JP7054583B2 - 無線電力伝送装置、無線電力伝送システム及び無線電力伝送方法 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、無線電力伝送装置、無線電力伝送システム及び無線電力伝送方法に関する。
無線による電力伝送が注目されている。特に電波を用いた無線電力伝送では、電力密度の高い電波を送信するため、受電装置以外の無線機器に電波の障害を与えないようにし、かつ人体に対し照射される電波の電力密度が、ＩＣＮＩＲＰ（国際非電離放射線防護委員会）等が定める所定値以下に低下させる必要がある。
送電装置から受電装置までの送電区間に存在する障害物を検知し、送電装置により電波を送信する方向を、障害物（人や動物）に照射しない方向に変更する技術が提案されている。
しかしながら、障害物の方向や位置を推定するには、推定するための機能を実現するハードウェアやソフトウェアが必要となる。また、この種のハードウェアやソフトウェアは、アンテナや給電線、周辺部品の影響を受けるため、定期的あるいは不定期のキャリブレーションが必要となる。さらに、障害物の方向や位置を推定する際には、環境条件等によって誤差が発生する。また、障害物の位置や方向に電波が放射されないように、電波の放射が最大となる主ビームを制御したとしても、副次的に生じる副ビームにより人体に電波が照射されたり、人体は幅を持っているため、電波が放射されない範囲が狭すぎると、人体の一部が電波に曝露されてしまう。
本発明の一態様は、人体等の動体の方向及び位置情報の推定処理が不要で、動体が無線電力伝送用の電波に曝露されないようにしつつ、受電装置に対して高効率の無線電力伝送を行うことができる無線電力伝送装置、無線電力伝送システム及び無線電力伝送方法を提供するものである。
本実施形態では、複数の第１アンテナにて無線電力信号を送信する送電器を備え、
所定のアンテナから送信される前記無線電力信号と同一周波数の伝搬路推定信号に基づいて、前記複数の第１アンテナと前記所定のアンテナとの間の伝搬路を特徴づける第１伝搬路情報を推定する伝搬路推定部と、
それぞれ異なる時間に取得された複数の前記第１伝搬路情報の時間軸上での差分と、周波数軸上でのフィルタリングと、の少なくとも一方に基づいて、動体を経由する伝搬路を特徴づける第２伝搬路情報を抽出する伝搬路抽出部と、
前記第１伝搬路情報及び前記第２伝搬路情報の少なくとも一方に基づいて、前記複数の第１アンテナが形成する合成送電ビームの指向性を決定するウェイトベクトルを計算するウェイト計算部と、
前記ウェイトベクトルに基づいて、前記複数の第１アンテナのそれぞれに入力される前記無線電力信号の振幅及び位相を制御する制御部と、を備える、無線電力伝送装置が提供される。
所定のアンテナから送信される前記無線電力信号と同一周波数の伝搬路推定信号に基づいて、前記複数の第１アンテナと前記所定のアンテナとの間の伝搬路を特徴づける第１伝搬路情報を推定する伝搬路推定部と、
それぞれ異なる時間に取得された複数の前記第１伝搬路情報の時間軸上での差分と、周波数軸上でのフィルタリングと、の少なくとも一方に基づいて、動体を経由する伝搬路を特徴づける第２伝搬路情報を抽出する伝搬路抽出部と、
前記第１伝搬路情報及び前記第２伝搬路情報の少なくとも一方に基づいて、前記複数の第１アンテナが形成する合成送電ビームの指向性を決定するウェイトベクトルを計算するウェイト計算部と、
前記ウェイトベクトルに基づいて、前記複数の第１アンテナのそれぞれに入力される前記無線電力信号の振幅及び位相を制御する制御部と、を備える、無線電力伝送装置が提供される。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の実施形態では、無線電力伝送装置及び無線電力伝送システム内の特徴的な構成および動作を中心に説明するが、無線電力伝送装置及び無線電力伝送システムには以下の説明で省略した構成および動作が存在しうる。
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態による無線電力伝送装置１の概略構成を示すブロック図である。なお、本明細書における無線電力伝送装置１は、後述する図２の受電装置２に対して無線電力信号を送信するものであり、送電装置とも呼ばれる。
図１は第１の実施形態による無線電力伝送装置１の概略構成を示すブロック図である。なお、本明細書における無線電力伝送装置１は、後述する図２の受電装置２に対して無線電力信号を送信するものであり、送電装置とも呼ばれる。
図１の無線電力伝送装置１は、複数の第１アンテナ３と、第１送受切替スイッチ４と、複数の送電部５を有する送電器６と、複数の伝搬路推定部７と、伝搬路抽出部８と、ウェイト計算部９と、制御部１０とを備えている。
複数の第１アンテナ３は、例えばアクティブ・フェーズドアレイ・アンテナであり、各第１アンテナ３に入力される無線電力信号の振幅及び位相を制御することで、複数の第１アンテナ３が形成する合成送電ビームを制御することができる。複数の第１アンテナ３は、無線電力信号を送信するだけでなく、受電装置２からの伝搬路推定信号を受信することもできる。第１送受切替スイッチ４は、複数の第１アンテナ３で無線電力信号を送信するか、受電装置２からの伝搬路推定信号を受信するかを切り替える。
複数の送電部５は、複数の第１アンテナ３を介して無線電力信号を送信する。各送電部５内には、可変位相器および可変増幅器が設けられ、可変位相器および可変増幅器に設定される位相値と振幅値を制御することで、複数の第１アンテナ３が形成する合成送電ビームの方向を制御することができる。
伝搬路推定部７は、所定のアンテナで受信された、無線電力信号と同一周波数の伝搬路推定信号に基づいて、複数の第１アンテナ３と所定のアンテナとの間の伝搬路を特徴づける第１伝搬路情報を推定する。
所定のアンテナとは、本実施形態では、受電装置２の第２アンテナ２１である。後述するように、受電装置２は、無線電力伝送装置１からの要求に応じて、第２アンテナ２１から伝搬路推定信号を送信する。よって、本実施形態による伝搬路推定部７は、受電装置２から第２アンテナ２１にて送信された伝搬路推定信号に基づいて、複数の第１アンテナ３と第２アンテナ２１との間の伝搬路を特徴づける第１伝搬路情報を推定する。
伝搬路抽出部８は、それぞれ異なる時間に取得された複数の第１伝搬路情報の時間軸上での差分と、周波数軸上でのフィルタリングと、の少なくとも一方に基づいて、動体を経由する伝搬路を特徴づける第２伝搬路情報を抽出する。動体とは、例えば人体である。
ウェイト計算部９は、第１伝搬路情報及び第２伝搬路情報の少なくとも一方に基づいて、複数の第１アンテナ３の指向性を決定するウェイトベクトルを計算する。
制御部１０は、ウェイトベクトルに基づいて、複数の第１アンテナ３のそれぞれに入力される無線電力信号の振幅及び位相を制御する。
図１の無線電力伝送装置１は、上述した各部の他に、記憶部１１と、第１信号源１２と、第１通信部１３とを備えていてもよい。
記憶部１１は、それぞれ異なる時間で取得された複数の第１伝搬路情報を記憶する。伝搬路抽出部８は、記憶部１１に記憶された複数の第１伝搬路情報を読み出して、動体を経由する伝搬路を特徴づける第２伝搬路情報を抽出する。
第１信号源１２は、無線電力信号を生成する。第１通信部１３は、後述する受電装置２内の第２通信部２５との間で、無線通信を行う。この無線通信は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identifier）、Bluetooth、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等の既存の無線規格に準拠したものでもよいし、それ以外の無線方式でもよい。第１通信部１３は、第２通信部２５に対して、伝搬路推定信号の送信要求などを送信する。
図２は第１の実施形態による受電装置２の概略構成を示すブロック図である。図２の受電装置２は、第２アンテナ２１と、受電部２２と、第２送受切替スイッチ２３と、第２信号源２４と、第２通信部２５とを有する。受電部２２は、無線電力伝送装置１から送信された無線電力信号が第２アンテナ２１にて受信されると、その無線電力信号を取得する。第２通信部２５は、送信部からの伝搬路推定信号の送信要求を受信すると、伝搬路推定信号を第２アンテナ２１を介して送信する。第２信号源２４は、伝搬路推定信号を生成する。
図３は第１の実施形態による無線電力伝送システム３１の信号の流れを模式的に示す図、図４は無線電力伝送システム３１の処理動作を示すフローチャートである。まず、無線電力伝送装置１は、第１通信部１３から受電装置２内の第２通信部２５に対して、伝搬路推定信号の送信を要求する（ステップＳ１）。ここで、伝搬路推定信号とは、無線電力伝送信号と同一周波数の無変調連続波信号である。
この要求を受信すると、受電装置２は、第２信号源２４で生成された伝搬路推定信号を、第２アンテナ２１を介して送信する（ステップＳ２）。なお、受電装置２が伝搬路推定信号を送信する際には、第２送受切替スイッチ２３は第２信号源２４側に接続されている。
無線電力伝送装置１は、複数の第１アンテナ３で伝搬路推定信号を受信する（ステップＳ３）。なお、伝搬路推定信号の受信時、第１送受切替スイッチ４は、伝搬路推定部７側に接続されている。伝搬路推定部７は、受信された伝搬路推定信号の中に含まれる、電磁波伝搬路の伝搬路情報を取得する。ここで、伝搬路情報とは、伝搬路の複素伝達関数を表す。本明細書では、伝搬路推定信号に含まれる、複数の第１アンテナ３と第２アンテナ２１との間の第１伝搬路３３を介した伝搬路情報を第１伝搬路情報と呼ぶ。例えば、複数の第１アンテナ３の数をＮTとすると、ある時刻ｔにおけるＮT個の第１アンテナ３と第２アンテナ２１との間の第１伝搬路３３を特徴付ける第１伝搬路情報ｈ1(ｔ)は、以下の式（１）で表される。なお、本明細書では、行列及びベクトルを表す記号には、下線を付しているが、下線を付した記号は、イメージで取り込んだ数式中の同じ記号で太字の行列又はベクトルに対応する。
式（１）において、ｈ1(ｔ)は１行NT列の複素ベクトルであり、第１行ｎ列要素ｈ1,1n(ｔ)は複数の第１アンテナ３のうち、第ｎ番目のアンテナと第２アンテナ２１の間の伝搬路情報を示す複素数である。なお、伝搬路情報とは、式（１）で与えられる複素ベクトルを変形・変換したあらゆる形式のものを含む。
ここで、図３に着目すると、第１伝搬路情報は、（ｉ）直接波や固定の伝搬環境からの散乱波の伝搬路を表す静的な伝搬路ｈ0と、（ｉｉ）動体３２を介する散乱波の第２伝搬路３４を特徴付ける動的な第２伝搬路情報ｈ2(ｔ)と、（ｉｉｉ）その他雑音成分ｈnoise(ｔ)を含み、式（２）のように表すことができる。
式（２）において、ｈ0は前述の静的な伝搬路情報に相当し、時刻ｔに依存しない。一方、ｈ2(ｔ)は前述の動的な第２伝搬路情報に相当し、動体３２の振る舞いに依存し、時間的に変化する。ｈnoise(ｔ)は雑音成分である。なお、上記３つの成分はそれぞれ、式（１）のｈ1(ｔ)と同じサイズの複素ベクトルである。
無線電力伝送装置１は、伝搬路推定信号を異なる時間で複数回受信し、式（１）で与えられる第１伝搬路情報を複数個取得し、無線電力伝送装置１内の記憶部１１に保存する。（ステップＳ４）
次に、伝搬路抽出部８は、動体３２に対しヌル３５を形成するために必要となる、動体３２を経由する第２伝搬路情報を、式（１）で与えられる第１伝搬路情報から抽出する（ステップＳ５）。
次に、ウェイト計算部９は、第１伝搬路情報および第２伝搬路情報に基づき、動体３２に対してはヌル３５を、受電装置２に対しては送電ビーム３６を形成できるように、無線電力伝送装置１のアクティブフェーズドアレーアンテナのウェイトベクトルを計算する（ステップＳ６）。ウェイトベクトルとは、第１アンテナ３の各送電部５内に設けられる可変位相器および可変増幅器に設定される位相値と振幅値のセットである。
ここで、ウェイトベクトルは、下記２つの方法のうちいずれかにより計算できる。
［第１のウェイト計算方法］
第１の方法は、時間領域の複数の第１伝搬路情報の差分により、第２伝搬路情報を抽出するものである。まず前提として式（１）において、下記の通り仮定を与える。
１）静的な伝搬路情報ｈ0は、時刻ｔに依存せず一定とする。
２）動体３２が一定の周期Ｔで振動運動するものとし、動体３２を介する動的な第２伝搬路情報ｈ2(ｔ)の各要素は、周期Ｔの複素指数関数とする。なお、動体３２の振動運動の周期Ｔは事前に予測または計測可能とする。
３）雑音成分ｈnoise(ｔ)の各要素は、分散σ2noiseの加算性白色ガウス雑音であり、静的伝搬路および動的伝搬路のレベルと比較して、十分に小さいものとする。
第１の方法は、時間領域の複数の第１伝搬路情報の差分により、第２伝搬路情報を抽出するものである。まず前提として式（１）において、下記の通り仮定を与える。
１）静的な伝搬路情報ｈ0は、時刻ｔに依存せず一定とする。
２）動体３２が一定の周期Ｔで振動運動するものとし、動体３２を介する動的な第２伝搬路情報ｈ2(ｔ)の各要素は、周期Ｔの複素指数関数とする。なお、動体３２の振動運動の周期Ｔは事前に予測または計測可能とする。
３）雑音成分ｈnoise(ｔ)の各要素は、分散σ2noiseの加算性白色ガウス雑音であり、静的伝搬路および動的伝搬路のレベルと比較して、十分に小さいものとする。
図５（ａ）は、上記の仮定の下で、第１伝搬路情報ｈ1(ｔ)のある要素の軌跡を概念的に極座標にプロットした図である。ここで、第１伝搬路情報ｈ1(ｔ)を取得するサンプリング周期Ｔsampleは標本化定理に基づき、Ｔsample＜Ｔ／２とし、計Ｎsample個の第１伝搬路情報を取得するものとする。ここで、複数の第１伝搬路情報を次の式のように平均化する。
式（３）において、ｔ0は１個目の第１伝搬路情報を取得した時間である。ここで、Ｎsampleを大きな値に設定した場合、式（２）に示される第１伝搬路情報ｈ1(ｔ)のうち、動体３２を経由する動的な第２伝搬路情報ｈ2(ｔ)の平均値は、その周期性により零と近似でき、また、雑音成分ｈnoise(ｔ)は平均零の円対称複素ガウス分布に従うため、その平均値も零と近似できる。一方で、静的な伝搬路情報ｈ0は、時刻ｔに依存しないため、その時間平均はｈ0そのものである。結果として、第１伝搬路情報ｈ1(ｔ)の平均値ｈ’0を求めると、静的な伝搬路情報ｈ0のみ残存し、近似的にｈ0を抽出できる。
図５（ｂ）は、式（３）の第１伝搬路情報ｈ1(ｔ)を平均化した後の疑似静的伝搬路ｈ’0のある要素を概念的に極座標にプロットした図である。
式（２）から式（３）を減算することで、式（４）が得られる。
式（４）において、平均値ｈ’0は静的な伝搬路情報ｈ0と近似でき、また式（２）に示される第１伝搬路情報ｈ1(ｔ)のうち、雑音成分ｈnoise(ｔ)は十分に小さいものとして無視できるものとすると、式（４）のｈ’2(ｔ)を求めることで、近似的に動的な第２伝搬路情報ｈ2(ｔ)を抽出することができる。
図５（ｃ）は、式（４）で求められる疑似動的伝搬路ｈ’2(ｔ)のある要素の軌跡を概念的に極座標にプロットした図である。式（４）で得られた疑似動的伝搬路情報ｈ’2(ｔ)について、その送信相関行列Ｒ2は、式（５）で求められる。
ここで、Ｈは複素行列のエルミート転置を表し、Ｅ[ ]は時間平均を意味する。なお、ある特定の時間における疑似動的伝搬路情報ｈ’2(ｔ)の階数は１であることは自明であるが、その相関行列の時間平均をとることにより、送信相関行列Ｒ2の階数は１以上となる。
また、送信側の相関行列Ｒ2は、次のように求めても良い。まず、異なる時間において取得された疑似動的伝搬路情報ｈ’2(ｔ)を各行ベクトルに有する仮想伝搬路行列Ｈ’2を式（６）のように定義する。
ここで、仮想伝搬路行列Ｈ’2のサイズはＮsample行ＮT列となるが、ヌル３５を形成する都合上、ＮsampleはＮTより小さいものとする。そして式（６）の仮想伝搬路行列Ｈ’2から送信相関行列Ｒ2は式（７）のように求められる。
なお、送信相関行列Ｒ2のランクは最大Ｎsampleとなるが、異なる時間で取得された複数の疑似動的伝搬路情報ｈ’2(ｔ)のうち、互いに相関の高いものが存在する場合（例えば、２以上の伝搬路情報が、異なる時間ではあるが、動体３２がある同一の点またはその近傍に存在する時に、取得された場合）、送信相関行列Ｒ2のランクはＮsample以下となる。
ここで、式（５）および式（７）で得られた送信相関行列Ｒ2はいずれもエルミート行列となる。したがって式（５）および式（７）はそれぞれ次式の通り固有値分解できる。
式（８）において、Ｖ2は送信相関行列Ｒ2の固有ベクトル行列であり、次のように与えられる。
式（９）の第ｎベクトルは、ｖ2，ｎは第ｎ固有モードの固有ベクトルである。一方、Λ2は送信相関行列Ｒ2の固有値を対角要素に持つ対角行列であり、次式のように与えられる。
ここで、第ｎ対角項のλ2,nは第ｎ固有モードの固有値であり、最大の固有値を第１固有値とし、各固有値は降べきの順に次のように定義される。
式（１１）において、Ｎrankは、送信相関行列Ｒ2の階数を表し、第Ｎrank以降の固有値については、雑音成分ｈnoise(ｔ)の各要素の分散σ2noiseとほぼ同等の値を示す。
ここで、固有モードとは、概念的に、式（９）のある固有ベクトルを無線電力伝送装置１のアクティブフェーズドアレーアンテナのウェイトベクトルとして用いた場合の、無線電力伝送装置１と受電装置２との間の等価的な伝搬路を表す。固有値とは、その等価的な伝搬路の強弱を表す。特に第２伝搬路情報ｈ2(ｔ)の固有モードは、動体３２を介する等価的な伝搬路を表す。固有値の大きな固有モードほど動体３２における散乱が顕著、すなわち動体３２に対する電磁波の照射が多いことを意味する。
したがって、動体３２への電磁波の曝露を低減するという観点では、式（９）のＶ2の固有ベクトルのうち、対応する固有値が小さい（すなわち動体３２に対する電磁波の照射が小さい）固有ベクトルを無線電力伝送装置１のアクティブフェーズドアレーアンテナのウェイトに用いることが望ましい。特に式（１１）のうち、第Ｎrank以降の固有値については、雑音成分ｈnoise(ｔ)の各要素の分散σ2noiseとほぼ同等の値を示し、これらの固有値に対応する固有モードは、動体３２への電磁波の照射が特に少ないこと示す。よって、式（９）のＶ2の固有ベクトルのうち、第Ｎrank以降の固有ベクトルを、無線電力伝送装置１のアクティブフェーズドアレーアンテナの前置ウェイト行列として、次式のように定義する。
ここで、式（１２）に含まれる各列ベクトル（ウェイト）は、概念的には、動体３２に対してヌル３５を向けるような指向性を形成する。
図６は、式（５）と式（７）の送信相関行列R2から求められた式（１２）の前置ウェイト行列の形成する指向性の概念図を示す。図６（ａ）は、線上を振動運動する動体３２の時間ごとの位置を示した図である。
まず、式（５）では、疑似動的伝搬路情報ｈ’2(ｔ)の相関行列の時間平均を送信相関行列Ｒ2と定義している。 この場合、送信相関行列Ｒ2の主要な固有モードは、動体３２が振動運動する軌跡の中心近傍（すなわち動体３２の存在確率の高い位置）に対する伝搬路に対応する。よって、式（５）に基づき得られた前置ウェイト行列により形成される指向性は、動体３２が振動運動する軌跡の中心近傍（すなわち動体３２の存在確率の高い位置）に対しヌル３５を形成する。（図６（ｂ）参照）
一方、式（７）では、異なる時間において取得された疑似動的伝搬路情報ｈ’2(ｔ)を各行ベクトルに有する仮想伝搬路行列Ｈ’2の相関行列を送信相関行列R2と定義している。この場合、送信相関行列Ｒ2のランクは最大Ｎsampleとなり、このとき第１から第Ｎsampleまでの固有モードは、異なる時間に動体３２が存在する位置それぞれに対応した等価的な伝搬路を表す。よって、式（７）に基づき得られた前置ウェイト行列により形成される指向性は、異なる時間に動体３２が存在する位置それぞれに対しヌル３５を形成し、結果として複数のヌル３５が連なり、広範囲にヌル３５を形成する。（図６（ｃ）参照）
続いて、式（１２）の前置ウェイト行列を用いつつ、受電装置２に対し送電ビーム３６を形成するウェイトベクトルを導出する。まず式（３）で得られた疑似静的伝搬路ｈ’0に対し式（１２）で得られた前置ウェイト行列ＷNSを乗算することで次式を得る。
すなわち、式（１３）のｈ’’0は、動体３２に対しヌル３５を形成した場合の疑似静的伝搬路を示す。ここでの式（１３）のｈ’’0サイズは１行(ＮT－Ｎrank)列となる。
式（１３）において、受電装置２に対する送電効率を最大化する後置ウェイトベクトルは次式の通り与えられる。
式（１３）において、受電装置２に対する送電効率を最大化する後置ウェイトベクトルは次式の通り与えられる。
式（１４）において|| ||2は、複素ベクトルのＬ２ノルムを表す。ここで、ｗBFの第n要素は、式（１２）で与えられるＷNSの第n列ベクトルに乗ぜられる重み付け係数を表す。特に式（１４）で与えられたｗBFの場合、ＷNSの各列ベクトルをウェイトに用いた場合の指向性が、受電装置２の第２アンテナ２１の点において同相で強め合うように合成され、結果として受電装置２に対し送電ビーム３６が形成されることとなる。
最終的に、式（１２）および式（１４）より、動体３２に対してヌル３５を形成しつつ、受電装置２に対して送電ビーム３６を形成するウェイトベクトルは次式で与えられる。
ここで、式（１５）のウェイトベクトルｗは、ＮT行１列の複素ベクトルとなり、その第ｎ要素の振幅と位相は、複数の第１アンテナ３のうちｎ番目のアンテナの送電部５の可変増幅器と可変位相器に設定される利得と位相成分に相当する。
［第２のウェイト計算方法］
第２の方法は、時間領域の複数の第１伝搬路情報を、周波数領域の第１伝搬路情報へと変換し、動体３２の振る舞いに由来する周波数を含む周波数帯域で第１伝搬路情報をフィルタリングすることで、第２伝搬路情報を抽出するものである。なお、以下の導出では、［第１のウェイト計算方法］と同様の仮定を用いるものとする。
第２の方法は、時間領域の複数の第１伝搬路情報を、周波数領域の第１伝搬路情報へと変換し、動体３２の振る舞いに由来する周波数を含む周波数帯域で第１伝搬路情報をフィルタリングすることで、第２伝搬路情報を抽出するものである。なお、以下の導出では、［第１のウェイト計算方法］と同様の仮定を用いるものとする。
ここで、［第１のウェイト計算方法］と同様に、第１伝搬路情報ｈ1(ｔ)を取得するサンプリング周期Ｔsampleは標本化定理に基づき、Ｔsample＜Ｔ／２とし、計Ｎsample個の第１伝搬路情報を取得するものとする。
図７（ａ）は式（２）で与えられる時間領域の第１伝搬路情報h1(ｔ)のある要素を概念的に図示したものであり、第１伝搬路情報ｈ1(ｔ)は、時間に依存しない静的な伝搬路情報ｈ0、周期Ｔで振動運動する動体３２を介する動的な第２伝搬路情報ｈ2(ｔ)、雑音成分ｈnoise(ｔ)を含んでいる。
サンプリング周期Ｔsampleで取得されたＮsample個の時間領域の第１伝搬路情報ｈ1(ｔ)に離散フーリエ変換を適用することで、次式で与えられる周波数領域の第１伝搬路情報ｇ1(ｆ)を得る。
図７（ｂ）は周波数領域の第１伝搬路情報ｇ1(ｔ)を概念的に示す図である。まず、周波数領域の雑音成分ｇnoise(ｆ)については、理想的には加算性白色ガウス雑音の性質により、全周波数において同一のレベルで存在する。次に静的な伝搬路情報ｇ0については、周波数領域の第１伝搬路情報ｇ1(ｆ)の直流成分（ｆ＝０）として表れ、次式のように与えられる。
一方、周波数領域の動的な第２伝搬路情報ｇ2は、周波数領域の第１伝搬路情報ｇ1(ｆ)のうち、動体３２の振動運動の周波数Ｆの成分として表れ、次式のように与えられる。
なお、動体３２の振動運動の周期Ｔと周波数ＦにはＦ＝１／Ｔの関係がある。したがって、周波数領域の第１伝搬路情報ｇ1(ｆ)のうち、周波数領域の動的な第２伝搬路情報ｇ2から、［第１のウェイト計算方法］と同様、動体３２に対しヌル３５を形成するための前置ウェイト行列WNSを求めることができる。
しかしながら、上記の説明では、周波数領域の動的な第２伝搬路情報ｇ2は、周波数領域の第１伝搬路情報ｇ1(ｆ)のうち、ｆ＝Ｆの成分に含まれると仮定しており、事前に予測または計測した動体３２の振動運動の周波数（周期）に誤差がある場合や、動体３２の振動運動が異なる周波数成分を含む場合、必ずしもｆ＝Ｆの成分に動的な第２伝搬路情報ｇ2が現れるとは限らない。したがって動体３２の振動運動が含み得る振動周波数の範囲を定め、その範囲における周波数領域の複数の第１伝搬路情報ｇ1(ｆ)を用いることで、より確実に動的な第２伝搬路情報を抽出することができる。
例えば、時間領域における［第１のウェイト計算方法］の式（５）のように、周波数領域の複数の第１伝搬路情報ｇ1(ｆ)の相関行列をそれぞれ求め、周波数軸上で平均化を行ったり、式（６）、（７）のように、各周波数点における第１伝搬路情報ｇ1(ｆ)を再配列し仮想伝搬路行列を構成し、その相関行列を求めることで、送信相関行列Ｒ2を求めることができる。
式（８）～式（１２）のように送信相関行列Ｒ2の固有値分解により、動体３２に対しヌル３５を形成するための前置ウェイト行列ＷNSを求めることができる。続いて、式（１３）、（１４）のように周波数領域の静的な伝搬路情報ｇ0と求められた前置ウェイト行列ＷNSから、受電装置２に対して送電ビーム３６を形成する後置ウェイトベクトルｗBFを計算する。最終的に式（１５）と同様に前置ウェイト行列ＷNSおよび後置ウェイトベクトルｗBFの乗算により、動体３２に対してヌル３５を形成しつつ、受電装置２に対して送電ビーム３６を形成するウェイトベクトルｗを得る。
上述した第１又は第２のウェイト計算方法によって、ウェイトベクトルｗを算出した後、無線電力伝送装置１内の制御部１０は、ウェイトベクトルwの振幅および位相情報に基づき、複数の第１アンテナ３に接続された送電部５内の可変増幅器の利得および可変位相器の位相値を設定する（ステップＳ７）。
ここで、実際には、可変増幅器のダイナミックレンジ（設定可能な利得範囲）により、厳密にウェイトベクトルｗの振幅比を実現できない場合がある。この場合、ウェイトベクトルｗのうち、最大の振幅を持つ要素に対応した第１アンテナ３の送電部５の可変増幅器の利得を、ダイナミックレンジの上限値に設定する。そして、ウェイトベクトルｗのうち、ダイナミックレンジの下限値以下の振幅を持つ要素に対応した第１アンテナ３の送電部５の可変増幅器の利得については、ダイナミックレンジの下限値でクリップすることができる。
また、可変増幅器の利得および可変位相器の位相が離散的に制御されるものにおいては、ウェイトベクトルwの各要素の振幅および位相を、可変増幅器の設定可能な利得および可変位相器の設定可能な位相の離散値の近い値に丸めたものとしてもよい。
その後、第１信号源１２から送信された電力伝送用信号は、送電部５と複数の第１アンテナ３を介し、受電装置２へと送信される（ステップＳ８）。受電装置２では、第２アンテナ２１を介し、電力伝送用信号を受信し（ステップＳ９）、受電部２２にて直流電力を生成する。このとき第１送受切替スイッチ４は送電部５側に接続され、第２送受切替スイッチ２３は受電部２２に接続されている。
このように、第１の実施形態では、受電装置２から送信された伝搬路推定信号に基づいて、無線電力伝送装置１内の複数の第１アンテナ３と第２アンテナ２１との間の第１伝搬路情報を推定し、第１伝搬路情報に基づいて、動体３２を経由する第２伝搬路情報を抽出し、第１伝搬路情報及び第２伝搬路情報に基づいて、複数の第１アンテナ３のウェイトベクトルを決定し、このウェイトベクトルに基づいて、複数の第１アンテナ３に入力される無線電力信号の振幅及び位相を制御する。これにより、動体３２の方向又は位置情報を必要とせず、動体３２への電磁波の曝露を低減しつつ、受電装置２に対して高効率の送電が可能となる。
（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、受電装置２が送信する伝搬路推定信号に基づき、第１伝搬路情報および第２伝搬路情報を取得し、動体３２に対しヌル３５を形成しつつ、受電装置２に対し高効率で送電をする例を説明した。しかしながら、受電装置２の省電力化および小型化の観点からは、受電装置２からの伝搬路推定信号の送信を行わずに、無線電力伝送装置１と受電装置２の間で伝搬路情報を推定できることが好ましい。
上述した第１の実施形態では、受電装置２が送信する伝搬路推定信号に基づき、第１伝搬路情報および第２伝搬路情報を取得し、動体３２に対しヌル３５を形成しつつ、受電装置２に対し高効率で送電をする例を説明した。しかしながら、受電装置２の省電力化および小型化の観点からは、受電装置２からの伝搬路推定信号の送信を行わずに、無線電力伝送装置１と受電装置２の間で伝搬路情報を推定できることが好ましい。
伝搬路推定信号の一代替案として、受電装置２の第２アンテナ２１を介して、通信用信号を送信し、この通信用信号に基づいて、厳密な伝搬路情報ではなく、受電装置２の無線電力伝送装置１に対する相対的な方向または位置情報を推定してもよい。
例えば、図８に示すようにｘ軸上に等しい素子間隔dで線状に配列された複数の第１アンテナ３のアレーに対し、受電装置２がy軸から角度θの方向に配置されている場合、アレー応答ベクトル（すなわち直接波成分のみを考慮した第１伝搬路情報ｈ1）は次式で与えられる。なお、同様の考え方で、任意のアレー形状のアレー応答ベクトルについても定義できる。
式（１９）において、ｋは電力伝送用信号の周波数における波数を表す。ここで、受電装置２が見通し内環境に存在する場合、受電装置２からの伝搬路推定信号に基づき計算される第１伝搬路情報と、式（１９）で与えられる伝搬路情報はほぼ等価である。また、一般的には散乱環境であっても、散乱波成分のレベルは直接波成分と比較し小さな値となるため、実質的には式（１９）に基づき送電ビーム３６を形成するようウェイトベクトルを算出することで、厳密な第１伝搬路情報に基づき送電を行った場合と同等の送電効率を得ることができる。また形成される送電ビーム３６は一定の幅を有するため、受電装置２の方向または位置情報に推定誤差が存在したとしても、極端に送電効率が劣化する可能性は低い。
その一方で、前述した通り、方向または位置情報に基づき動体３２に対し適切なヌル３５を形成することは困難であるため、無線電力伝送装置１と動体３２の間の伝搬路情報を何らかの手段により取得する必要がある。
そこで、本実施形態では、無線電力伝送装置１が伝搬路推定信号を送信し、動体３２からの散乱波を無線電力伝送装置１の複数の第１アンテナ３で受信することで、無線電力伝送装置１と動体３２間の伝搬路情報を取得し、それに基づき動体３２に対しヌル３５を形成する。
図９は第２の実施形態による無線電力伝送装置１の概略構成を示すブロック図である。図１に示す無線電力伝送装置１とは異なり、伝搬路推定信号を送信するための第３アンテナ１４と、伝搬路推定信号を生成する第３信号源１５を具備している。
図１０は第２の実施形態の受電装置２の概略構成を示すブロック図である。図２に示す受電装置２とは異なり、伝搬路推定信号を送信するモードへと切り替える第２送受切替スイッチ２３と、伝搬路推定信号を発生する第２信号源２４は不要となる。
図１１は第２の実施形態による無線電力伝送システム３１の信号の流れを模式的に示す図である。図１１の無線電力伝送システム３１では、無線電力伝送装置１が送電部５を介して電力伝送信号を送信し、その電力伝送信号を受電装置２内の受電部２２が受信することで、電力伝送が実施される。
なお、第２の実施形態における制御フローは、「受電装置２の方向推定処理を事前に行うこと」と「伝搬路推定信号の送信を無線電力伝送装置１自身が行うこと」という点を除けば、図４に示す第１の実施形態における無線電力伝送制御フローと同じである。例えば、第１の実施形態では、受電装置２が送信し、動体３２で散乱して、複数の第１アンテナ３に到来する伝搬路推定信号から、第１アンテナ３と動体３２の間の動的な第２伝搬路情報を抽出している。一方、第２の実施形態では、伝搬路推定信号を無線電力伝送装置１内の第３信号源１５から第３アンテナ１４を介し環境内に送信し、環境内で散乱した信号を、複数の第１アンテナ３で受信することで、第３アンテナ１４と複数の第１アンテナ３との間の第３伝搬路情報を取得する。ここで式（２）同様、第３伝搬路情報は、（ｉ）直接波や固定の伝搬環境からの散乱波の伝搬路を表す静的な伝搬路と、（ｉｉ）動体３２を介する散乱波の第４伝搬路３８を特徴付ける動的な第４伝搬路情報と、（ｉｉｉ）その他雑音成分を含んでいる。
このうち、動体３２を介する第４伝搬路情報を、第１の実施形態と同等、時間軸上での差分または周波数軸上でのフィルタリングのいずれか、または両方により抽出し、第４伝搬路情報に基づき動体３２に対し、ヌル３５を形成する前置ウェイト行列を計算する。その後、式（１９）で与えられる無線電力伝送装置１と受電装置２の間の第１伝搬路情報と前置ウェイト行列から、受電装置２に対し送電ビーム３６を形成する後置ウェイトベクトルを計算する。そして前置ウェイト行列と後置ウェイトベクトルの乗算により、動体３２に対しヌル３５を形成し、かつ受電装置２に対し送電ビーム３６を形成するウェイトベクトルを得る。
このように、第２の実施形態では、比較的電力制約及び実装制約の少ない無線電力伝送装置１側に伝搬路推定信号の送信機能を持たせることで、受電装置２の内部構成を簡略化でき、受電装置２の負荷が軽減されて、受電装置２の消費電力も抑制できる。
（第３の実施形態）
上述した第２の実施形態では、無線電力伝送装置１が具備する第３信号源１５から第３アンテナ１４を介して送信された伝搬路推定信号に基づき、無線電力伝送装置１と動体３２の間の第４伝搬路情報を取得し、動体３２に対してヌル３５を形成しつつ、受電装置２の方向または位置情報に応じたビームを送信する例を説明した。
上述した第２の実施形態では、無線電力伝送装置１が具備する第３信号源１５から第３アンテナ１４を介して送信された伝搬路推定信号に基づき、無線電力伝送装置１と動体３２の間の第４伝搬路情報を取得し、動体３２に対してヌル３５を形成しつつ、受電装置２の方向または位置情報に応じたビームを送信する例を説明した。
しかしながら、図９の無線電力伝送装置１では、第３アンテナ１４および第３信号源１５が追加で必要となり、無線電力伝送装置１の内部構成が複雑になり、装置コストも高くなる。
そこで本実施形態では、無線電力伝送装置１が具備する複数の第１アンテナ３の一部または全部を、１つ以上の第３アンテナ１４として用いるものである。すなわち、複数の第１アンテナ３のうち、少なくとも一部の第１アンテナ３にて伝搬路推定信号を送信する。
例えば、伝搬路推定信号の送信に用いる第３アンテナ１４の代替として、複数の第１アンテナ３を複数のサブアレーにグループ化し、一部のサブアレーは無線電力信号の送信および伝搬路推定信号の受信に用い、残りのサブアレーは伝搬路推定信号を送信するために用いる。なお、無線電力信号と伝搬路推定信号は共に周波数を同じくする無変調連続波信号である。したがって、第１信号源１２で生成される無線電力信号であって、その出力レベルを低下させたものを、伝搬路推定信号として代替的に用いてもよい。
図１２は第３の実施形態の無線電力伝送システム３１の概略構成を示す図であり、複数のサブアレーに分割された複数の第１アンテナ３を区別するため、無線電力伝送装置１を２つのブロックに分離した例を示している。なお、複数のブロックに分離した無線電力伝送装置１は、複数の無線電力伝送装置１で構成されるネットワークと見なしてもよく、複数の無線電力伝送装置１間は有線または無線で接続されているものとしてもよい。第３の実施形態の制御フローは、第２の実施形態と同一であり、無線電力伝送装置１が一部の第１アンテナ３を用いて、第３伝搬路３７にて伝搬路推定信号を送信し、動体３２で散乱されて第４伝搬路３８を介して第１アンテナ３に届く伝搬路情報を含むサブアレー間での伝搬路情報に基づき、動体３２に対しヌル３５を形成し、かつ受電装置２に対し送電ビーム３６を形成するウェイトベクトルを算出する。
このように、第３の実施形態では、無線電力信号の伝送用に用いられる複数の第１アンテナ３の一部を、伝搬路推定信号の送信用に用いるため、無線電力伝送装置１内に伝搬路推定信号送信用の専用のアンテナを設ける必要がなくなり、また第１信号源１２で生成される無線電力信号の出力レベルを低下させたものを伝搬路推定信号として代替的に用いることで、伝搬路推定信号生成用の専用の信号源を設ける必要がなくなり、無線電力伝送装置１の小型化と製造コストの削減が可能となる。
（第４の実施形態）
上述した第３の実施形態では、無線電力伝送装置１が具備する複数の第１アンテナ３の一部または全部を、伝搬路推定信号を送信する第３アンテナ１４として用いることで、伝搬路推定信号を送信するための専用のアンテナを不要として、システム構成を簡略化している。
上述した第３の実施形態では、無線電力伝送装置１が具備する複数の第１アンテナ３の一部または全部を、伝搬路推定信号を送信する第３アンテナ１４として用いることで、伝搬路推定信号を送信するための専用のアンテナを不要として、システム構成を簡略化している。
しかしながら、同一の無線電力伝送装置１内の限られたスペースに配置された第１アンテナ３と第３アンテナ１４間の結合は無視できない。第３アンテナ１４から送信されて、伝搬環境内で散乱して第１アンテナ３で受信される伝搬路推定信号の電波強度に比べて、第３アンテナ１４から直接第１アンテナ３に到達する伝搬路推定信号の電波強度は極めて大きい。このため、第３アンテナ１４から直接第１アンテナ３に到達する伝搬路推定信号の電波強度によって、伝搬路推定部７の入力信号レベルが飽和したり、伝搬路推定部７が破損するおそれがある。この現象は自己干渉と呼ばれ、これを改善する簡易な対策として、第１アンテナ３と第３アンテナ１４間の距離を大きくとる、第１アンテナ３と第３アンテナ１４を逆向きに向ける、第１アンテナ３と第３アンテナ１４間に減結合機構を設ける（吸収体、遮へい体等）こと等があるが、実装の上で大きな制約となる。
そこで本実施形態では、無線電力伝送装置１や受電装置２とは別に設けられた動体検出装置を用いることで、自己干渉の問題を解決する。
図１３は第４の実施形態による動体検出装置４１の概略構成を示すブロック図である。図１３の動体検出装置４１は、第４アンテナ４２と、第４信号源４３と、第３通信部４４とを備えている。第４アンテナ４２は、無線電力伝送装置１からの送信要求に応じて、伝搬路推定信号を送信する。第４信号源４３は、動体検出装置４１に外付けされる外部電源装置４５からの電力を利用して、伝搬路推定信号を生成する。第３通信部４４は、無線電力伝送装置１内の第２通信部２５と、受電装置２内の第３通信部４４との間で、無線通信を行う。
この他、図１３の動体検出装置４１は、動体検出センサ（例えばカメラ、焦電センサ、ソナー等の人感センサ）を備えていてもよい。例えば、動体検出装置４１は、動体検出センサにて動体３２の存在を検出した後に、伝搬路推定信号を送信してもよい。動体検出装置４１の配置場所には特に制限はないため、無線電力伝送装置１と動体検出用信号発信装置を比較的離隔して配置することができ、自己干渉を回避できる。
図１４は第４の実施形態による無線電力伝送システム３１の信号の流れを模式的に示す図である。制御フローは、「伝搬路推定信号を第５伝搬路３９を介して動体検出装置４１が送信すること」という点を除けば、第１～３の実施形態の制御フローと同じである。例えば、まず動体検出装置４１の第４アンテナ４２を介して伝搬路推定信号を送信すると、無線電力伝送装置１内の第１アンテナ３は、伝搬環境内を散乱してきた伝搬路推定信号を受信する。伝搬路推定部７は、受信された伝搬路推定信号に基づいて、複数の第１アンテナ３と第４アンテナ４２との間の第５伝搬路３９を特徴づける第５伝搬路情報を推定する。伝搬路抽出部８は、動体３２を経由する第６伝搬路４０を特徴づける第６伝搬路情報を抽出する。ウェイト計算部９は、第５伝搬路情報と第６伝搬路情報に基づいて、動体３２に対しヌル３５を形成する前置ウェイト行列を求め、前置ウェイト行列と式（１９）で与えられる無線電力伝送装置１と受電装置２の間の第１伝搬路より、受電装置２に対し送電ビーム３６を形成する後置ウェイトベクトルを計算する。そして前置ウェイト行列と後置ウェイトベクトルの乗算により、動体３２に対しヌル３５を形成し、かつ受電装置２に対し送電ビーム３６を形成するウェイトベクトルを生成する。
このように、第４の実施形態では、無線電力伝送装置１や受電装置２とは別個に、伝搬路推定信号を送信する動体検出装置４１を設けるため、受電装置２の構成を簡略化できるとともに、無線電力伝送装置１から伝搬路推定信号を送信する場合に問題となる自己干渉が起きなくなる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１ 無線電力伝送装置、２ 受電装置、３ 第１アンテナ、４ 第１送受切替スイッチ、５ 送電部、６ 送電器、７ 伝搬路推定部、８ 伝搬路抽出部、９ ウェイト計算部、１０ 制御部、１１ 記憶部、１２ 第１信号源、１３ 第１通信部、１４ 第３アンテナ、１５ 第３信号源、２１ 第２アンテナ、２２ 受電部、２３ 第２送受切替スイッチ、２４ 第２信号源、２５ 第２通信部、３１ 無線電力伝送システム、３２ 動体、３３ 第１伝搬路、３４ 第２伝搬路、３５ ヌル、３６ 送電ビーム、３７ 第３伝搬路、３８ 第４伝搬路、３９ 第５伝搬路、４０ 第６伝搬路、４１ 動体検出装置、４２ 第４アンテナ、４３ 第４信号源、４４ 第３通信部、４５ 外部電源
Claims (10)
- 複数の第１アンテナにて無線電力信号を送信する送電器を備え、
所定のアンテナから送信される前記無線電力信号と同一周波数の伝搬路推定信号に基づいて、前記複数の第１アンテナと前記所定のアンテナとの間の伝搬路を特徴づける第１伝搬路情報を推定する伝搬路推定部と、
それぞれ異なる時間に取得された複数の前記第１伝搬路情報の時間軸上での差分と、周波数軸上でのフィルタリングと、の少なくとも一方に基づいて、動体を経由する伝搬路を特徴づける第２伝搬路情報を抽出する伝搬路抽出部と、
前記第１伝搬路情報及び前記第２伝搬路情報に基づいて、前記複数の第１アンテナが形成する合成送電ビームの指向性を決定するウェイトベクトルを計算するウェイト計算部と、
前記ウェイトベクトルに基づいて、前記複数の第１アンテナのそれぞれに入力される前記無線電力信号の振幅及び位相を制御する制御部と、を備え、
前記所定のアンテナは、前記送電器から送信された前記無線電力信号を受信する受電装置の第２アンテナであり、
前記伝搬路推定部は、前記受電装置から前記第２アンテナにて送信された前記伝搬路推定信号に基づいて、前記複数の第１アンテナと前記第２アンテナとの間の伝搬路を特徴づける第１伝搬路情報を推定する、無線電力伝送装置。 - 複数の第１アンテナにて無線電力信号を送信する送電器を備え、
所定のアンテナから送信される前記無線電力信号と同一周波数の伝搬路推定信号に基づいて、前記複数の第１アンテナと前記所定のアンテナとの間の伝搬路を特徴づける第１伝搬路情報を推定する伝搬路推定部と、
それぞれ異なる時間に取得された複数の前記第１伝搬路情報の時間軸上での差分と、周波数軸上でのフィルタリングと、の少なくとも一方に基づいて、動体を経由する伝搬路を特徴づける第２伝搬路情報を抽出する伝搬路抽出部と、
前記第１伝搬路情報及び前記第２伝搬路情報に基づいて、前記複数の第１アンテナが形成する合成送電ビームの指向性を決定するウェイトベクトルを計算するウェイト計算部と、
前記ウェイトベクトルに基づいて、前記複数の第１アンテナのそれぞれに入力される前記無線電力信号の振幅及び位相を制御する制御部と、を備え、
前記所定のアンテナは、前記送電器に設けられる第３アンテナであり、
前記伝搬路推定部は、前記第３アンテナにて送信された前記伝搬路推定信号に基づいて、前記複数の第１アンテナと前記第３アンテナとの間の伝搬路を特徴づける第１伝搬路情報を推定し、
前記第３アンテナは、前記送電器に設けられる前記複数の第１アンテナにおける一部の第１アンテナであり、
前記送電器は、前記無線電力信号及び前記伝搬路推定信号を生成する信号源を有する、無線電力伝送装置。 - 複数の第１アンテナにて無線電力信号を送信する送電器を備え、
所定のアンテナから送信される前記無線電力信号と同一周波数の伝搬路推定信号に基づいて、前記複数の第１アンテナと前記所定のアンテナとの間の伝搬路を特徴づける第１伝搬路情報を推定する伝搬路推定部と、
それぞれ異なる時間に取得された複数の前記第１伝搬路情報の時間軸上での差分と、周波数軸上でのフィルタリングと、の少なくとも一方に基づいて、動体を経由する伝搬路を特徴づける第２伝搬路情報を抽出する伝搬路抽出部と、
前記第１伝搬路情報及び前記第２伝搬路情報に基づいて、前記複数の第１アンテナが形成する合成送電ビームの指向性を決定するウェイトベクトルを計算するウェイト計算部と、
前記ウェイトベクトルに基づいて、前記複数の第１アンテナのそれぞれに入力される前記無線電力信号の振幅及び位相を制御する制御部と、を備え、
前記所定のアンテナは、前記送電器と、前記送電器から送信された前記無線電力信号を受信する受電装置と、は別個に設けられる動体検出装置の第４アンテナであり、
前記伝搬路推定部は、前記第４アンテナにて送信された前記伝搬路推定信号に基づいて、前記複数の第１アンテナと前記第４アンテナとの間の伝搬路を特徴づける第１伝搬路情報を推定する、無線電力伝送装置。 - 前記ウェイト計算部は、前記動体の位置における送電ビームがヌルになり、かつ前記受電装置への無線電力の送電が行われるように、前記ウェイトベクトルを計算する、請求項１又は３に記載の無線電力伝送装置。
- 複数の第１アンテナにて無線電力信号を送信する送電装置と、
第２アンテナにて前記無線電力信号を受信する受電装置と、を備え、
所定のアンテナから送信される前記無線電力信号と同一周波数の伝搬路推定信号に基づいて、前記複数の第１アンテナと前記所定のアンテナとの間の伝搬路を特徴づける第１伝搬路情報を推定する伝搬路推定部と、
それぞれ異なる時間に取得された複数の前記第１伝搬路情報の時間軸上での差分と、周波数軸上でのフィルタリングと、の少なくとも一方に基づいて、動体を経由する伝搬路を特徴づける第２伝搬路情報を抽出する伝搬路抽出部と、
前記第１伝搬路情報及び前記第２伝搬路情報に基づいて、前記複数の第１アンテナが形成する合成送電ビームの指向性を決定するウェイトベクトルを計算するウェイト計算部と、
前記ウェイトベクトルに基づいて、前記複数の第１アンテナのそれぞれに入力される前記無線電力信号の振幅及び位相を制御する制御部と、を備え、
前記所定のアンテナは、前記送電装置から送信された前記無線電力信号を受信する受電装置の第２アンテナであり、
前記伝搬路推定部は、前記受電装置から前記第２アンテナにて送信された前記伝搬路推定信号に基づいて、前記複数の第１アンテナと前記第２アンテナとの間の伝搬路を特徴づける第１伝搬路情報を推定する、無線電力伝送システム。 - 複数の第１アンテナにて無線電力信号を送信する送電装置と、
第２アンテナにて前記無線電力信号を受信する受電装置と、を備え、
所定のアンテナから送信される前記無線電力信号と同一周波数の伝搬路推定信号に基づいて、前記複数の第１アンテナと前記所定のアンテナとの間の伝搬路を特徴づける第１伝搬路情報を推定する伝搬路推定部と、
それぞれ異なる時間に取得された複数の前記第１伝搬路情報の時間軸上での差分と、周波数軸上でのフィルタリングと、の少なくとも一方に基づいて、動体を経由する伝搬路を特徴づける第２伝搬路情報を抽出する伝搬路抽出部と、
前記第１伝搬路情報及び前記第２伝搬路情報に基づいて、前記複数の第１アンテナが形成する合成送電ビームの指向性を決定するウェイトベクトルを計算するウェイト計算部と、
前記ウェイトベクトルに基づいて、前記複数の第１アンテナのそれぞれに入力される前記無線電力信号の振幅及び位相を制御する制御部と、を備え、
前記所定のアンテナは、前記送電装置に設けられる第３アンテナであり、
前記伝搬路推定部は、前記第３アンテナにて送信された前記伝搬路推定信号に基づいて、前記複数の第１アンテナと前記第３アンテナとの間の伝搬路を特徴づける第１伝搬路情報を推定し、
前記第３アンテナは、前記送電装置に設けられる前記複数の第１アンテナにおける一部の第１アンテナであり、
前記送電装置は、前記無線電力信号及び前記伝搬路推定信号を生成する信号源を有する、無線電力伝送システム。 - 複数の第１アンテナにて無線電力信号を送信する送電装置と、
第２アンテナにて前記無線電力信号を受信する受電装置と、を備え、
所定のアンテナから送信される前記無線電力信号と同一周波数の伝搬路推定信号に基づいて、前記複数の第１アンテナと前記所定のアンテナとの間の伝搬路を特徴づける第１伝搬路情報を推定する伝搬路推定部と、
それぞれ異なる時間に取得された複数の前記第１伝搬路情報の時間軸上での差分と、周波数軸上でのフィルタリングと、の少なくとも一方に基づいて、動体を経由する伝搬路を特徴づける第２伝搬路情報を抽出する伝搬路抽出部と、
前記第１伝搬路情報及び前記第２伝搬路情報に基づいて、前記複数の第１アンテナが形成する合成送電ビームの指向性を決定するウェイトベクトルを計算するウェイト計算部と、
前記ウェイトベクトルに基づいて、前記複数の第１アンテナのそれぞれに入力される前記無線電力信号の振幅及び位相を制御する制御部と、を備え、
前記所定のアンテナは、前記送電装置と、前記送電装置から送信された前記無線電力信号を受信する受電装置と、は別個に設けられる動体検出装置の第４アンテナであり、
前記伝搬路推定部は、前記第４アンテナにて送信された前記伝搬路推定信号に基づいて、前記複数の第１アンテナと前記第４アンテナとの間の伝搬路を特徴づける第１伝搬路情報を推定する、無線電力伝送システム。 - 複数の第１アンテナにて無線電力信号を送信する送電装置と、
第２アンテナにて前記無線電力信号を受信する受電装置と、の間で無線電力伝送を行う無線電力伝送方法であって、
所定のアンテナから送信される前記無線電力信号と同一周波数の伝搬路推定信号に基づいて、前記複数の第１アンテナと前記所定のアンテナとの間の伝搬路を特徴づける第１伝搬路情報を推定し、
それぞれ異なる時間に取得された複数の前記第１伝搬路情報の時間軸上での差分と、周波数軸上でのフィルタリングと、の少なくとも一方に基づいて、動体を経由する伝搬路を特徴づける第２伝搬路情報を抽出し、
前記第１伝搬路情報及び前記第２伝搬路情報の少なくとも一方に基づいて、前記複数の第１アンテナが形成する合成送電ビームの指向性を決定するウェイトベクトルを計算し、
前記ウェイトベクトルに基づいて、前記複数の第１アンテナのそれぞれに入力される前記無線電力信号の振幅及び位相を制御し、
前記所定のアンテナは、前記送電装置から送信された前記無線電力信号を受信する受電装置の第２アンテナであり、
前記受電装置から前記第２アンテナにて送信された前記伝搬路推定信号に基づいて、前記複数の第１アンテナと前記第２アンテナとの間の伝搬路を特徴づける第１伝搬路情報を推定する、無線電力伝送方法。 - 複数の第１アンテナにて無線電力信号を送信する送電装置と、
第２アンテナにて前記無線電力信号を受信する受電装置と、の間で無線電力伝送を行う無線電力伝送方法であって、
所定のアンテナから送信される前記無線電力信号と同一周波数の伝搬路推定信号に基づいて、前記複数の第１アンテナと前記所定のアンテナとの間の伝搬路を特徴づける第１伝搬路情報を推定し、
それぞれ異なる時間に取得された複数の前記第１伝搬路情報の時間軸上での差分と、周波数軸上でのフィルタリングと、の少なくとも一方に基づいて、動体を経由する伝搬路を特徴づける第２伝搬路情報を抽出し、
前記第１伝搬路情報及び前記第２伝搬路情報の少なくとも一方に基づいて、前記複数の第１アンテナが形成する合成送電ビームの指向性を決定するウェイトベクトルを計算し、
前記ウェイトベクトルに基づいて、前記複数の第１アンテナのそれぞれに入力される前記無線電力信号の振幅及び位相を制御し、
前記所定のアンテナは、前記送電装置に設けられる第３アンテナであり、
前記第３アンテナにて送信された前記伝搬路推定信号に基づいて、前記複数の第１アンテナと前記第３アンテナとの間の伝搬路を特徴づける第１伝搬路情報を推定する、無線電力伝送方法。 - 複数の第１アンテナにて無線電力信号を送信する送電装置と、
第２アンテナにて前記無線電力信号を受信する受電装置と、の間で無線電力伝送を行う無線電力伝送方法であって、
所定のアンテナから送信される前記無線電力信号と同一周波数の伝搬路推定信号に基づいて、前記複数の第１アンテナと前記所定のアンテナとの間の伝搬路を特徴づける第１伝搬路情報を推定し、
それぞれ異なる時間に取得された複数の前記第１伝搬路情報の時間軸上での差分と、周波数軸上でのフィルタリングと、の少なくとも一方に基づいて、動体を経由する伝搬路を特徴づける第２伝搬路情報を抽出し、
前記第１伝搬路情報及び前記第２伝搬路情報の少なくとも一方に基づいて、前記複数の第１アンテナが形成する合成送電ビームの指向性を決定するウェイトベクトルを計算し、
前記ウェイトベクトルに基づいて、前記複数の第１アンテナのそれぞれに入力される前記無線電力信号の振幅及び位相を制御し、
前記所定のアンテナは、前記送電装置と、前記送電装置から送信された前記無線電力信号を受信する受電装置と、は別個に設けられる動体検出装置の第４アンテナであり、
前記第４アンテナにて送信された前記伝搬路推定信号に基づいて、前記複数の第１アンテナと前記第４アンテナとの間の伝搬路を特徴づける第１伝搬路情報を推定する無線電力伝送方法。
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