｋから出力された受電波の位相を補正する位相補正部３３が設けられているので、送電波がランダムまたは疑似ランダムに変調されていても、整流回路３８_１〜３８_ＫのＲＦ−ＤＣ変換効率の低下の抑制もしくはＲＦ−ＤＣ変換の高効率化を実現することができる。

実施の形態２．
次に、本発明に係る実施の形態２について説明する。図３は、実施の形態２の無線受電装置Ｒｘａの概略構成を示すブロック図である。図３に示される無線受電装置Ｒｘａは、アレイアンテナ３０及び装置本体３１Ａを備えており、装置本体３１Ａの構成は、上記位相補正部３３に代えて図３の位相補正部３３Ａを有する点以外は、上記実施の形態１の装置本体３１の構成と同じである。

位相補正部３３Ａは、図３に示されるように、Ｋ個の基準発振波を出力する基準発振器３５_１〜３５_Ｋと、Ｋ個の基準発振波とこれらにそれぞれ対応するＫ個の受電波との間のＫ個の位相差に応じたＫ個の位相差信号を出力する位相比較器３４_１〜３４_Ｋと、これら位相差信号に従って当該位相差を打ち消すように受電波を移相する可変移相器ＲＰ_１〜ＲＰ_Ｋとを有している。

実施の形態２の無線受電装置Ｒｘａでは、送電波がランダムまたは疑似ランダムに変調されていたとしても、位相補正部３３Ａが受電アンテナ素子ＲＡ_１〜ＲＡ_Ｋから出力された受電波の位相を補正することができる。したがって、実施の形態１の場合と同様に、ＲＦ−ＤＣ変換効率の低下の抑制もしくはＲＦ−ＤＣ変換の高効率化を実現することができる。また、本実施の形態は、個別に基準発振器を備えているため、実施の形態１と比較して基準発振波の伝搬損失が低減され、各位相比較器の誤動作やばらつきを小さくすることができる。

実施の形態３．
次に、本発明に係る実施の形態３について説明する。図４は、本発明に係る実施の形態３の無線受電装置Ｒｘｂの概略構成を示す図である。図４に示されるように、無線受電装置Ｒｘｂは、アレイアンテナ３０と装置本体３１Ｂとを備えている。装置本体３１Ｂの構成は、実施の形態１の位相補正部３３に代えて図４の位相補正部３３Ｂを有する点以外は、実施の形態１の装置本体３１の構成と同じである。

図４に示される位相補正部３３Ｂは、上記実施の形態１の位相補正部３３と同様に、方向性結合器ＤＣ_１〜ＤＣ_Ｋ、位相比較器３４_１〜３４_Ｋ及び可変移相器ＲＰ_１〜ＲＰ_Ｋを有している。本実施の形態の位相補正部３３Ｂは、更に、基準発振器３５から出力された基準発振波を移相する可変移相器ＡＰ_１，ＡＰ_２…，ＡＰ_Ｋと、これら可変移相器ＡＰ_１，ＡＰ_２…，ＡＰ_Ｋにおける移相量を制御する移相制御部３６とを有している。

移相制御部３６は、移相制御信号Ｃ_１，Ｃ_２，…，Ｃ_Ｋからなる制御信号群Ｐｃを可変移相器ＡＰ_１，ＡＰ_２…，ＡＰ_Ｋに供給することにより、可変移相器ＡＰ_１，ＡＰ_２…，ＡＰ_Ｋにおける移相量を個別に制御することができる。これにより、位相比較器３４_１，３４_２，…，３４_Ｋに与えられる基準発振波の位相を位相比較器ごとに個別に微調整することができる。

このような構成により、上記実施の形態１の場合と同様に、ＲＦ−ＤＣ変換効率の低下の抑制もしくはＲＦ−ＤＣ変換の高効率化を実現することができる。また、位相比較器３４_１，３４_２，…，３４_Ｋに与えられる基準発振波の位相状態を位相比較器ごとに最適化することができるので、受電アンテナ素子ＲＡ_１〜ＲＡ_Ｋから出力されるランダム変調された各受電波の位相の平均値がそれぞれ異なっていても、位相比較器３４_１，３４_２，…，３４_Ｋがそれぞれ出力する位相差出力信号の値（たとえば、電圧値）を可変移相器ＡＰ_１，ＡＰ_２…，ＡＰ_Ｋに適した電圧値に最適化することができる。

実施の形態４．
実施の形態４は、無線送電装置にて送電波に対して行われたランダムまたは疑似ランダムな位相変調のパターンを示す変調情報を当該無線送電装置から受信し、その変調情報を用いて受電波の位相を補正するというものである。図５は、本発明に係る実施の形態４の無線受電装置Ｒｘｃを含む無線送受電システム３の概略構成を示すブロック図であり、図６は、実施の形態４の無線受電装置Ｒｘｃの構成例を示すブロック図である。無線送受電システム３は、無線送電装置Ｔｘｃと無線受電装置Ｒｘｃとで構成されている。

図５に示されるように、無線送電装置Ｔｘｃは、複数本の送電アンテナ素子からなるアレイアンテナ１０と、変調情報を送信する送信アンテナ４０と、装置本体１１Ｃとを備えている。装置本体１１Ｃは、アレイアンテナ１０から送電波を放射させるとともに、当該装置本体１１Ｃで送電波に対して行われたランダムまたは疑似ランダムな位相変調のパターンを示す変調情報を指向性アンテナ４０から送信させる機能を有している。

一方、無線受電装置Ｒｘｃは、図６に示されるように、アレイアンテナ３０、受信アンテナ５０及び装置本体３１Ｃを備えており、装置本体３１Ｃの構成は、実施の形態１の位相補正部３３に代えて図６の位相補正部３３Ｃを有する点以外は、実施の形態１の装置本体３１の構成と同じである。

図６に示される位相補正部３３Ｃは、可変移相器ＲＰ_１〜ＲＰ_Ｋを有し、更に、受信アンテナ５０を介して無線送電装置Ｔｘｃから変調情報ＭＰを受信する通信部５１を有している。

通信部５１は、受信した変調情報ＭＰを用いて受電アンテナ素子ＲＡ_１〜ＲＡ_Ｋの受電波の位相変調を可変移相器ＲＰ_１〜ＲＰ_ｋが打ち消すことができるようにすることができ、これにより当該受電波の位相を適正に補正することができる。このため、送電波の位相がランダムまたは疑似ランダムに変調されている場合でも、位相補正部３３Ｃは、変調情報ＭＰを用いて、そのランダムまたは疑似ランダムな変調状態を正確に補正することができるので、歪みの少ない受電波形を持つ高周波電力を整流回路３８_１，３８_２，…，３８_Ｋに供給することができる。したがって、整流回路３８_１，３８_２，…，３８_Ｋは、波形歪みの少ない高周波電力を用いて、位相関係を用いた高調波処理を行い、且つ狭帯域でのインピーダンス整合をとることができるので、高効率のＲＦ−ＤＣ変換を実現することができる。

また、図６の位相補正部３３Ｃに代えて、図７（Ａ）に示す移相補正部３３Ｃａまたは図７（Ｂ）に示す移相補正部３３Ｃｂを使用してもよい。図７（Ａ）の移相補正部３３Ｃａは、可変移相器ＲＰ_１〜ＲＰ_Ｋと、可変移相器ＡＰ_１，ＡＰ_２，…，ＡＰ_Ｋと、通信部５１Ａとを有する。通信部５１Ａは、無線送電装置Ｔｘｃからのビーム方向制御情報に応じて、移相制御信号ｅ_１，ｅ_２，…，ｅ_Ｋからなる制御信号群Ｐｅを可変移相器ＡＰ_１，ＡＰ_２，…，ＡＰ_Ｋに供給することにより、可変移相器ＡＰ_１，ＡＰ_２，…，ＡＰ_Ｋにおける移相量を個別に制御することができる。

また、図７（Ｂ）の位相補正部３３Ｃｂは、実施の形態３の移相補正部３３Ｂと同様に、方向性結合器ＤＣ_１〜ＤＣ_Ｋ、位相比較器３４_１〜３４_Ｋ、可変移相器ＲＰ_１〜ＲＰ_Ｋ、可変移相器ＡＰ_１〜ＡＰ_Ｋ及び基準発振器３５を有し、更に通信部５１Ｂを有している。通信部５１Ｂは、位相比較器３４_１〜３４_Ｋから位相差信号ＭＰ_１〜ＭＰ_Ｋからなる移相差信号群Ｐ_ＭＰの供給を受けている。この通信部５１Ｂは、位相差信号ＭＰ_１〜ＭＰ_Ｋと、受信アンテナで受信された変調情報との相関をとることで移相制御信号ｅ_１，ｅ_２，…，ｅ_Ｋからなる制御信号群Ｐｅを生成し、この制御信号群Ｐｅを可変移相器ＡＰ_１，ＡＰ_２，…，ＡＰ_Ｋに供給することにより、可変移相器ＡＰ_１，ＡＰ_２，…，ＡＰ_Ｋにおける移相量を個別に制御することができる。

次に、無線送電装置Ｔｘｃの構成について説明する。図８は、無線送電装置Ｔｘｃの構成の一例を示すブロック図である。図８に示されるように無線送電装置Ｔｘｃは、規則的に配列されたＮ本（Ｎは３以上の整数）の送電アンテナ素子ＡＮ_１，…，ＡＮ_Ｎからなるアレイアンテナ１０と、装置本体１１Ｃとを備えている。送電アンテナ素子ＡＮ_１，…，ＡＮ_Ｎは、線状または面状に配列されている。なお、図８の構成例では、送電アンテナ素子ＡＮ_１，ＡＮ_２，…，ＡＮ_Ｎの本数は３本以上であるが、これに限定されずに、２本の送電アンテナ素子でアレイアンテナが構成されてもよい。

装置本体１１は、ランダムまたは疑似ランダムに変化する位相を有する電波Ｐｗを出力する発振回路１２と、この電波ＰｗをＮ個の送電波Ｐｗ_１，…，Ｐｗ_Ｎに分配する分配器１４と、これら送電波Ｐｗ_１，…，Ｐｗ_Ｎを個別に移相してＮ個の移相送電波を生成する位相制御部１３と、この位相制御部１３の動作を制御することによりアレイアンテナ１０の放射指向性を制御するビーム方向制御部１５と、変調情報ＭＰを指向性アンテナ４０を介して送信する通信部４１とを備えている。

位相制御部１３は、図８に示されるようにＮ個の位相制御器１３_１，…，１３_Ｎを有している。これら位相制御器１３_１，…，１３_Ｎは、ビーム方向制御部１５から供給された制御信号Ｂｃで指定される位相変化量だけ送電波Ｐｗ_１，…，Ｐｗ_Ｎを個別に移相してＮ個の移相送電波を生成する。これらＮ個の移相送電波は、互いに一定の位相差を持つように移相されている。そして、位相制御器１３_１，…，１３_Ｎは、これらＮ個の移相送電波をそれぞれ送電アンテナ素子ＡＮ_１，…，ＡＮ_Ｎに供給することにより送電アンテナ素子ＡＮ_１，…，ＡＮ_Ｎから送電ビームＴｗを放射させる。すなわち、アレイアンテナ１０と位相制御器１３_１，…，１３_Ｎとでフェーズドアレイアンテナが構成されている。

ビーム方向制御部１５は、制御信号Ｂｃを通じて送電ビームＴｗの方向を可変に制御することが可能である。無線送電装置Ｔｘｃが発電衛星などの移動体に搭載される場合には、ビーム方向制御部１５は、受電装置から受信されたパイロット信号の到来方向へ送電ビームＴｗの方向を自動的に向ける公知のレトロディレクティブ（ｒｅｔｒｏ−ｄｉｒｅｃｔｉｖｅ）機能を有していてもよい。

図９（Ａ）は、発振回路１２の構成例を示す図である。図９（Ａ）の構成例では、発振回路１２は、高周波発振器２２と、この高周波発振器２２の出力波をランダムまたは疑似ランダムに移相して電波Ｐｗを生成する可変移相器２３と、この可変移相器２３の動作を制御するランダム位相制御部２４とを備えている。ランダム位相制御部２４は、物理乱数列（真の乱数列）を用いて高周波発振器２２の出力波の移相量すなわち位相変化量をランダムに変化させ、あるいは、疑似乱数列を用いて高周波発振器２２の出力波の移相量を疑似ランダムに変化させる。また、ランダム移相制御部２４は、ランダムまたは疑似ランダムな位相変調のパターンを示す変調情報ＭＰを出力する。物理乱数列を使用する場合、ランダム位相制御部２４は、物理乱数列のデータが記憶された不揮発性メモリを内部に有し、そのデータを読み出して使用すればよい。疑似乱数列を使用する場合には、ランダム位相制御部２４は、公知の疑似乱数生成アルゴリズムにより疑似乱数列を計算する演算回路を内部に有していればよい。この種の演算回路は、たとえば、公知の線形フィードバックシフトレジスタを利用した乱数発生回路により構成可能である。また、カオス現象（非周期動作）を生み出す非線形写像（たとえば、ロジスティック写像）が電圧波形または信号処理などに現れる回路を利用することで物理乱数または擬似乱数を生成することが可能である。

なお、高周波発振器２２を駆動するためにＤＣ（直流）電力は、図９（Ｂ）に示されるように発電装置２から供給されてもよい。発電装置２は、太陽光などの光エネルギー、モータによる機械エネルギー、化学エネルギーまたは熱エネルギーといったエネルギーをＤＣ電力に変換する装置である。発電装置２は、高周波発振器２２を駆動するのみならず、無線送電装置Ｔｘｃ全体を駆動するＤＣ電力供給源であってもよい。

可変移相器２３の移相量制御については、たとえば、ランダム位相制御部２４から可変移相器２３へ制御電圧を供給する構成を採用することができる。可変移相器２３へ供給される制御電圧の値をランダムまたは疑似ランダムな値に切り替えることで移相量をランダムまたは疑似ランダムに変化させることが可能である。このように電波Ｐｗの位相がランダムまたは疑似ランダムに変化することにより、無線受電装置Ｒｘｃの受電アンテナ素子ＲＡ_１〜ＲＡ_Ｋにおける電波干渉が低減されるという効果が得られる。

以上に説明したように実施の形態４に係る無線送受電システムでは、無線受電装置Ｒｘｃは、無線送電装置Ｔｘｃから与えられた変調情報ＭＰを用いて受電波の位相を高い精度で補正することができる。したがって、高効率のＲＦ−ＤＣ変換を実現することができる。なお、無線送電装置Ｔｘｃは、変調情報ＭＰとともに、ビーム方向制御情報を併せて送信してもよい。

以上、図面を参照して本発明に係る種々の実施の形態について述べたが、これら実施の形態は本発明の例示であり、これら実施の形態以外の様々な形態を採用することもできる。たとえば、上記実施の形態１〜４において、位相補正部３３，３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃよりも前段または後段に振幅増幅器が設けられてもよい。

本発明の範囲内において、実施の形態１〜４の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、または各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１無線送受電システム、２発電装置、３無線送受電システム、１０アレイアンテナ、１１，１１Ｃ無線送電装置本体、１２発振回路、１３位相制御部、１３_１〜１３_Ｎ位相制御器、１４分配器、１５ビーム方向制御部、２２高周波発振器、２３可変位相器、２４ランダム移相制御部、３０アレイアンテナ、３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ無線受電装置本体、３３，３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｃａ，３３Ｃｂ位相補正部、３４_１〜３４_Ｋ位相比較器、３５_１〜３５_Ｋ基準発振器、３６移相制御部、３８_１〜３８_Ｋ整流回路、３９集電回路、４０指向性アンテナ、４１通信部、５０受信アンテナ、５１通信部、５２発振回路、ＡＮ_１〜ＡＮ_Ｎ送電アンテナ素子、ＲＡ_１〜ＲＡ_Ｋ受電アンテナ素子、ＤＣ_１〜ＤＣ_Ｋ方向性結合器、ＰＳ_１〜ＰＳ_Ｎ，ＲＰ_１〜ＲＰ_Ｋ，ＡＰ_１〜ＡＰ_Ｋ可変移相器、Ｃ_１〜Ｃ_Ｋ移相制御信号、Ｔｘ_１〜Ｔｘ_Ｍ，Ｔｘｃ無線送電装置、Ｒｘ，Ｒｘａ，Ｒｘｂ，Ｒｘｃ無線受電装置。

Claims

到来する電波を受電して受電波を出力する受電アンテナ素子と、
前記受電波の位相を補正する位相補正部と、
前記位相補正部の高周波出力を整流して直流電力を生成する整流回路と
を備え、
前記位相補正部は、
基準発振波を出力する基準発振器と、
前記受電波と前記基準発振波との間の位相差に応じた位相差信号を出力する位相比較器と、
前記位相差信号に従って当該位相差を打ち消すように前記受電波を移相することにより当該受電波の位相を補正する可変移相器と
を含むことを特徴とする無線受電装置。
請求項１記載の無線受電装置であって、前記位相補正部は、前記基準発振波を移相して前記位相比較器に供給する可変移相器を更に含むことを特徴とする無線受電装置。
請求項１または請求項２記載の無線受電装置であって、当該到来する電波に対して実行されたランダムまたは疑似ランダムな位相変調のパターンを示す変調情報を受信する通信部を更に備え、
前記位相補正部は、前記変調情報を用いて前記受電波の位相を補正することを特徴とする無線受電装置。
到来する電波を受電してＫ個（Ｋは２以上の整数）の受電波をそれぞれ出力するＫ本の受電アンテナ素子と、
前記Ｋ個の受電波の位相を個別に補正して当該Ｋ本の受電アンテナ素子にそれぞれ対応するＫ個の高周波電力を出力する位相補正部と、
前記Ｋ個の高周波電力をそれぞれ整流して直流電力を生成するＫ個の整流回路と
を備えることを特徴とする無線受電装置。
請求項４記載の無線受電装置であって、
前記位相補正部は、
基準発振波を出力する基準発振器と、
前記Ｋ個の受電波と前記基準発振波との間のＫ個の位相差に応じたＫ個の位相差信号をそれぞれ出力するＫ個の位相比較器と、
前記Ｋ個の位相差信号に従って当該Ｋ個の位相差を打ち消すように前記Ｋ個の受電波を移相することにより当該Ｋ個の受電波の位相をそれぞれ補正するＫ個の可変移相器と
を含むことを特徴とする無線受電装置。
請求項５記載の無線受電装置であって、前記位相補正部は、前記基準発振波を移相して前記Ｋ個の位相比較器にそれぞれ供給するＫ個の可変移相器を更に含むことを特徴とする無線受電装置。
請求項４記載の無線受電装置であって、
前記位相補正部は、
Ｋ個の基準発振波をそれぞれ出力するＫ個の基準発振器と、
前記Ｋ個の受電波と該Ｋ個の受電波にそれぞれ対応する当該Ｋ個の基準発振波との間のＫ個の位相差に応じたＫ個の位相差信号をそれぞれ出力するＫ個の位相比較器と、
前記Ｋ個の位相差信号に従って当該Ｋ個の位相差を打ち消すように前記Ｋ個の受電波を移相することにより当該Ｋ個の受電波の位相をそれぞれ補正するＫ個の可変移相器と
を含むことを特徴とする無線受電装置。
請求項４から請求項７のうちのいずれか１項記載の無線受電装置であって、当該到来する電波に対して実行されたランダムまたは疑似ランダムな位相変調のパターンを示す変調情報を受信する通信部を更に備え、
前記位相補正部は、前記変調情報を用いて前記Ｋ個の受電波の位相を補正することを特徴とする無線受電装置。
前記到来する電波を送電する無線送電装置と、請求項１から請求項８のうちのいずれか１項記載の無線受電装置とを備えることを特徴とする無線送受電システム。