研究内容 (Details of Researches)

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

島国である日本の海洋資源探索に貢献するため、海中に探査機用の給電ステーションを設け、ステーションへは有線で、探査機へはワイヤレスで 電力を給電する技術の確立を目指しています。そのために必要な技術の一つとして、kWオーダーの大電力をワイヤレスで供給する技術があり、 その手段として電磁波が注目されています。しかし、kWオーダーを超える大電力を使用した場合の淡水・海水の電気特性が分かっていないため、 電力供給に用いる電極構造が最適化できていません。そこで、大電力にも対応可能な測定方法や、 水中ワイヤレス電力伝送に適した電極構造を研究しています。

  1. 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, Dec. 2018. (Early Access)
  2. M. Tamura, Y. Naka, K. Murai,“Design of Capacitive Coupler in Underwater Wireless Power Transfer Focusing on kQ Product,” IEICE Trans. Electron, vol. E101-C, no. 10, pp.759-766, Oct. 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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次世代ワイヤレス通信用RF回路 (Next-Generation Wireless RF Circuit)

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、各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. Satoh, M. Tamura,“Filter using cylindrical quadruple mode SIW resonator,” IEICE Electronics Express, ELEX, vol.15, No.9, pp.1-6, #20180295, Apr. 2018.
  2. 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.
  3. 富田,宮路,田村,“逆位相信号合成による全二重無線通信に向けたアナログ自己干渉除去回路の設計手法の提案,”信学技報 MW2016-196, vol.116, no.486,pp.45-50,Mar. 2017.

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ワイヤレスハーネス (Wireless Harness)

IT 機器や輸送機器、航空宇宙機器から工場インフラに至るまでといった人間の生活を支えるIoT機器には、安全・安心な運用の観点から動作制御や状態センシングのために多数のセンサが用いられています。 これらのセンサはハーネスで接続して電力供給と情報収集を行うか、電池で駆動させて情報のみをワイヤレスに送受するシステムを取っています。 この場合、車内や高温炉内など閉鎖された空間で、かつ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では非常に扱いづらいです。 しかし、エネルギーもワイヤレスで供給すればこの問題を解消できます。そこで、本研究では閉鎖空間に設置するセンサに ワイヤレスで電力供給と相互通信を実現する融合システムを開発しています。

  1. 古巣,二村,藤井,田村,“キャビティ共振モード無線電力伝送に向けた差動受電器と整流回路の一体化,”信学技報 WPT2018-24, vol.118, no.115,pp.91-96,Jul. 2018.
  2. M. Tamura, D. Furusu, I. Takano, “Wireless Power and Information Transfer in Closed Space utilizing Frequency Selected Surfaces,” in Proc. 2017 IEEE MTT-S Int. Microwave Symposium, Honolulu, HI, Jun. 2017.
  3. I. Takano, D. Furusu, Y. Watanabe, M. Tamura, “Cavity Resonator Wireless Power Transfer in an Enclosed Space with Scatterers utilizing Metal Mesh,” IEICE Trans. Electron, vol. E100-C, no. 10, pp.841-849, Oct. 2017.

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