| 講演名 | 2022-04-15 近距離4x4MIMO-WiCoPTシステムの伝送効率改善の検討 宮 伸大朗(鹿児島大), 渡辺 瑛大郎(鹿児島大), 奈良 太志(鹿児島大), 吉田 賢史(鹿児島大), 川崎 繁男(スペース&モバイルワイヤレステクノロジー), 西川 健二郎(鹿児島大), |
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| 抄録(和) | 本研究では,情報伝送と無線電力伝送を同一のアンテナ・周波数で行うWireless Communication and Power Transfer (WiCoPT) システムの実現に向け，近距離 Multi Input Multi Output (MIMO) システムを適用したWiCoPTシステムの検討を進めている．先行研究では，同じアンテナ構成で伝送容量と電力伝送効率を高性能で実現し，位置依存性を大幅に改善できることを明らかにしている．本報告では，伝送効率改善のため，入出力給電回路（整合回路）と伝搬特性の関係を明らかにし，整合回路の最適構成法を提案する．2x2の平面パッチアンテナを送受信両方に用いる4x4MIMOシステムを用い，入出力整合条件とMIMO制御による伝送特性の関係をシミュレーションにより明らかにしている．さらに，送受信間の伝搬特性に適した可変整合回路を入出力端子に接続することにより，伝送距離に依存せず，伝送特性が改善することを示している．伝送距離10mmで最大35%の電力伝送効率改善を実現し，電力伝送効率59%，伝送路容量52 bit/s/Hzを達成した. |
| 抄録(英) | This research has investigated the short-range Multi Input Multi Output (MIMO) Wireless Communication and Power Transfer (WiCoPT) system that can simultaneously transmit information and power using the same antenna and frequency band. Our previous work indicated the proposed WiCoPT system can achieve high-level transmission capacity and power transmission efficiency. In addition, the system significantly improved the positioning-free capability. This paper investigates the relationship between the input and output feeding circuits (matching circuits) and the transmission efficiency. A 4x4 MIMO system with 2x2 planar patch antennas is used for both transmission and reception. Simulation results clarify the optimal matching condition to maximize the transmission efficiency under the MIMO control. The maximum efficiency improvement of 35% is achieved at a transmission distance of 10 mm, with a transmission efficiency of 59%, and the maximum transmission capacity of 52 bits/s/Hz. Our investigation indicates that a variable matching circuits effectively optimize the propagation condition between the transmitter and the receiver under the MIMO control, resulting in high-level transmission characteristics. |
| キーワード(和) | WiCoPT / MIMO / 無線電力伝送 / 整合回路 |
| キーワード(英) | WiCoPT / MIMO / WPT / matching circuits |
| 資料番号 | WPT2022-1,MW2022-1 |
| 発行日 | 2022-04-08 (WPT, MW) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | MW / WPT |
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| 開催期間 | 2022/4/15(から1日開催) |
| 開催地（和） | 機械振興会館 |
| 開催地（英） | Kikai-Shinko-Kaikan Bldg. |
| テーマ（和） | 電力伝送/マイクロ波一般 |
| テーマ（英） | Wireless Power Transfer, Microwave |
| 委員長氏名（和） | 末松 憲治(東北大) / 石崎 俊雄(龍谷大) |
| 委員長氏名（英） | Noriharu Suematsu(Tohoku Univ.) / Toshio Ishizaki(Ryukoku Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 河合 正(兵庫県立大) / 大久保 賢祐(岡山県立大) / 中溝 英之(三菱電機) |
| 副委員長氏名（英） | Tadashi Kawai(Univ. of Hyogo) / Kensuke Okubo(Okayama Prefectural Univ.) / Hideyuki Nakamizo(Mitsubishi Electric) |
| 幹事氏名（和） | 大平 昌敬(埼玉大) / 河口 民雄(東芝) / 藤森 和博(岡山大) / 居村 岳広(東京理科大) |
| 幹事氏名（英） | Masataka Ohira(Saitama Univ.) / Tamio Kawaguchi(Toshiba) / Kazuhiro Fujimori(Okayama Univ.) / Takehiro Imurai(Tokyo Univ. of Science) |
| 幹事補佐氏名（和） | 長谷川 直輝(ソフトバンク) / 片山 光亮(早大) / 成末 義哲(東大) / 田中 勇気(パナソニック) |
| 幹事補佐氏名（英） | Naoki Hasegawa(Softbank) / Kosuke Katayama(Waseda Univ.) / Yoshiaki Narusue(Univ. of Tokyo) / Yuki Tanaka(Panasonic) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Microwaves / Technical Committee on Wireless Power Transfer |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 近距離4x4MIMO-WiCoPTシステムの伝送効率改善の検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Transmission Efficiency Improvement of Short-Range 4x4 MIMO-WiCoPT System |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | WiCoPT / WiCoPT |
| キーワード(2)（和/英） | MIMO / MIMO |
| キーワード(3)（和/英） | 無線電力伝送 / WPT |
| キーワード(4)（和/英） | 整合回路 / matching circuits |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 宮 伸大朗 / Shintaro Miya |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 鹿児島大学(略称：鹿児島大) Kagoshima University(略称：Kagoshima Univ.) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 渡辺 瑛大郎 / Youtaro Watanabe |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 鹿児島大学(略称：鹿児島大) Kagoshima University(略称：Kagoshima Univ.) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 奈良 太志 / Taishi Nara |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 鹿児島大学(略称：鹿児島大) Kagoshima University(略称：Kagoshima Univ.) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 吉田 賢史 / Satoshi Yoshida |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 鹿児島大学(略称：鹿児島大) Kagoshima University(略称：Kagoshima Univ.) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 川崎 繁男 / Shigeo Kawasaki |
| 第 5 著者 所属（和/英） | スペース&モバイルワイヤレステクノロジー株式会社(略称：スペース&モバイルワイヤレステクノロジー) Space&Mobile Wireless Technology Inc.(略称：Space&Mobile Wireless Technology Inc.) |
| 第 6 著者 氏名（和/英） | 西川 健二郎 / Kenjiro Nishikawa |
| 第 6 著者 所属（和/英） | 鹿児島大学(略称：鹿児島大) Kagoshima University(略称：Kagoshima Univ.) |
| 発表年月日 | 2022-04-15 |
| 資料番号 | WPT2022-1,MW2022-1 |
| 巻番号（vol） | vol.122 |
| 号番号（no） | WPT-1,MW-2 |
| ページ範囲 | pp.1-5(WPT), pp.1-5(MW), |
| ページ数 | 5 |
| 発行日 | 2022-04-08 (WPT, MW) |