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空間伝送型ワイヤレス電力伝送システム

GLOSSARY

空間伝送型ワイヤレス電力伝送システム(WPT)の概要

空間伝送型ワイヤレス電力伝送システム(WPT:Wireless Power Transfer)は、電波(電磁波)を用いて数メートルから10メートル程度の距離を有線接続なしで電力を伝送するシステムです。

原理と特徴

  • 原理: 送電側から電波(マイクロ波など)を発射し、受電側ではアンテナと整流回路(レクテナ)を使ってその電波のエネルギーを直流電力に変換して利用します。

  • 伝送距離: 数m〜10m程度の比較的長距離の伝送が可能です。

  • 送電電力: 小電力(数 μW〜数 mW、数十 mW程度)の機器への給電が主です。

  • 用途:

    • 工場、倉庫、介護施設など、広範囲に設置されたセンサー機器やIoTデバイスへの給電。

    • 電源ケーブルの配線が不要になるため、レイアウトの自由化や、断線しやすい可動部のセンサーのメンテナンスフリー化に貢献します。

  • 安全性: 送信出力が比較的低く設定されており、電波防護指針に適合するなど、人体への影響が考慮された安全な利用が可能です。

  • バッテリーレス化: 機器のバッテリーが不要になるため、バッテリー交換の手間やコストの削減が期待されます。

日本における制度化

日本では、2022年(令和4年)の電波法関連省令改正により、WPT向けの周波数帯として920MHz帯、2.4GHz帯、5.7GHz帯の3つの帯域が割り当てられ、構内無線局としての運用が認められるなど、実用化に向けた整備が進んでいます。特に920MHz帯は伝搬損失が少なく、建物の陰などでも電波が届きやすい特性を持っています。


この技術は、電源ケーブルの制約から解放され、IoT社会の推進に大きく寄与すると期待されています。

株式会社Space Power Technologiesへのインタビュー動画では、長距離電力伝送による「真のワイヤレス化」を目指す熱い想いが語られています。

『電気の長距離伝送による真のワイヤレス化を目指す』 ~株式会社Space Power Technologies【IPAS2022支援先】~

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SSG6M80Aシリーズ
マルチチャネル・コヒーレント・マイクロ波信号発生器
主な特長
・最大周波数 13.6 GHz/20 GHz
・出力周波数分解能 最大0.001 Hz
・位相ノイズ < -136 dBc/Hz @ 1 GHz、オフセット 10 kHz(測定値)
・コヒーレントモード、搬送周波数 = 10 GHz、周囲温度変動 ±2℃、観測時間 5時間、位相変動 < 1.5°
・チャンネル間の周波数、振幅、位相を個別に調整可能。単一デバイスチャンネル同期および複数デバイスチャンネル位相同期をサポート。位相メモリ機能搭載
・アナログ変調、パルス変調(オプション)

SSA6000A Series Signal Analyzer

Main Features
・Measurement Frequency Range: 2 Hz ~ 50 GHz
・IQ Analysis Bandwidth: 1.2 GHz
・Real-time Spectrum Analysis Bandwidth: 400 MHz
・Phase Noise: -123 dBc/Hz @ 1 GHz, 10 kHz offset
・DANL: Less than -165 dBm/Hz
・Demodulation and analysis of signals from multiple mobile communication standards including 5G NR, LTE/LTE-A, WLAN, and IoT, as well as wireless connections.

SNA6000A Series Vector Network Analyzer

Key Features
・Frequency Range: 100 kHz ~ 50 GHz
・Dynamic Range: 135 dB
・IF Bandwidth Range: 1 Hz ~ 10 MHz
・Output Power Setting Range: -60 dBm ~ +20 dBm
・Supports 4-port (2-source) S-parameter measurements, differential (balanced) measurements, time-domain analysis, scalar mixer measurements, etc.
・Optional accessories include electronic calibration kits, switch matrix, and mechanical switches.

SDS8000Aシリーズ オシロスコープ

特長と利点
4チャンネル + 外部トリガーチャンネル
アナログチャンネル帯域幅:最大16GHz(8/13/16GHz)
リアルタイムサンプリングレート:最大40GSa/s(全チャンネル同時)
12ビットADC
低ノイズフロア:16GHz帯域幅で176μVrms
SPOテクノロジー
・ 波形キャプチャレート:最大200,000フレーム/秒
・ 256段階の波形輝度と色温度表示をサポート
・ 最大2Gポイント/チャンネルのストレージ容量
・ デジタルトリガー

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