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5.7GHz帯を使用した空間伝送型ワイヤレス電力伝送システムの開発【電気興業】

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 電気興業は6月1日、「5.7GHz帯を使用した空間伝送型ワイヤレス電力伝送システム」の基礎技術を開発したと発表した。(情報提供:共同通信PRワイヤー)

 電気興業は、ワイヤレス電力伝送の実用化に向けた独自の取り組みとして、「空間伝送型ワイヤレス電力伝送の研究開発(以下、WPT)」を進めてきた。
W PTは、電池レス・ケーブルレスで多数の機器への給電を可能とする技術であり、産業界で最も注目されている技術分野の一つだ。総務省は、2022年5月26日に電波法施行規則等の一部改正を行い、WPT向けの周波数として920MHz帯、2.4GHz帯、5.7GHz帯の3つの帯域を割り当てるなど、WPTの普及に向けて動き出している。
 電気興業は、このような背景を踏まえ、5.7GHz帯を使用したWPTの開発を行っている。このシステムでは、送信アンテナのビームフォーミング機能を活用し、受信アンテナを追従して電力伝送を行うことができる。これを実証するため、鉄道模型を用いた実験を行い、アンテナから離れた場所にあるモーターが駆動すること、駆動する鉄道模型をアンテナで追従し、安定的に電力伝送できることを確認した。
 
 電気興業は「2022年度から4か年での計画として総務省に採択いただいた、当社提案『5G準ミリ波との共用技術』においては、WPTによる送電中も5Gシステム性能を維持し、5GとWPTが共存した利用環境を実現するべく、研究を推進中だ」としており、「当社は、今後、これらの基礎技術をもとに、5.7GHz帯用送信アンテナの商用向け試作設計や受信端末の開発を進め、実用化に向けた研究開発に取り組み、波資源の拡大、周波数の有効利用に貢献していく」としている。

5.7GHz帯を使用したWPT

鉄道模型を用いた5.7GHz帯WPT実験の概要

・本技術を適用することにより、鉄道模型が駆動することを確認

・送信アンテナのビームフォーミング機能により、±20°のビーム可変を行い、鉄道模型を追従

・アンテナ4基で約2Wの電力を受電(アンテナ1台当たり、約0.5W)

・鉄道模型を追従し、安定的に電力伝送ができることを確認

5.7GHz帯WPT実験 モデル図

2. 5G準ミリ波との共用化技術の概要

(総務省 令和6年度継続案件:空間伝送型ワイヤレス電力伝送の干渉抑制・高度化技術に関する研究開発)

・5G基地局アンテナ(28GHz帯)で準ミリ波帯(24GHz帯)のWPTシステムを共用し、WPTによる送電中も5Gシステム性能を維持するためのアンテナの開発を行う

・WPTによって生じる、5G基地局への干渉抑制の確認

・干渉を抑制することで、適切な通信環境を維持しつつ、WPTによる安定した電力伝送を確認

・24GHz帯にて、USB充電を可能とする動作必要電力7.5W程度の電力伝送を実現

 電気興業は「上記を確認・実現するため2025年度まで研究を行う予定だ」としている。

5G基地局とWPT基地局共用化イメージ