路工学とアンテナ工学の橋渡し

図1 無線給電システムの構成

図2 無線給電システムの等価回路

 アンテナは「電子回路の信号」と「空中の電波」を相互に変換する機能を持つ、無線通信やレーダーに不可欠のデバイスです。これらの用途では、電子回路とアンテナを目標仕様に合わせて別々に設計するのが一般的です。しかしながら、近年注目されている無線給電システムなどでは、電力需要に応じて回路の動作を適応的に変化させることから、従来の設計手法は通用せず、回路とアンテナを統一的に設計しなければなりません。このとき、回路技術者とアンテナ技術者が協調するために、共通の言語が必要です。
 このような背景から、現在私は、送受電アンテナとその間の空間を全て電気回路としてモデル化するための理論について研究を行なっています。例えば、図1のような無線給電システムは、図2のような等価回路にモデル化できます。回路技術者にとって、このようなモデルが成り立つことは直観的に理解できるものと思っていますが、本研究で提案するモデル化手法では、アンテナの寸法さえ分かっていれば、事前の測定データなしに回路素子値を全て計算できるのがメリットです。
 無線給電システムは、これから徐々に普及していくであろう、電気自動車の充電用途としても注目されています。本研究を更に実用的な段階まで引き上げることで、豊かな未来の一助となることが目標です。

助教 羽賀 望
  • N. Haga, et al., “Circuit modeling technique for electrically-very-small devices based on Laurent series expansion of self-/mutual impedances,” IEICE Trans. Commun., vol.E101-B, no.2, pp.555–563, Feb. 2018. DOI: 10.1587/transcom.2017EBP3196
  • N. Haga, et al., “Passive element approximation of equivalent circuits by the impedance expansion method,” IEICE Trans. Commun., vol.E101-B, no.4, Apr. 2018. DOI: 10.1587/transcom.2017EBP3246
  • N. Haga, et al., “Analysis of a wireless power transfer system by the impedance expansion method using Fourier basis functions,” IEICE Transactions on Communications, vol.E101-B, no.7, July 2018. DOI:
    10.1587/transcom.2017EBP3316

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