研究内容 (Details of Researches)

水中ワイヤレス電力伝送 (Underwater Wireless Power Transfer)

淡水・海水中での作業において活躍が期待されている自立型無人潜水艇は、作業効率向上の観点から水中での充電とデータ送受が求められています。私たちは構造がシンプルで、かつ軽量化を実現できる電界結合を使った水中でのワイヤレス電力・情報伝送システムの開発を目指しています。この際、kWオーダーを超える大電力による充電が必要となるため、大電力・高電界下での淡水・海水の電気特性を明らかにする研究も進めています。

  1. M. Tamura, K. Murai, M. Matsumoto,“Design of Conductive Coupler for Underwater Wireless Power and Data Transfer,” IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques, vol. 69, no. 1, pp.1161-1175, Jan. 2021.
  2. M. Tamura, Y. Naka, K. Murai, T. Nakata,“Design of a Capacitive Wireless Power Transfer System for Operation in Fresh Water,” IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques, vol. 66, no. 12, pp.5873-5884, Dec. 2018.
  3. Y. Naka, K. Yamamoto, T. Nakata, M. Tamura, “Improvement in Efficiency of Underwater Wireless Power Transfer with Electric Coupling,” IEICE Trans. Electron, vol. E100-C, no. 10, pp.850-857, Oct. 2017.

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デモ実験の様子(左:海水中給電、右:淡水中給電)Fabricated by Kousuke MURAI              

次世代ワイヤレス通信用RF回路 (Next-Generation Wireless RF Circuits)

高速・大容量化が進むワイヤレス通信では、Massive-MIMOやIn-Band Full-Duplex、OAMなど様々な手法が提案されています。これらの技術を実現するためのキー(鍵)となるRF回路の開発を目指しています。ターゲットはポータブル機器からスモールセル/フェムトセル用基地局まで幅広く、アプリケーションに応じた付加価値、対電力性、高チューナビリティ化について研究しています。

  1. K. Yoshihara, M. Tamura, Y. Miyaji, A. Alphones, “Dual Band SIW Cavity-Backed Crossed-Slot Antenna,” in Proc. 2019 Asia-Pacific Microwave Conference, Singapore, Dec. 2019, pp.1775-1778.
  2. K. Satoh, M. Tamura,“Filter using cylindrical quadruple mode SIW resonator,” IEICE Electronics Express, ELEX, vol.15, No.9, pp.1-6, #20180295, Apr. 2018.
  3. M. Tamura, S. Tomida, K. Ichinose,“Design and Analysis of Multi-Mode Stripline Resonator and Its Application to Bandpass Filter,” IEICE Trans. Electron, vol. E101-C, no. 3, pp.151-160, Mar. 2018.

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デモ実験の様子(帯域内全二重通信用送受信アンテナ)Fabricated by Yosuke HORIE              

ワイヤレスハーネス (Wireless Harness)

人間の生活を安全で安心なものにするため、様々な設備や装置に多数のセンサが設置されています。なかでも発電所や工場のインフラなど人の手が届きにくい、あるいは人が立ち入るには危険な場所に設置されるセンサに関しては、ワイヤレス電力伝送による駆動電源の確保が期待されています。そこで、私たちは設備内に疑似的な遮蔽空間を作り出し、空間内に閉じ込めて局在させた電磁界分布をコントロールすることでセンサへの時分割給電を行うシステムの開発を進めています。

  1. D. Fujii, M. Tamura,“Design Method for Differential Rectifier Circuit Capable of Rapidly Charging Storage Capacitor,” IEICE Trans. Electronics, vol. E104-C, no. 7, pp.355-362, Jul. 2021.
  2. S. Nimura, D. Furusu, M. Tamura,“Improvement in Power Transmission Efficiency for Cavity Resonance-Enabled Wireless Power Transfer by Utilizing Probes With Variable Reactance,” IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques, vol. 68, no. 7, pp.2734-2744, Jul. 2020.
  3. D. Furusu, M. Tamura,“Design of Capacitive Planar Power Transmitter and Receiver for Cavity Resonance enabled Wireless Power Transfer,” IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol. 29, no. 8, pp.566-568, Aug. 2019.

SCOPE 成果 »


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