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J-GLOBAL ID：201102263490312260   整理番号：11A0104508

電力損失を考慮したアクティブフェーズドアレイアンテナの位相最適化によるマイクロ波無線電力伝送の高効率化

著者 (3件)： 三谷友彦 (京大 生存圏研) ,  田中俊二 (京大 大学院工学研究科) ,  蛯原義雄 (京大 大学院工学研究科)
資料名： 村田学術振興財団年報  (Annual Report of the Murata Science Foundation)
号： 24  ページ： 266-274  発行年： 2010年12月 
JST資料番号： L5491A  ISSN： 0919-3383  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 宇宙太陽光発電による電力はマイクロ波に変換し,地上の発電所に無線で伝送する必要がある。本論文では,フェーズドアレイアンテナによって無線電力伝送を行う場合に各アンテナ素子の励振位相をきめ細かく変化させると,ディジタル移相器で発生する電力損失が大きくなる問題を検討した。前記電力損失を低減するために各アンテナ素子にディジタル移相器が多段接続され,位相変化を伴わない場合は電力損失が発生せず,伴う場合は発生するとの想定の下で送電電力最大化問題を定式化した。具体的には,アンテナ数と移相器段数の積に応じた0-1決定変数を持つ組合せ最適化問題となり,アンテナ素子数が増加すると計算量が指数関数的に増大するので,実回転定理を適用してアンテナ素子数に対して線形時間の計算量となる部分問題に分解した。また,前記近似解と最適解との誤差評価を行って要求される解の精度を事前に保証できることを示し,本手法をアンテナ素子数100万素子の2次元等間隔フェーズドアレイアンテナに適用したところ,送電電力が平均89.5%,最悪では47.9%に低減するのを回避できた。さらに,1次元12素子フェーズドアレイアンテナを製作し,ビームパタン測定実験を行うことで有効性を実証した。

シソーラス用語： *送電 ,  *フェイズドアレイ ,  アクティブアンテナ ,  *無線伝送 ,  マイクロ波通信 ,  移相器 ,  計算量 ,  近似法 ,  *組合せ最適化問題 ,  計測システム ,  評価試験
準シソーラス用語： ビームパターン ,  *フェイズドアレイアンテナ ,  *マイクロ波無線

分類 (4件)： 送電  (NB05030G) ,  アンテナ  (ND06000M) ,  無線通信一般  (ND08010L) ,  その他のオペレーションズリサーチの手法  (KA03070E)

引用文献 (4件)：

• P. E. Glaser, F. P. Davidson, and K. Csigi, Solar Power Satellites, New York: John Wiley&Sons, 1998.
• H. Matsumoto,“Research on solar power station and microwave power transmission in japan: Review and perspectives,” IEEE Microwave Magazine, vol.3, pp. 36-45, Mar. 2002.
• T. W. Parks and C. S. Burrus, Digital Filter Design, New York: John Wiley&Sons, p.122, 1987.
• R. J. Mailloux, Phased Array Antenna Handbook, 2nd ed., USA: Artech House, 2005.

タイトルに関連する用語 (5件)： 電力損失 ,  位相最適化 ,  マイクロ波 ,  無線電力伝送 ,  高効率化