ワイヤレス給電技術の最前線

第1章　ワイヤレス給電技術の基礎
1　ワイヤレス給電技術の概要　　　篠原真毅
2　ワイヤレス給電の伝播技術
　　2.1　アンテナと電波伝搬　　　篠原真毅
　　　2.1.1　電磁波の伝播
　　　2.1.2　開口アンテナ近似を用いたビーム収集効率の計算
　　　2.1.3　アンテナと効率
　　2.2　伝送シートを用いたワイヤレス給電　　　篠田裕之
　　　2.2.1　はじめに
　　　2.2.2　伝送シートによる選択的給電と使用する周波数
　　　2.2.3　伝送シートの特性を記述するパラメータ
　　　2.2.4　伝送シート周囲の電磁場
　　　2.2.5　金属共振体との相互作用
　　　2.2.6　保護層の導入
　　　2.2.7　電磁場閉じ込め構造による選択給電
　　　2.2.8　給電の選択制とEMC
　　　2.2.9　おわりに　
　　2.3 共振器を用いたワイヤレス給電技術　―電磁誘導理論より―　　　小紫公也
　　　2.3.1　長ギャップを有する電磁誘導と漏れインダクタンス
　　　2.3.2　電力伝送効率と指標関数kQ
　　　2.3.3　高Q値コイルを用いたワイヤレス給電
　　　2.3.4　共振周波数の双峰性とインピーダンス整合
　　　2.3.5　高Q値コイル
　　　2.3.6　交流周波数の選択
　　2.4　共振器を用いたワイヤレス給電技術　―フィルター理論より―　　　粟井郁雄
　　　2.4.1　はじめに
　　　2.4.2　0Ω電源に対するBPF理論
　　　2.4.3　WPT回路に対する条件
　　　2.4.4　設計例
　　　2.4.5　他の設計法との比較
　　　2.4.6　システムとしての伝送効率―むすびに代えて
　　2.5　共振器を用いたワイヤレス給電技術―アンテナの視点より―　　　陳　強
　　　2.5.1　はじめに
　　　2.5.2　無線電力伝送効率の最大化条件
　　　2.5.3　インピーダンス整合と電力伝送効率
　　　2.5.4　アンテナの導体損失と電力伝送効率
　　　2.5.5　整合回路の損失と電力伝送効率
　　　2.5.6　おわりに
3　ワイヤレス給電の変換技術 ―発生と整流―
　　3.1　GaN半導体　　　大野泰夫
　　　3.1.1　はじめに　　　　
　　　3.1.2　窒化ガリウム
　　　3.1.3　トランジスタ構造
　　　3.1.4　電流コラプス
　　　3.1.5　高耐圧化
　　　3.1.6　整流用ダイオード
　　　3.1.7　成長基板の選択
　　　3.1.8　まとめ
　　3.2 半導体マイクロ波増幅回路　　　本城和彦
　　　3.2.1　高電力効率化を実現する概念
　　　3.2.2　F級・逆F級増幅器を実現するための回路理論
　　　3.2.3　寄生素子を含むトランジスタに対するF級・逆F級回路設計理論
　　　3.2.4　マイクロ波F級の設計試作例
　　3.3　アクティブ集積アレーアンテナ　　　川﨑繁男
　　　3.3.1　概要
　　　3.3.2　集積アンテナ
　　　3.3.3　要素技術
　　　3.3.4　アレーアンテナ
　　　3.3.5　まとめ
　　3.4　位相制御マグネトロン　　　三谷友彦
　　　3.4.1　はじめに
　　　3.4.2　マグネトロンの発振スペクトル
　　　3.4.3　位相制御マグネトロン
　　　3.4.4　振幅制御機能を有する位相制御マグネトロン
　　　3.4.5　位相制御マグネトロンを用いたフェーズドアレー
　　　3.4.6　おわりに
　　3.5　レクテナ整流回路理論　　　藤森和博
　　　3.5.1　レクテナとは
　　　3.5.2　レクテナの構成
　　　3.5.3　高周波整流回路の基本動作
　　　3.5.4　様々なタイプのレクテナ
　　　3.5.5　レクテナアレー
　　　3.5.6　レクテナ開発の今後の展望
4　電磁界電磁波防護指針と生体影響　　　宮越順二
　　4.1　電磁波の生体影響　　
　　　4.1.1　はじめに
　　　4.1.2　電磁波による健康問題の歴史的背景
　　　4.1.3　電磁波影響の評価研究
　　　4.1.4　国際がん研究機関(IARC)や世界保健機関(WHO)の評価と動向
　　　4.1.5　電気的(電磁)過敏症
　　　4.1.6　電磁波生体影響とリスクコミュニケーション
　　　4.1.7　おわりに
5　標準化動向　　　
　　5.1　ワイヤレスパワーコンソーシアムの活動(Qi規格)　　　黒田直祐
　　　5.1.1　はじめに
　　　5.1.2　WPCの標準化活動
　　　5.1.3 ワイヤレスパワーコンソーシアム(WPC)について
　　　5.1.4　Volume-1規格の概要
　　　5.1.5　WPC規格充電システムの概要
　　　5.1.6　電力の制御と通信
　　　5.1.7　「規格書Part-2」パフォーマンスに関する要求
　　　5.1.8　「規格書Part-3」規格適合認定試験について
　　　5.1.9　規格適合認定試験のプロセスとライセンス製品の販売
　　　5.1.10　おわりに
　　5.2　ITUでの無線電力伝送の議論状況　　　橋本弘藏
　　　5.2.1　はじめに
　　　5.2.2　国際電気通信連合(ITU)
　　　5.2.3　ITUにおける無線電力伝送に関する議論の概略
　　　5.2.4　これまでの干渉解析の概要
　　　5.2.5　むすび
　　5.3　エネルギーハーベスティングコンソーシアムの活動　　　竹内敬治
　　　5.3.1　はじめに
　　　5.3.2　エネルギーハーベスティングとは
　　　5.3.3　ワイヤレス給電技術とエネルギーハーベスティング技術との関係
　　　5.3.4　エネルギーハーベスティングの標準化動向
　　　5.3.5　エネルギーハーベスティングコンソーシアムの活動
第2章　応用技術 ―電磁波利用―
1　ワイヤレス給電の歴史　　　篠原真毅
　　1.1　1960-70年代
　　1.2　1980-90年代
　　1.3　2000年代以降
　　1.4　まとめ
2　センサーネットワークへの給電　　　阪口　啓
　　2.1　はじめに　
　　2.2　ワイヤレスグリッド
　　2.3　950MHz帯周波数スペクトル
　　2.4　センサーノードのハードウェア構成
　　2.5　面的なワイヤレス給電の設計項目
　　2.6　ワイヤレス給電の回線設計
　　2.7　ワイヤレス給電のカバレッジ拡大技術
　　2.8　ワイヤレス給電の特性評価
3　電磁波エネルギーハーベスティング　　　古川　実
　　3.1　エネルギーハーベスティングの概要　　　
　　3.2　受電可能な電磁波エネルギー量
　　　3.2.1　空間中の電磁波エネルギー
　　　3.2.2　受電電力の予測
　　3.3　電磁波エネルギーハーベスティングの原理
　　　3.3.1　ハーベスティングデバイス
　　　3.3.2　高出力化手法
　　3.4　製品例
　　　3.4.1　無線LAN波収穫用レクテナ (日本電業工作㈱)
　　　3.4.2　地上デジタル放送波収穫用(日本電業工作㈱)
　　3.5　まとめ
4　電気自動車無線給電システム　　　安間健一
　　4.1　開発背景,目的について
　　4.2　無線充電システム原理
　　4.3　本システムの設備概要
　　4.4　本システムの特長・利点
　　4.5　現在の開発状況
　　4.6　課題と今後の展望
5　建築構造物を用いたマイクロ波無線ユビキタス電源　　　丹羽直幹
　　5.1　はじめに
　　5.2　システム概要
　　5.3　要素技術
　　5.4　実大空間試作・評価
　　5.5　おわりに
6　飛翔体への無線給電システム　　　　藤野義之
　　6.1　飛翔体への無線給電の歴史および概論
　　6.2　マイクロ波送電小形模型飛行機実験(MILAX実験)
　　6.3　無人飛行船のマイクロ波駆動実験(ETHER実験)
　　6.4　まとめ
7　配管中移動ロボットへの無線給電システム　　　篠原真毅
8　宇宙太陽光発電システム　　　　　佐々木　進
　　8.1　はじめに
　　8.2　宇宙太陽光発電システムの仕組み
　　8.3　宇宙太陽光発電システムの研究の歴史
　　8.4　宇宙太陽光発電システムに必要な技術と課題
　　8.5　宇宙太陽光発電システムの研究の現状　
　　8.6　宇宙太陽光発電システム実現への展望　
　　8.7　おわりに
第3章　応用技術―カップリング利用―　　
1　電気自動車用ワイヤレス給電システム(電磁誘導)　　　高橋俊輔
　　1.1　はじめに
　　1.2　電磁誘導方式の原理
　　1.3　電磁誘導方式の開発
　　1.4　電動バスによる実証走行試験
　　1.5　おわりに
2　電磁共鳴を用いた電気自動車向け非接触充電システムの開発　　居村岳広
　　2.1　はじめに
　　2.2　磁界共鳴と電気自動車へのワイヤレス充電の適応
　　2.3　MHzからkHzへ
　　2.4　素早いインピーダンスマッチング
　　2.5　まとめ
3　非対称結合構造を用いた電界結合型ワイヤレス給電システム　　　　市川敬一
　　3.1　はじめに
　　3.2　基本構造と電力伝送システムの構成
　　　3.2.1　基本構造
　　　3.2.2　電力伝送システムの構成
　　3.3　等価回路
　　　3.3.1　電界結合部の等価回路
　　　3.3.2　電力伝送システムの等価回路
　　3.4　応用例
　　　3.4.1　給電システムの構成
　　　3.4.2　給電システムの組込み試作例
　　3.5　おわりに

4　ワイヤレス電力伝送技術を統合した直流給電システム　　　　　原川健一
　　4.1　はじめに
　　4.2　理想の姿を考える
　　4.3　電力・通信統合層
　　　4.3.1　直流送電
　　　4.3.2　通信機能
　　4.4　ワイヤレス電力伝送
　　　4.4.1　直列共振電力伝送方式
　　　4.4.2　並列共振電力伝送方式
　　　4.4.3　フリーポジション電力供給技術
　　　4.4.4　通信機能
　　　4.4.5 安全性
　　4.5　適用イメージ
　　4.6　まとめ
5　携帯電話用ワイヤレス充電器の試作概要とエネルギー効率評価　　　　竹野和彦
　　5.1　はじめに
　　5.2　ワイヤレス充電器の概要
　　5.3　位置と効率の関係
　　5.4　充電場所と効率の関係
　　5.5　充電時の放射雑音
　　5.6　環境(省エネルギー)分析
　　5.7　まとめ
6　非接触ICカード技術「FeliCa」での電力/信号伝送　　　　北　真登
　　6.1　FeliCaの概要
　　　6.1.1　FeliCaとは
　　　6.1.2　導入事例
　　6.2　FeliCa の技術
　　　6.2.1　FeliCa の仕組み
　　　6.2.2　ハードウェア構成とその課題
　　　6.2.3　ソフトウェア処理によるメモリ保護
7　医療用給電システム　　　　　佐藤文博,松木英敏
　　7.1　はじめに
　　7.2　人工臓器へのワイヤレス・エネルギー伝送技術
　　7.3　治療機器へのワイヤレス・エネルギー伝送技術
　　7.4　計測機器へのワイヤレス・エネルギー伝送技術(ワイヤレス通信)