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エンジニア入門シリーズ

基本から学ぶ
マイクロ波ワイヤレス給電
回路設計から移動体・ドローンへの応用まで

著: 嶋村 耕平
松倉 真帆
菅沼 悟
溝尻 征
定価: 4,620円(本体4,200円+税)
判型: A5
ページ数: 232 ページ
ISBN: 978-4-910558-36-3
発売日: 2024/11/22
管理No: 134

【目次】

1章 マイクロ波ワイヤレス給電~Historyと最新の研究~

  1. 1.1 はじめに
  2. 1.2 マイクロ波ワイヤレス給電のこれまでの歴史・研究
  3. 1.3 要素技術の発展の歴史
  4. 1.4 近年の研究開発動向
  5. 1.5 各周波数帯域に対する身の回りの電磁波利用

2章 マイクロ波ワイヤレス給電の基礎

  1. 2.1 空間中の電磁波の伝播
  2. 2.2 電磁波の伝播手段と伝播モード
    1. 2.2.1 導波管(WG: Wave Guide)
    2. 2.2.2 同軸ケーブル
    3. 2.2.3 高周波伝送路
  3. 2.3 伝送線路理論
  4. 2.4 λ/2, λ/4線路
  5. 2.5 Sパラメータ

3章 マイクロ波源の設計

  1. 3.1 マイクロ波電源の全体概要
  2. 3.2 増幅回路の電力利得
  3. 3.3 ドレイン効率と電力付加効率 (PAE)
  4. 3.4 小信号利得 (線形領域) と大信号利得 (非線形領域)、P1dBとP3dB
  5. 3.5 マイクロ波増幅回路における増幅素子の周波数特性と最大可能出力
  6. 3.6 マイクロ波増幅回路のトレンドとベンチマーク
  7. 3.7 マイクロ波電源のシステム要件と設計構想
  8. 3.8 異常発振とK値
  9. 3.9 最大有能電力利得
  10. 3.10 増幅回路の動作モード
  11. 3.11 ソースプルとロードプル
  12. 3.12 多段増幅回路の設計方法
  13. 3.13 DCバイアス線路
  14. 3.14 増幅回路全体でのインピーダンス整合回路の設計
  15. 3.15 具体的なマイクロ波電源の設計手順

4章 マイクロ波ワイヤレス給電の受電側回路設計~アンテナ~

  1. 4.1 電気ダイポールとダイポールアンテナ
  2. 4.2 アンテナの評価指標
    1. 4.2.1 放射パターンと利得 (Gain)
    2. 4.2.2 実効面積(Effective area)
    3. 4.2.3 偏波
  3. 4.3 アンテナの遠方界放射
  4. 4.4 開口面アンテナ
  5. 4.5 マイクロストリップアンテナ (MSA)
    1. 4.5.1 28 GHzパッチアンテナの設計手順例
  6. 4.6 アレイアンテナの設計
    1. 4.6.1 4.5.1節の単体アンテナの4素子アレイ化

5章 マイクロ波ワイヤレス給電の受電側設計~整流回路~

  1. 5.1 理論RF-DC変換効率
  2. 5.2 シングルシリーズ・シングルシャント整流回路
  3. 5.3 28 GHz動作のF級負荷整流回路の設計製作
  4. 5.4 整流回路の性能評価
  5. 5.5 アンテナとの統合

6章 飛翔体への給電実験

  1. 6.1 飛翔体へのワイヤレス給電の歴史
  2. 6.2 回転翼UAVへのワイヤレス給電における28 GHzの優位性 (2020年時点)
  3. 6.3 菅沼らによる飛行デモンストレーション実験と効率解析
    1. 6.3.1 送電系・追尾システム
  4. 6.4 受電レクテナ
    1. 6.4.1 アンテナ
    2. 6.4.2 整流回路
  5. 6.5 UAV制御系
  6. 6.6 送受電効率の解析式
    1. 6.6.1 ガウシアンビームとビーム収集効率ηbeam
    2. 6.6.2 捕集効率ηcap
    3. 6.6.3 透過効率ηtra
  7. 6.7 飛行デモンストレーション結果
  8. 6.8 慶長・茂呂らによる飛行デモンストレーション実験
    1. 6.8.1 受電アンテナ:16アレーパッチアンテナ
    2. 6.8.2 UAV制御:PI・PID制御の導入
    3. 6.8.3 飛行デモンストレーション実験結果
  9. 6.9 UAVへのワイヤレス給電の実現可能性
    1. 6.9.1 5.8 GHz・28 GHzの解析効率比較
    2. 6.9.2 バッテリー性能との比較 (2020年時点)

7章 未来のワイヤレス給電

  1. 7.1 超高周波ワイヤレス給電
  2. 7.2 大電力ワイヤレス給電
    1. 7.2.1 大電力ワイヤレス給電で用いる発振源
    2. 7.2.2 立体型の整流管
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