Photonic Edge 株式会社フォトニック・エッジ EN
ソリューションを探すアプリケーションから探す無線(ワイヤレス)向け電力伝送
SOLUTION / WIRELESS POWER TRANSFER

電力伝送(ワイヤレス給電)

空間伝送型のワイヤレス給電(WPT)は制度化が進み、使用する周波数帯は固まりつつあります。つまりこれからの開発競争の主戦場は、RFハードそのものではなく——ビームをどう制御するか、人をどう検知して守るか、規格・性能をどう評価して詰めるか——という「ソフトウェアと評価」の側に移ります。当社は、送電ハードは帯域固定で作り込み、ビーム制御・安全ロジック・評価をFPGA/ソフトウェアで再構成しながら回す「ソフトウェア定義のWPT開発プラットフォーム」を提案します。ハード試作を繰り返す開発から、書き換えて即試す開発へ。

ハードは固定、開発はソフトで回す人保護・追尾もソフトの仕事ビームは実測で「見える」
01

提案 — ソフトウェア定義のWPT開発プラットフォーム

1回のイテレーションを「基板試作」単位から「ビットストリーム書き換え」単位へ。開発の回転数が変わります。

固定RF層(作り込んで固定) 帯域固定の送電アレー・RFフロントエンド・電源 ※制度化帯域(920MHz/2.4GHz/5.7GHz帯など)に合わせて設計 再構成層(FPGA/ソフトウェアで書き換える) ビームフォーミング(集束・操向・追尾)/人保護のヌル形成・送電制御/波形・プロトコル/評価用ロジック センシング層(安全のための眼) レーダー等による人・障害物の検知 → 再構成層へ通知し、ヌル形成・送電絞り・停止 評価層(実測で確かめる) 電場可視化でビームの空間分布を実測(集束・サイドローブ・漏れ)/規格・性能の評価系構築 開発ループ ① 重み・ロジックを書き換え ② その場で送電・動作 ③ ビームを実測で確認 ④ 差分を次の書き換えへ ハード試作を挟まないので、 1周が「日」ではなく「分」で回る

プラットフォームの4層構成。固定するもの(RF)と回すもの(ソフト・評価)を分けることで、開発速度が変わります。

02

できること

プラットフォームの各層を、当社の実績技術で構成します。全部まとめても、一部だけでも。

ビーム制御の開発
  • ビームフォーミング(集束・操向・追尾)の設計
  • アレー校正・重み最適化
  • FPGA実装(アレー信号処理の実績)
安全ループの構築
  • レーダー等による人・障害物検知
  • 検知→ヌル形成・送電絞り・停止の制御設計
  • センシングと送電制御の統合
ビームの実測・診断
  • 電場分布の可視化(集束・サイドローブ・漏れ)
  • パターン計測(ビーム・ヌルの評価)
  • 開口面の振幅・位相分布の解析(アレー校正・診断)
評価系の構築
  • 性能・規格適合の評価系構築
  • 自動評価・合否判定・レポート
  • 受託評価にも対応
03

実施例(計算例・実測例)

「ソフトで書き換えると挙動が変わる」「ビームは実測で見える」——提案の根拠を、計算と実測でお見せします。

CASE 01

ハードは固定、重みの書き換えだけで3つの動作

16素子の同一アレー(ハードは一切変更なし)に対して、FPGA上の重み(振幅・位相)だけを書き換えて、「受電器へ集束」「人を検知してヌル形成」「受電器の移動へ追尾」という3つの動作を実現した設計計算例です。ハード試作を挟まずに、この切り替えを何度でも試せるのが再構成型プラットフォームの価値です。

同一の16素子アレーで、重みの書き換えだけで集束・人保護ヌル・追尾の3モードを実現した放射パターンの計算例
重み再構成による3モードの放射パターン(計算例。Webデモと同一の計算エンジンによる)。黄=受電器方向、ピンク=人がいる方向。
CASE 02

ビームは実測で「見える」

設計したビームが本当に狙いどおり形成されているか——それは実測で確かめられます。当社の計測技術では、空間の電場分布の可視化、放射パターンの計測、そして送電アレー開口面の電力(振幅・位相)分布の解析までが可能です。「ビームがどこへ飛んでいるか」と「アレーのどこが、どう励振されているか」の両方が見えるため、ソフトで書き換えたビーム制御の実測フィードバックとして、そのまま開発ループに組み込めます。

  • 電場分布の可視化——集束・サイドローブ・意図しない漏れの把握
  • パターン計測——ビームの向き・集束・ヌル(人保護方向の抑圧)の評価
  • 開口面の振幅・位相分布の解析——アレー校正・素子診断に直結
  • 詳細はアンテナ近傍界計測電場可視化評価のページへ
28GHz帯メタサーフェス反射板の計測例。対象近傍の電界強度と30°方向へ反射して伝搬する電磁波の実測可視化
28GHz帯でビームが設計どおり30°方向へ形成されている様子の実測例(公開中の事例より)。送電ビームの確認・診断にも同じ枠組みが使えます。

※ CASE 01は設計計算例、CASE 02は当社の実測事例です。WPTシステムとしての開発・評価は、対象の周波数帯・規格・運用条件に合わせてご提案します。制度・規格適合の認証取得そのものは対象外ですが、適合に向けた性能評価・設計改善をご支援します。

高周波関連に関するお困り事は、ぜひ当社にご相談ください。

受託研究・開発(業務委託)、計測装置の開発・製造、ソフトウェア開発、共同研究など、形態を問わず対応します。

お問い合わせはこちら