日本アンテナと金沢工業大学伊東健治研究室が共同で空間伝送型ワイヤレス電力伝送システム用レクテナを開発

スマートファクトリー実現のキーテクノロジー

2024/5/24 13:30

日本アンテナ株式会社

金沢工業大学

日本アンテナ株式会社と金沢工業大学工学部電気電子工学科　伊東健治教授の研究室では、共同研究で得られた半導体素子の技術によりWPT (Wireless Power Transfer：空間伝送型ワイヤレス電力伝送システム) 用のレクテナ※の開発を進めています。

※レクテナ：マイクロ波を直流電流に整流変換するアンテナ。下図使用例の「受電アンテナ」と「受電回路」を一体化したもの

この度、5.75GHz帯5Wレクテナを開発し、入力電力37.6dBm（約5.7W）で88.5%の整流効率と38.9Vの出力電圧を得ることに成功しました。またこの成果は2024年3月の電子情報通信学会にて発表しました（1Wレクテナについては2023年9月に発表済）。

【空間伝送型ワイヤレス電力伝送システムの使用例】

スマートファクトリーの実現には各種センサーへのワイヤレス給電が欠かせない

空間伝送型ワイヤレス電力伝送システム（WPT）について

無線技術は情報通信の社会基盤として非常に重要ですが、昨今はエネルギーの無線技術利用にも実用化が始まっています。

WPTは無線で電力を伝送する技術です。既に携帯電話の充電などにおいて磁界結合方式（電磁誘導方式）による実用化が進んでいますが、工場などでの省力化と生産性の向上にはIoT(センサーネットワーク)を活用した生産プロセスのデジタル化や自動化が欠かせず、今後は空間でのワイヤレス給電の本格的な実用化が期待されています。2022年5月には日本で世界初となるWPTの省令改正（5.7GHz帯など）が実施されました。現在は屋内・無人環境に限定されますが、次の規制緩和では指向性制御や人体検知を用い有人環境でも使用できる可能性が期待されています。

WPTのユースケースとして、工場や倉庫、配送センター内の各種センサー(ロボット・検査・タグ等）

への給電などがあります。

電源ケーブルの配線が不要なため、レイアウトの自由度が高まり、IoT社会の推進にも寄与しています。

共同開発した5Wレクテナ(整流回路内蔵)　サイズ48mm×48mm