JP6533669B2 - 電磁波模擬装置 - Google Patents

Description

本開示は、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波を模擬して発生する電磁波模擬装置に関する。

近年、ワイヤレス電力伝送システムの分野において電力伝送技術が注目されている。実用化が予定されているワイヤレス電力伝送システムとして、電気自動車用の数ｋＷの大電力を伝送するものや、家電機器用の数１００Ｗの中電力を伝送するものなど、多種多様な方式の開発が進められ、実用化が開始されている。

図２は、電磁誘導方式を用いたワイヤレス電力伝送システムの一般的な構成の例を示す図である。電力伝送の高周波信号を発生する信号発生手段１００３と送電コイル１００４を備えた電力送信装置１００１と、受電コイル１００５と負荷部１００６を備えた電力受信装置１００２とで構成される。電力送信装置１００１に入力された入力電力は信号発生手段１００３により電力伝送用の高周波信号に変換される。変換された高周波信号は送電コイル１００４に入力される。高周波信号が送電コイル１００４に作用することで磁界が発生する。送電コイル１００４と受電コイル１００５は誘導結合した状態にある。送電コイル１００４が発生した磁界により受電コイル１００５には電流が発生する。受電コイル１００５が発生させた電流により負荷部１００６に電力が供給される。これにより、電力送信装置１００１から電力受信装置１００２へケーブルやコネクタなどの接触部が無くても、電力を伝送することができる。負荷部１００６は、電力を蓄積する電池や、電気自動車や家電装置のモータなどである。負荷部１００６の用途に応じてその電力を蓄積または直接利用することが可能となる。図２では、電磁誘導方式を用いたワイヤレス電力伝送システムの構成で説明したが、送電コイル、受電コイルを共振回路構成にした磁界共鳴方式や、放射部間の誘導結合を電極間の電界結合にした電界結合方式などについても実用化が進められており、同様の効果が得られる。

この様なワイヤレス電力伝送システムを実現することによって、ケーブルの接続なしに簡単に電子機器や電気自動車などに電力を伝送することができ、より便利にこれらの機器を使用することが可能になる。

しかし、ワイヤレス電力伝送システムは空間に放射する磁界や電界を利用して電力を伝送するため、このシステムから近接した空間に漏えい電磁波が発生する。

図３は、図２に示すワイヤレス電力伝送システムにおける漏えい磁界の距離に対する減衰特性の例を示す図である。図４は、図２に示すワイヤレス電力伝送システムにおける漏えい磁界のスペクトラムの例を示す図である。図３に示す様に、ワイヤレス電力伝送システムからの漏えい磁界は、距離に従って減衰する。図４に示す様に、そのスペクトラムは電力伝送に用いる高周波信号の基本波及び、その高調波成分が空間に漏えいする。図３及び図４は漏えいする磁界強度を示しているが、電界強度においても同様に漏えいが生じる。この漏えい電磁波が、ワイヤレス電力伝送システムに近接して使用する放送受信機や無線機などの電子機器への干渉となり、その品質を劣化させる課題がある。

また、複数の機器に電力を伝送するためにワイヤレス電力伝送システムが複数個同時に用いられる場合がある。例えばテレビジョン受信機への給電と携帯電話への給電が同一個室内で同時に行われる場合がある。このような場合はそれぞれのワイヤレス電力伝送システムが独立に、又は同調して他の電子機器に対して干渉などの悪影響を与えるおそれがある。

図５は２台のワイヤレス電力伝送システムが近接して設置された場合の漏えい磁界のスペクトラムを示す図である。図５において、ワイヤレス電力伝送システム１は１００ｋＨｚの周波数を用いて電力伝送を行う。ワイヤレス電力伝送システム２は１５０ｋＨｚの周波数を用いて電力伝送を行う。このような場合は特に９００ｋＨｚ帯において、ワイヤレス電力伝送システム１およびワイヤレス電力伝送システム２の高調波が同時に漏えいしていることがわかる。

従来、ワイヤレス電力伝送システムを含み、電子・電気機器の漏えい電磁波の評価は専用の電波暗室やオープンサイトに被評価装置を設置して、その漏えい電磁波の評価を行っている。特に、漏えい電磁波の放射源からの放射強度を正確に把握するため、金属壁内で電力を測定するようにした放射電力測定装置が提案されている（特許文献１）。

また、実際の被評価装置を用いずに電磁波の分布や強度を正確に把握する方法として、電磁界シミュレーションを用いた電磁ノイズ評価システムが提案されている（特許文献２）。

国際公開第２００９／０４１５１３号 特開２０１２−１０３０４５号公報

このように電子・電気機器から漏えいする電磁波の特性を評価する技術が知られており、このような技術を用いることで、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波の特性を評価することができるが、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波が、放送受信機などの電子機器に及ぼす影響を実機を用いて検証することも必要であり、このとき、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波を模擬して発生する電磁波模擬装置を用いることで、漏えい電磁波の電子機器に及ぼす影響の検証を、ワイヤレス電力伝送システムを用いずに行うことができるようにすることが望まれる。

そこで、本開示は、簡単な構成でワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波を模擬して発生する電磁波模擬装置を提供することを目的とする。

本開示における電磁波模擬装置は、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波を模擬して発生する電磁波模擬装置であって、周波数が、模擬されるワイヤレス電力伝送システムの基本波の周波数である第１の高周波信号を発生する第１の信号発生手段と、第２の高周波信号および第３の高周波信号を選択的に発生する第２の信号発生手段と、第１の信号発生手段が発生した第１の高周波信号を増幅して出力する第１の増幅器と、第２の信号発生手段が発生した第２の高周波信号および第３の高周波信号を増幅して出力する第２の増幅器と、前記第１の高周波信号の周波数に整合されており、第１の増幅器から出力された信号を電磁波として空間に放射する第１の放射部と、第２の増幅器から出力された信号を電磁波として空間に放射する第２の放射部と、第１の信号発生手段および第２の信号発生手段の発生する第１の高周波信号、第２の高周波信号および第３の高周波信号の少なくともいずれかの周波数の制御、ならびに第１の増幅器および第２の増幅器の少なくともいずれかの増幅レベルの制御、を行う制御部と、前記第２の信号発生手段の発生した信号又は前記第２の増幅器から出力された信号を、前記第２の放射部と前記第１の放射部とのいずれかに向けて選択的に切り換えて出力する切換部と、を備え、前記第１の高周波信号の周波数と前記第２の高周波信号の周波数は、前記第１の高周波信号の周波数と前記第３の高周波信号の周波数よりも近く、前記切換部は、前記第２の高周波信号又は前記第２の高周波信号が前記第２の増幅器によって増幅された信号を前記第１の放射部へ出力し、前記第３の高周波信号又は前記第３の高周波信号が前記第２の増幅器によって増幅された信号を前記第２の放射部へ出力する。

本開示における電磁波模擬装置は、簡単な構成でワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波を模擬して発生するのに有効である。

実施の形態１における電磁波模擬装置を示す図 電磁誘導方式を用いたワイヤレス電力伝送システムの一般的な構成の例を示す図 図２に示すワイヤレス電力伝送システムにおけるにおける漏えい磁界の距離に対する減衰特性の例を示す図 図２に示すワイヤレス電力伝送システムにおける漏えい磁界のスペクトラムの例を示す図 ２台のワイヤレス電力伝送システムが近接して設置された場合の漏えい磁界のスペクトラムを示す図 図２に示すワイヤレス電力電送システムの一般的な構成を一部詳細に記載した図 図６に示すワイヤレス電力伝送システムの漏えい磁界強度を示す図 実施の形態２における電磁波模擬装置を示す図 他の実施の形態における電磁波模擬装置の外観を示す図 他の実施の形態における電磁波模擬装置の外観を示す図 他の実施の形態における電磁波模擬装置の外観を示す図 他の実施の形態における電磁波模擬装置の一部の構成を示す図 他の実施の形態における電磁波模擬装置の外観を示す図 他の実施の形態における電磁波模擬装置の外観を示す図

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

（実施の形態１）
以下、図１〜７を用いて、実施の形態１を説明する。

［１−１．構成および動作］
図１は、実施の形態１における電磁波模擬装置を示す図である。

電磁波模擬装置１００は、第１の信号発生手段１０１、第２の信号発生手段１０２、第１の増幅器１０３、第２の増幅器１０４、第１の整合回路１０５、第２の整合回路１０６、第１の放射部１０７、第２の放射部１０８、制御部１０９を備える。

第１の信号発生手段１０１および第２の信号発生手段１０２は、任意の周波数を発生する発振回路を備えた信号発生器やディジタル信号により任意の信号を発生する信号発生器である。本実施の形態において、第１の信号発生手段１０１と第２の信号発生手段１０２がそれぞれ発生する第１の高周波信号と第２の高周波信号の周波数帯はそれぞれ異なる。

第１の増幅器１０３および第２の増幅器１０４は、入力した信号をトランジスタ等のスイッチング動作を用いて増幅する増幅器である。第１の増幅器１０３は第１の信号発生手段１０１の出力した第１の高周波信号を増幅する。第２の増幅器１０４は第２の信号発生手段１０２の出力した第２の高周波信号を増幅する。

第１の整合回路１０５および第２の整合回路１０６は入力と出力との間のインピーダンス整合を行う回路である。第１の整合回路１０５および第２の整合回路１０６は、インピーダンス整合を行うことで第１の増幅器１０３および第２の増幅器１０４の出力における反射による損失を小さくする。第１の整合回路１０５および第２の整合回路１０６がインピーダンス調整を行うことで第１の増幅器１０３および第２の増幅器１０４の出力は、第１の放射部１０７および第２の放射部１０８へ効率よく出力される。第１の整合回路１０５には第１の増幅器１０３の出力が入力される。第２の整合回路１０６には第２の増幅器１０４の出力が入力される。

第１の放射部１０７および第２の放射部１０８は、入力した電気信号を電磁波として空間に放射する放射素子である。第１の放射部１０７は、第１の整合回路１０５から伝達される高周波信号を電磁波として空間に放射する。第２の放射部１０８は、第２の整合回路１０６から伝達される高周波信号を電磁波として空間に放射する。第１の放射部１０７および第２の放射部１０８は所望の電磁波を空間へ放射することができるものであれば良い。例えば、コイル、ループアンテナ、モノポールアンテナ、電界アンテナなどを使用することができる。

制御部１０９は、信号処理回路や電源回路を備えた制御回路である。制御部１０９は出力制御信号を出力して、第１の増幅器１０３および第２の増幅器１０４の電源電圧を制御する。制御部１０９が第１の増幅器１０３および第２の増幅器１０４の電源電圧を制御することで、第１の増幅器１０３および第２の増幅器１０４の増幅レベルが制御される。結果として制御部１０９の出力する出力制御信号によって、第１の放射部１０７および第２の放射部１０８から放射される電磁波の出力レベルが制御される。また、制御部１０９は周波数制御信号を出力することで、第１の信号発生手段１０１および第２の信号発生手段１０２の発生する高周波信号の周波数を制御する。制御部１０９が出力制御信号および周波数制御信号で制御する増幅レベル、周波数は任意の値を設定することが可能である。これらの値は例えば、電磁波模擬装置１００に備えられたキーボード（図示しない）を介して使用者から入力されてもよい。また、これらの値は例えば制御部１０９備えられたメモリ（図示しない）に書き込まれた値であってもよい。また、本実施の形態では制御部１０９は、第１の増幅器１０３および第２の増幅器１０４の両方を制御したがいずれか片方のみを制御するようにしても良い。同じく、本実施の形態では制御部１０９は、第１の信号発生手段１０１と第２の信号発生手段１０２の両方を制御したがいずれか片方のみを制御するようにしても良い。

また第１の信号発生手段１０１と第２の信号発生手段１０２は、それぞれ個別の信号発生装置で構成される必要は無い。第１の信号発生手段１０１と第２の信号発生手段１０２は、任意の周波数を発生する発振回路を備えた信号発生器やディジタル信号により任意の信号を発生する信号発生器であればよく、例えば２以上の複数チャネルの信号発生出力をもつ単一の信号発生装置により構成されるようにしてもよい。このようにすると、第１の信号発生手段１０１と第２の信号発生手段１０２とが占有する体積または底面積、または重量を低減させることができるため、電磁波模擬装置１００の小型軽量化が容易になるので、電磁波模擬装置１００を使用する際の利便性が向上する。

［１−２．効果等］
以上のように本実施の形態において、電磁波模擬装置１００は、第１の高周波信号を発生する第１の信号発生手段１０１と、第２の高周波信号を発生する第２の信号発生手段１０２と、第１の信号発生手段１０１が発生した第１の高周波信号を増幅して出力する第１の増幅器１０３と、第２の信号発生手段が発生した第２の高周波信号を増幅して出力する第２の増幅器１０４と、第１の増幅器１０３の出力を空間へ放射する第１の放射部１０７と、第２の増幅器の出力を空間へ放射する第２の放射部１０８とを備える。更に電磁波模擬装置１００は、第１の信号発生手段１０１または第２の信号発生手段１０２の発生する高周波信号の周波数の制御、および第１の増幅器１０３または第２の増幅器１０４の増幅レベルの制御を行う制御部を備える。

このようにすると、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波と同様の電磁波を放射部１０７，１０８から放射することができる。特に本実施の形態における電磁波模擬装置１００は、複数の高周波信号の周波数および強度を制御することでワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波を模擬するので、図５に示されるような２つ以上のワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波を精度良く模擬することができる。また、このように構成された電磁波模擬装置１００は実際のワイヤレス電力伝送システムよりも小型で簡易な構成である。

本開示の電磁波模擬装置が実際のワイヤレス電力伝送システムよりも小型で簡易な構成であることを図６および図７を用いて説明する。

図６は、図２に示すワイヤレス電力電送システムの一般的な構成を一部詳細に記載した図である。

図７は、図６に示すワイヤレス電力伝送システムの漏えい磁界強度を示す図である。

図６において、図２で説明した部分についてはその説明を省略する。図６では図２における信号発生手段１００３の内容を詳細に記載している。

信号発生手段１００３は信号発生器１００７と整合回路１００８を有する。

信号発生器１００７はワイヤレス電力伝送に用いる高周波信号を発生する。

整合回路１００８は、信号発生器１００７と送電コイル１００４とをインピーダンス整合する。

図６に示したワイヤレス電力伝送システムでは、送電コイル１００４と受電コイル１００５の放射部間ギャップｄｇによって、送電コイル１００４の入力インピーダンスが変化する。これは、送電コイル１００４と受電コイル１００５の結合度が変化するためであるが、この詳細な説明は省略する。また、放射部間ギャップｄｇの変化に伴い、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする磁界強度も変化する。

図７の実線は、放射部間ギャップｄｇ＝０．１ｍの時に、整合回路１００８の整合条件を最適化し、この状態においてｄｇを変化させた時の漏えい磁界強度を示す。放射部間ギャップｄｇ＝０．１ｍの時に、整合回路１００８の整合条件を最適化するとは、ワイヤレス電力伝送システムにおいて、ｄｇ＝０．１ｍで、効率良く電力を伝送するように整合回路を調整することである。一般的なワイヤレス電力伝送システムではこのようにｄｇ＝０．１ｍ程度の一定のｄｇを想定して整合条件を最適化することが多い。この時の漏えい磁界強度はｄｇを大きくすると大きくなり、０．５ｍ程度で、概ねそのレベルが飽和していることがわかる。

図７の点線は、放射部間ギャップｄｇを変化させた際、各ギャップにおいて整合回路１００８の整合条件を最適化した場合の漏えい磁界強度を示す。

図７の破線は、受電コイルが無く、送電コイルのみの状態で整合をとって一次側のみで整合して電力を送信した場合の漏えい磁界強度のレベルを示す（破線においてはｄｇが定義できないため、グラフ上での値は一定である）。ｄｇ＝１ｍにおいて整合回路１００８の整合条件を最適化した場合と送電コイルのみの状態で整合をとった場合とで、漏えい磁界強度は概ね一致している。

図７から、ワイヤレス電力電送システムの漏えい磁界強度は、整合回路の状態や送電コイルと受電コイルの位置によって変化することが分かる。更に、図７から実際にワイヤレス電力伝送システムとして使用される実線で示した強度より、一次側のみで整合して出力した場合の方が、漏えい磁界強度が大きくなることが分かる。例えば、ｄｇ＝０．１ｍの条件で整合して受電コイルに１Ｗの電力を出力した状態の漏えい磁界強度（約−５９ｄＢＡ／ｍ）は、一次側のみの状態で１Ｗ電力を供給した場合の漏えい磁界強度（約−４０ｄＢＡ／ｍ）より、約１９ｄＢ程度小さくなることがわかる。これは、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする磁界強度のレベルが、一次側を開放した際に漏えいする磁界強度の１００分の１程度であることを示す。

以上の事実から、本実施の形態における電磁波模擬装置１００を構成するのに必要な構成は、一般的なワイヤレス電力伝送システムの１次側よりも小型で簡易な構成で足りることが分かる。なぜなら電磁波模擬装置１００が備えるべき漏えい磁界性能は一般的なワイヤレス電力伝送システムの１次側のおよそ１００分の１で足りるからである。

よって、本実施の形態における電磁波模擬装置１００は簡単な構成でワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波を模擬して発生する。

（実施の形態２）
以下、図８を用いて、実施の形態２を説明する。

［２−１．構成］
本実施の形態において、実施の形態１と実質的に同等の作用機能を有する要素については同一の符号を付けることでその説明を省略する場合がある。しかし、本実施の形態において、実施の形態１と同一の符号を付けた場合であってもその要素が実施の形態１とは異なる動作を行う場合があることを妨げる趣旨ではない。

図８は、実施の形態２における電磁波模擬装置を示す図である。

本実施の形態における電磁波模擬装置２００は実施の形態１に示す電磁波模擬装置１００に比べて第２の増幅器１０４の後段に切換部１１０を備える点が主として異なる。

切換部１１０は第２の増幅器１０４で出力された信号を、第２の放射部１０８と第１の放射部１０７とのいずれかに向けて選択的に切り換えて出力する。切換部１１０はダイオード、ＦＥＴ、高周波リレーなどで構成することができる。

特にこの実施の形態２では、第２の放射部１０８は、第１の放射部１０７と放射特性（周波数特性）が異なる。第２の放射部１０８は所望の電磁波を空間へ放射することができるものであれば良い。例えば、コイル、ループアンテナ、モノポールアンテナ、電界アンテナなどを使用することができる。ここで放射特性が異なるとは、整合している周波数帯が異なることをいう。

［２−２．動作］
以上のように開示した電磁波模擬装置２００の動作を説明する。

以下では、電磁波模擬装置２００を用いて複数の周波数帯における漏えい電磁波の影響を評価する場合を例に挙げて説明する。具体的には１００ｋＨｚの高周波信号を用いたワイヤレス電力伝送システムからの漏えい電磁波を模擬して、１ＭＨｚ帯の放送周波数を受信するラジオ受信機と１３ＭＨｚ帯の無線周波数を利用する非接触カードリーダ・ライタへの干渉影響への評価を行う場合を例に挙げて説明する。上述した状況においては、最も漏えい電磁波のレベルの大きい電力伝送の基本波の１００ｋＨｚの成分と、漏えい電磁波が直接被干渉機器の利用周波数となる１ＭＨｚ帯の高調波成分と、１３ＭＨｚ帯の高調波成分との３つの帯域における漏えい電磁波を、電磁波模擬装置２００を用いて模擬することが望まれる。

まず、第１の信号発生手段１０１は、１００ｋＨｚの信号を発生して出力する。第１の増幅器１０３は第１の信号発生手段１０１が発生した出力を増幅する。第１の増幅器１０３で増幅された信号は第１の整合回路１０５を介して、第１の放射部１０７から空間に放射される。第１の放射部１０７は、第１の整合回路１０５によって概して１００ｋＨｚに整合されている。これによって、電磁波模擬装置２００は１００ｋＨｚの高周波信号を用いたワイヤレス電力伝送システムから漏えいする１００ｋＨｚの基本波の電磁波を模擬することができる。

また、第２の信号発生手段１０２は、１ＭＨｚの信号を発生して出力する。第２の増幅器１０４は第２の信号発生手段１０２が発生した出力を増幅する。第２の増幅器１０４で増幅された信号は、切換部１１０に入力される。切換部１１０は入力された信号を第１の整合回路１０５へ切り換えて出力する。切換部１１０から出力された信号は第１の整合回路１０５を介して、第１の放射部１０７から空間に放射される。第１の放射部１０７は上述したように１００ｋＨｚに整合されている為、１ＭＨｚ帯において、最適な整合となっていない。しかし、１ＭＨｚと１００ｋＨｚとは周波数が比較的近く、またワイヤレス電力伝送システムから漏えいする高調波のレベルは基本波に比べて低い。よって、第１の放射部１０７は、１００ｋＨｚの高周波信号を用いたワイヤレス電力伝送システムから漏えいする１ＭＨｚ帯の次高調波の電磁波を模擬するには十分な性能を有する。つまり、電磁波模擬装置２００は、１００ｋＨｚの高周波信号を用いたワイヤレス電力伝送システムからの漏えい電磁波のうち、基本波の周波数成分と基本波の周波数成分に対応する高調波である１ＭＨｚ帯の周波数成分を第１の放射部１０７から出力することができる。

次に、第２の信号発生手段１０２は、１３ＭＨｚの信号を発生して出力する。第２の増幅器１０４は第２の信号発生手段１０２が発生した出力を増幅する。第２の増幅器１０４で増幅された信号は、切換部１１０に入力される。切換部１１０はその出力を第２の整合回路１０６へ切り換えて出力する。切換部１１０から出力された信号は第２の整合回路１０６を介して、第２の放射部１０８から空間に放射される。第２の放射部１０８は、第２の整合回路１０６によって概して１３ＭＨｚに整合されている。これによって、電磁波模擬装置２００は１００ｋＨｚの高周波信号を用いたワイヤレス電力伝送システムから漏えいする１３ＭＨｚ帯の高調波の電磁波を模擬することができる。つまり、電磁波模擬装置２００は、１００ｋＨｚの高周波信号を用いたワイヤレス電力伝送システムからの漏えい電磁波のうち、基本波の周波数成分と１３ＭＨｚ帯の周波数成分を第１の放射部１０７と第２の放射部１０８から出力することができる。

［２−３．効果等］
以上のように、本実施の形態において電磁波模擬装置２００は、第１の放射部１０７と周波数特性の異なる第２の放射部１０８を備える。さらに電磁波模擬装置２００は第２の信号発生手段１０２の後段であって、第２の放射部の前段に配置される切換部１１０を備える。切換部１１０は、第２の信号発生手段１０２又は第２の増幅器１０４で出力された信号を、第２の放射部１０８と第１の放射部１０７とのいずれかに向けて選択的に切り換えて出力する。なお、図８に示す例では、切換部１１０を第２の増幅器１０４の後段に設けたが、切換部１１０を第２の増幅器１０４の前段に設けることもできる。

このようにすることで、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする高周波信号の異なる周波数の信号を、放射部を取り替えることや、複数の電磁波模擬装置を準備する必要性を低減させ、１台の電磁波模擬装置によって、より精度良く模擬することができる。特に電磁波模擬装置２００は第１の放射部１０７の整合の度合いを利用して、異なる強度で異なる周波数帯の高周波信号を放射することができるので高周波と高調波の再現性に優れる。

なお、本実施の形態では、ワイヤレス電力伝送システムの基本波と基本波に対応する高調波を電磁波模擬装置２００を用いて模擬する例を示したが、電磁波模擬装置２００の用途はこれに限られない。電磁波模擬装置２００はそれぞれ異なる周波数帯の漏えい電磁波を模擬することができるので、電磁波模擬装置２００によればそれぞれ異なる周波数帯を用いる２以上のワイヤレス電力伝送システムを模擬することもできる。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１、２を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１、２で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

他の実施の形態において、実施の形態１、２と実質的に同等の作用機能を有する要素については同一の符号を付けることでその説明を省略する場合がある。しかし、本実施の形態において、実施の形態１と同一の符号を付けた場合であってもその要素が実施の形態１、２とは異なる動作を行う場合があることを妨げる趣旨ではない。

実施の形態１、２では、電磁波模擬装置の構成について説明した。以下においては電磁波模擬装置が筐体の内部に備えられる際の実施の形態について述べる。

図９は他の実施の形態における電磁波模擬装置の外観を示す図である。

図９に示す電磁波模擬装置３００は、第１の放射部１０７と、第２の放射部１０８と、筐体１１２と、回路部１１３とを含む。回路部１１３は、前記の実施の形態１、２で示した第１の信号発生手段１０１、第２の信号発生手段１０２、第１の増幅器１０３、第２の増幅器１０４、第１の整合回路１０５、第２の整合回路１０６、制御部１０９、および切換部１１０などで構成される。

筐体１１２は第１の放射部１０７と、第２の放射部１０８と、回路部１１３とを内包する筐体である。

回路部１１３は実施の形態１における電磁波模擬装置１００から第１の放射部１０７と、第２の放射部１０８をのぞいた要素である。

ここで、筐体１１２において少なくとも第１の放射部１０７および第２の放射部１０８が電磁波を放射する面１０７ａ，１０８ａに対向する面（放射面）１１２ａは樹脂等の非金属物質で形成されている。

このようにすると、第１の放射部１０７または第２の放射部１０８から放射する電磁波に対して筐体１１２が影響を与えるおそれが軽減されるので、電磁波模擬装置４００はより精度良くワイヤレス電力伝送システムを模擬することができる。

図１０は他の実施の形態における電磁波模擬装置の外観を示す図である。

図１０に示す電磁波模擬装置４００は、電磁波模擬装置３００に比べて、筐体１１２において第１の放射部１０７および第２の放射部１０８を内包する部分が支持部１１４によって空間的に離隔されている点が異なる。

支持部１１４は、筐体１１２において回路部１１３を内包する部分と、第１の放射部１０７および第２の放射部１０８を内包する部分とを接続する棒状の中空体である。支持部１１４は樹脂等の非金属物質で形成されている。支持部１１４の内部には回路部１１３と第１の放射部１０７および第２の放射部１０８とを電気的に接続して高周波信号を伝達するための同軸ケーブルが内包されている。

このようにすると、第１の放射部１０７および第２の放射部１０８と、回路部１１３との距離を離して配置することができるので、第１の放射部１０７および第２の放射部１０８から放射する電磁波に対する回路部１１３の影響を小さくすることができる。結果として電磁波模擬装置４００はより精度よくワイヤレス電力伝送システムを模擬することができる。

図１１は他の実施の形態における電磁波模擬装置の外観を示す図である。

図１１に示す電磁波模擬装置５００は、電磁波模擬装置４００に比べて支持部１１４そのものを同軸ケーブル１１５で形成した点が異なる。

このようにすると、第１の放射部１０７および第２の放射部１０８を設置する場所を移動させることが容易になるので、電磁波模擬装置５００を使用する際の利便性が向上する。

なお、以上に述べた他の実施の形態においては回路部１１３の構成について電磁波模擬装置１００の要素を備える例を挙げたが、電磁波模擬装置２００の要素を備えても良い。

図１２は、他の実施の形態における電磁波模擬装置の一部の構成を示す図である。

本実施の形態における電磁波模擬装置６００は実施の形態１に示す電磁波模擬装置１００または実施の形態２に示す電磁波模擬装置２００に比べて、第２の信号発生手段６０２が第１の信号発生手段６０１が発生した第１の高周波信号の周波数の任意の整数倍の周波数の信号を第２の高周波信号として出力する点が主として異なる。

つまり、実施の形態１、２においては第１の信号発生手段１０１、第２の信号発生手段、１０２、第１の増幅器１０３、第２の増幅器１０４、制御部１０９が、図１２に示す第１の信号発生手段６０１、第２の信号発生手段６０２、第１の増幅器６０３、第２の増幅器６０４、制御部６０９と置き換え可能である。

第２の信号発生手段６０２は第１の信号発生手段６０１に対する、いわゆる逓倍器として動作する。つまり第２の信号発生手段６０２が出力する高周波信号の周波数は、第１の信号発生手段６０１が発生した高周波信号の周波数の整数倍となる。

第２の信号発生手段６０２は、第１の信号発生手段６０１が発生した第１の高周波信号そのものを原信号として第２の高周波信号を生成するように構成することができる。また、第１の信号発生手段６０１が発生した第１の高周波信号の周波数情報のみを受け取ってその任意倍の周波数である第２の高周波信号を生成する形態としてもよい。前者の形態の場合、第２の信号発生手段６０２の構成には周知の逓倍器を使用することができる。逓倍器としては位相同期回路（Phase Locked Loop：PLL）の使用が好ましい。後者の形態の場合、第２の信号発生手段６０２の構成には、第１の信号発生手段６０１の周波数に応じて任意の周波数を発生する発振回路を備えた信号発生器やディジタル信号により任意の信号を発生する信号発生器を使用することができる。

このようにすることで、第１の信号発生手段６０１の出力周波数に応じて第２の信号発生手段６０２が出力する第２の高周波信号の周波数が決定できる。よって、倍数ｎを与えることで第２の信号発生手段６０２が出力する第２の高周波信号の周波数が、第１の信号発生手段６０１の出力する第１の高周波信号の周波数に応じて一義に決定される。したがって、２つの信号発生器に出力させる高周波信号の設定を容易に行うことができる。

特に、実施の形態１、２に示すように、第１の放射部１０７がワイヤレス電力伝送システムからの漏えい電磁波のうち基本波の周波数成分を放射し、第２の放射部１０８がワイヤレス電力伝送システムからの漏えい電磁波のうち高調波の周波数成分を放射するよう動作する場合には、倍数ｎを高調波の次数に設定することで、異なる強度で異なる周波数帯の高周波信号を放射することがより平易にできる。よって、高周波と高調波の再現性をより高めることができる。

図１３は他の実施の形態における電磁波模擬装置の外観を示す図である。

図１３に示す電磁波模擬装置７００は、図１０に示す電磁波模擬装置３００に比べて、回路部１１３を第２の回路部１１６と第３の回路部１１７とに分割した点が異なる。

第２の回路部１１６は、少なくとも、前記の実施の形態１、２で示した第１の増幅器１０３、第２の増幅器１０４、第１の整合回路１０５、第２の整合回路１０６、および切換部１１０などで構成される。第２の回路部１１６は支持部１１４によって筐体１１２と空間的に離隔した箇所に配置される。

第３の回路部１１７は、少なくとも、前記の実施の形態１、２で示した第１の信号発生手段１０１および第２の信号発生手段１０２で構成される。第３の回路部１１７は筐体１１２の内部に配置される。

制御部１０９は、第２の回路部１１６または第３の回路部１１７の何れかに備えられるよう構成される。

このようにすると、第１の増幅器１０３および第２の増幅器１０４で増幅される前のレベルの小さな信号が支持部１１４の内部に存在する同軸ケーブルを通過する。よって、同軸ケーブルからの意図しない電磁波の漏洩を抑制することができる。結果として電磁波模擬装置７００はより一層精度よくワイヤレス電力伝送システムを模擬することができる。

図１４は他の実施の形態における電磁波模擬装置の外観を示す図である。

図１４に示す電磁波模擬装置８００は、電磁波模擬装置７００に比べて支持部１１４そのものを同軸ケーブル１１５で形成した点が異なる。

このようにすると、電磁波模擬装置７００と同様に、同軸ケーブルからの意図しない電磁波の漏洩を抑制することができる。また更にこのようにすると、放射部１０４を設置する場所を移動させることが容易になる。結果として、電磁波模擬装置８００の模擬精度の向上と使用する際の利便性の向上をともに図ることができる。

また、以上に述べた実施の形態においては電磁波模擬装置を駆動するための電源については図示および説明を省略した。なお、当業者に明らかなように、電磁波模擬装置を駆動するための電源としては、交流商用電源や電池等を用いることができる。

また、本開示の電磁波模擬装置は第２の回路部１１６を駆動するための電源と、第３の回路部１１７を駆動するための電源を、それぞれ別に備えてもよい。特に第２の回路部１１６を駆動するための電源としては、電池を用いることが、放射部１０４の設置性の観点から、より好ましい。

電池には１次電池や２次電池、燃料電池や生物電池などを使用することができる。中でも、平易に充電ができる再利用性の観点から、リチウムイオン電池などの２次電池を用いることが好ましい。

以上に述べた実施の形態において、同軸ケーブル１１５は高周波信号を伝達するケーブルとして説明したが、同軸ケーブルの機能はこれに限定されない。同軸ケーブル１１５は電磁波模擬装置を駆動するための電源を供給することもできる。制御部１０５が第３の回路部１１７に備えられる場合には、同軸ケーブル１１５を用いて、制御部１０５から第３の回路部１１７に制御信号を送るようにしてもよい。上記の各同軸ケーブルは、信号と電源が重畳される形で構成される形態でも、機能ごとに別の同軸ケーブルが複数本用いられる形で構成される形態でも、本開示の電磁波模擬装置に適用可能である。

本開示は、ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波を模倣する装置に適用可能である。

１００ 電磁波模擬装置
１０１ 第１の信号発生手段
１０２ 第２の信号発生手段
１０３ 第１の増幅器
１０４ 第２の増幅器
１０５ 第１の整合回路
１０６ 第２の整合回路
１０７ 第１の放射部
１０８ 第２の放射部
１０９ 制御部
１１０ 切換部
１１２ 筐体
１１３ 回路部
１１４ 支持部
１１６ 第２の回路部
１１７ 第３の回路部
２００ 電磁波模擬装置
３００ 電磁波模擬装置
４００ 電磁波模擬装置
５００ 電磁波模擬装置
６００ 電磁波模擬装置
７００ 電磁波模擬装置
８００ 電磁波模擬装置
１００１ 電力送信装置
１００２ 電力受信装置
１００３ 信号発生手段
１００４ 送電コイル
１００５ 受電コイル
１００６ 負荷部
１００７ 信号発生器
１００８ 整合回路

Claims (3)

1. ワイヤレス電力伝送システムから漏えいする電磁波を模擬して発生する電磁波模擬装置であって、
   周波数が、模擬される前記ワイヤレス電力伝送システムの基本波の周波数である、第１の高周波信号を発生する第１の信号発生手段と、
   第２の高周波信号および第３の高周波信号を選択的に発生する第２の信号発生手段と、
   前記第１の信号発生手段が発生した前記第１の高周波信号を増幅して出力する第１の増幅器と、
   前記第２の信号発生手段が発生した前記第２の高周波信号および第３の高周波信号を増幅して出力する第２の増幅器と、
   前記第１の高周波信号の周波数に整合されており、前記第１の増幅器から出力された信号を電磁波として空間に放射する第１の放射部と、
   前記第２の増幅器から出力された信号を電磁波として空間に放射する第２の放射部と、
   前記第１の信号発生手段および前記第２の信号発生手段の発生する前記第１の高周波信号、前記第２の高周波信号および前記第３の高周波信号の少なくともいずれかの周波数の制御、ならびに前記第１の増幅器および前記第２の増幅器の少なくともいずれかの増幅レベルの制御、を行う制御部と、
   前記第２の信号発生手段の発生した信号又は前記第２の増幅器から出力された信号を、前記第２の放射部と前記第１の放射部とのいずれかに向けて選択的に切り換えて出力する切換部と、を備え、
   前記第１の高周波信号の周波数と前記第２の高周波信号の周波数は、前記第１の高周波信号の周波数と前記第３の高周波信号の周波数よりも近く、
   前記切換部は、前記第２の高周波信号又は前記第２の高周波信号が前記第２の増幅器によって増幅された信号を前記第１の放射部へ出力し、前記第３の高周波信号又は前記第３の高周波信号が前記第２の増幅器によって増幅された信号を前記第２の放射部へ出力する電磁波模擬装置。
2. 前記放射部を内包する筐体を更に有する電磁波模擬装置であって、
   前記筐体において前記放射部が電磁波を放射する面に対向する面は非金属で構成されている、請求項１に記載の電磁波模擬装置。
3. 前記第２の信号発生手段は前記第１の高周波信号の整数倍の周波数の信号を第２の高周波信号および第３の高周波信号として出力する、請求項１に記載の電磁波模擬装置。

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