无线输电装置制造方法及图纸

在通过相控阵天线向移动体以无线的方式进行输电的输电装置中，由于在执行REV法时固定输电方向，因此REV法的精度不好。本发明专利技术的无线输电装置包括：具有辐射电波(2)的多个元件天线(8)及多个元件模块(9)的输电天线(50)，所述多个元件模块(9)针对所决定的个数的元件天线(8)的每一个而设，具有使作为电波(2)而被辐射的发送信号的相位发生变化的移相器(13)及放大发送信号的放大器(14)；以及REV法相位控制部(27)，该REV法相位控制部(27)在操作移相器中，以将用于执行REV法的操作移相量与用于变更输电方向的方向变更移相量相加而得的移相量来使发送信号的相位发生变化，使得改变操作移相器来重复在由至少一部分元件天线(8)辐射电波的状态下使作为一部分移相器(13)的操作移相器的移相量发生变化。作移相器的移相量发生变化。作移相器的移相量发生变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线输电装置


[0001]本公开涉通过电波以无线的方式向移动体输电的无线输电装置。

技术介绍

[0002]开发了一种通过控制从多个元件天线辐射的微波来控制输电微波波束的方向并进行输电的系统(参照非专利文献1)。以使用微波等频带的电波来向远处输电为目的来开发该系统。该系统中，对于波束控制使用了振幅单脉冲法和元件电场矢量旋转法(Rotating Element Electric Field Vector(REV)Method、REV法)。通过使用振幅单脉冲法和REV法，实现了使用了微波的高效率的无线功率传输。发送从受电侧引导输电微波的发送方向的导频信号，根据振幅单脉冲法利用各输电脉冲来检测导频信号的到来方向，并向该方向辐射微波。根据REV法，检测并校正相当于各输电脉冲之间的高低差的光路长度差。通过将监视天线安装于可二维移动的XY扫描器来扫描电波辐射的区域从而对输电的微波的波束方向、辐射图案进行测定。
[0003]提出了使用相控阵天线作为输电天线向无人机等移动体无线输电的无线输电系统。在使用相控阵天线的无线输电装置中，通过控制输电天线的各元件天线发射的电波的相位，从而在移动体的受电装置存在的方向上形成输电波束。在各元件天线的相位基准不统一的状态下，不能形成沿发送方向的波束。提出了在向移动体输电之前，为了使相控阵天线所具有的各元件天线的相位基准统一，根据静止在空中的移动体受电的功率，利用REV法来进行求取的技术(参照专利文献1)。利用REV方法使各元件天线的相位基准统一的方法是一种公知技术(参照专利文献2)。现有技术文献专利文献
[0004]专利文献1：日本专利特开2019
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75984专利文献2：日本专利特公平成1
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37882非专利文献
[0005]非专利文献1：牧野克省他：“面向SSPS的实现的高精度微波波束方向控制装置的开发及其技术验证试验”，电子信息通信学会技报，SANE2015
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22，pp.37
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42，June2015.

技术实现思路

专利技术所要解决的技术问题
[0006]在从相控阵天线即输电天线辐射电波并以无线的方式进行输电的无线输电装置中，由于各种原因，各元件天线辐射的电波的相位发生偏差，从而降低输电效率。如果输电效率降低，则执行REV法，使各元件天线辐射的电波相位的基准统一。REV法是基于由位置固定的测量用天线接收电波并进行测量的受电强度，使各元件天线辐射的电波相位的基准统一。在正在移动的移动体上搭载了测量用天线的情况下，将移动体移动引起的受电强度的降低也包含在内，由测量用天线测量受电强度。因此，REV法的执行精度变差。即使执行REV
法后，元件天线辐射的电波的相位的基准有时也不统一。
[0007]本公开是为了解决上述问题而完成的，其目的在于得到一种无线输电装置，该无线输电装置在对正在移动的移动体执行REV法的情况下，与以往相比能够高精度地执行REV法。解决技术问题所采用的技术方案
[0008]本公开涉及的无线输电装置包括：输电天线，该输电天线是相控阵天线，以进行辐射的电波来输送电力，能够变更辐射电波的方向即辐射方向，所述相控阵天线具有辐射电波的多个元件天线、及多个元件模块，所述多个元件模块针对所决定的个数的所述元件天线的每一个而设，具有使作为电波而被辐射的发送信号的相位发生变化的移相器、及放大发送信号的放大器；发送信号生成部，该发送信号生成部生成作为电波而从输电天线被辐射的发送信号；存在方向决定部，该存在方向决定部决定移动体存在的方向即存在方向，该移动体搭载有接收电波的受电装置、接收电波的测量用天线、对包含由测量用天线接收的电波的振幅即电场强度在内的接收电波数据进行测量的电波测量部、以及移动体通信机；辐射方向变更部，该辐射方向变更部通过控制移相器使发送信号的相位发生变化的量即移相量，从而将输电天线的辐射方向朝向存在方向；REV法相位控制部，该REV法相位控制部基于对相位操作模式进行规定的REV法方案，在操作移相器中，以将由相位操作模式所规定的移相量即操作移相量、与由辐射方向变更部进行变更的移相量即方向变更移相量相加而得的移相量，来使发送信号的相位发生变化，所述相位操作模式通过改变操作移相器来重复以下动作，即，在由至少一部分的元件天线辐射电波的状态下，使作为一部分移相器的操作移相器的移相量发生变化；相位基准调整部，该相位基准调整部在REV法相位控制部基于REV法方案来使操作移相器的操作移相量发生变化的状态下，基于元件电场相位，来对元件模块输出的发送信号的相位基准进行统一，元件电场相位基于电场变化数据来进行计算，是利用测量用天线来对由提供一个元件模块所输出的发送信号的元件天线所辐射的电波进行接收而检测到的元件电场矢量的相位，所述电场变化数据基于移动体所接收的接收电波数据即REV法执行时电波数据而生成；以及输电侧通信机，该输电侧通信机与移动体通信机进行通信。
[0009]另外，包括：输电天线，该输电天线是相控阵天线，以进行辐射的电波来输送电力，能够对成为辐射电波的目标的在三维空间中的位置范围即辐射目标位置进行变更，所述相控阵天线具有辐射电波的多个元件天线、及多个元件模块，所述多个元件模块针对所决定的个数的元件天线的每一个而设，具有使作为电波而被辐射的发送信号的相位发生变化的移相器、及放大发送信号的放大器；发送信号生成部，该发送信号生成部生成作为电波而从输电天线被辐射的发送信号；存在方向决定部，该存在方向决定部决定移动体存在的方向即存在方向，所述移动体搭载有接收电波的受电装置、接收电波的测量用天线、对包含由测量用天线接收的电波的振幅即电场强度在内的接收电波数据进行测量的电波测量部、以及移动体通信机；移动体距离测量部，该移动体距离测量部对从输电天线到移动体的距离即移动体距离进行测量；辐射目标位置决定部，该辐射目标位置决定部将辐射目标位置决定为相对于输电天线的位置即输电天线位置的相对位置，使得包含由存在方向和移动体距离所决定的在三维空间中的位置即移动体位置；辐射目标位置变更部，该辐射目标位置变更部通过控制移相器使发送信号的相位发生变化的量即移相量，从而辐射电波，以使得相位
在辐射目标位置进行统一；REV法相位控制部，该REV法相位控制部基于对相位操作模式进行规定的REV法方案，在操作移相器中，以将由相位操作模式所规定的移相量即操作移相量、与由辐射方向变更部进行变更的移相量即方向变更移相量相加而得的移相量，来使发送信号的相位发生变化，所述相位操作模式通过改变操作移相器来重复以下动作，即，在由至少一部分的元件天线辐射电波的状态下，使作为一部分移相器的操作移相器的移相量发生变化；相位基准调整部，该相位基准调整部在REV法相位控制部基于REV法方案来使操作移相器的操作移相量发生变化的状态下，基于元件电场相位，来对元件模块输出的发送信号的相位基准进行统一，元件电场相位基于电场变化数据来进行计算，是利用测量用天线来对由提供一个元件模块所输出的发送信号的元件天线所辐射的电波进行接收而检测到的元件电场矢量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种无线输电装置，其特征在于，包括：输电天线，该输电天线是相控阵天线，以进行辐射的电波来输送电力，能够变更辐射所述电波的方向即辐射方向，所述相控阵天线具有辐射所述电波的多个元件天线、及多个元件模块，所述多个元件模块针对所决定的个数的所述元件天线的每一个而设，具有使作为所述电波而被辐射的发送信号的相位发生变化的移相器、及放大所述发送信号的放大器；发送信号生成部，该发送信号生成部生成作为所述电波而从所述输电天线被辐射的所述发送信号；存在方向决定部，该存在方向决定部决定移动体存在的方向即存在方向，所述移动体搭载有接收所述电波的受电装置、接收所述电波的测量用天线、对包含由所述测量用天线接收的所述电波的振幅即电场强度在内的接收电波数据进行测量的电波测量部、以及移动体通信机；辐射方向变更部，该辐射方向变更部通过控制所述移相器使所述发送信号的相位发生变化的量即移相量，从而将所述输电天线的所述辐射方向朝向所述存在方向；REV法相位控制部，该REV法相位控制部基于对相位操作模式进行规定的REV法方案，在操作移相器中，以将由所述相位操作模式所规定的所述移相量即操作移相量、与由所述辐射方向变更部进行变更的所述移相量即方向变更移相量相加而得的所述移相量，来使所述发送信号的相位发生变化，所述相位操作模式通过改变所述操作移相器来重复以下动作，即，在由至少一部分的所述元件天线辐射所述电波的状态下，使作为一部分所述移相器的所述操作移相器的所述移相量发生变化；相位基准调整部，该相位基准调整部在所述REV法相位控制部基于所述REV法方案来使所述操作移相器的所述操作移相量发生变化的状态下，基于元件电场相位，来对所述元件模块输出的所述发送信号的相位基准进行统一，所述元件电场相位基于电场变化数据来进行计算，是利用所述测量用天线来对由提供一个所述元件模块所输出的所述发送信号的所述元件天线所辐射的所述电波进行接收而检测到的元件电场矢量的相位，所述电场变化数据基于所述移动体所接收的所述接收电波数据即REV法执行时电波数据而生成；以及输电侧通信机，该输电侧通信机与所述移动体通信机进行通信。2.如权利要求1所述的无线输电装置，其特征在于，还包括导频天线，该导频天线具有指向性，接收由搭载于所述移动体的导频发送机发送的导频信号来生成导频接收信号，所述存在方向决定部基于所述导频接收信号，来决定所述存在方向。3.如权利要求1所述的无线输电装置，其特征在于，还包括移动体位置测定装置，该移动体位置测定装置对所述移动体的位置即移动体位置进行测量，所述存在方向决定部基于所述输电天线的位置即输电天线位置以及所述移动体位置，来决定所述存在方向。4.如权利要求3所述的无线输电装置，其特征在于，所述移动体位置测定装置将搭载于所述移动体的所述受电装置的位置即受电装置位置作为所述移动体位置来进行测量。5.如权利要求1所述的无线输电装置，其特征在于，
所述存在方向决定部基于由定位传感器进行测量并从所述移动体通信机进行发送的移动体位置、以及所述输电天线的位置即输电天线位置，来决定所述存在方向，所述定位传感器搭载于所述移动体，对所述移动体的位置即所述移动体位置进行测量。6.如权利要求3至5的任一项所述的无线输电装置，其特征在于，所述辐射方向变更部将所述移动体位置与所述输电天线位置之间的距离也考虑在内，来决定所述方向变更移相量。7.如权利要求1所述的无线输电装置，其特征在于，还包括：移动体数据存储部，该移动体数据存储部存储移动体结构数据，所述移动体结构数据表示所述受电装置相对于所述移动体位置的位置；以及受电装置位置决定部，该受电装置位置决定部基于由定位传感器进行测量并从所述移动体通信机进行发送的移动体位置、所述移动体结构数据、以及由姿势传感器进行测量并从所述移动体通信机进行发送的姿势数据，来决定所述受电装置的位置即受电装置位置，所述定位传感器搭载于所述移动体，对所述移动体的位置即所述移动体位置进行测量，所述姿势传感器搭载于所述移动体，对表示所述移动体的姿势的所述姿势数据进行测量，所述存在方向决定部基于所述输电天线的位置及所述受电装置位置，来决定所述存在方向。8.如权利要求7所述的无线输电装置，其特征在于，所述辐射方向变更部将所述受电装置位置与所述输电天线位置之间的距离也考虑在内，来决定所述方向变更移相量。9.如权利要求2所述的无线输电装置，其特征在于，还包括存在方向预测部，该存在方向预测部预测所述存在方向，所述辐射方向变更部将所述辐射方向朝向所述存在方向预测部所预测到的所述存在方向即预测存在方向。10.如权利要求9所述的无线输电装置，其特征在于，还包括存在方向履历存储部，该存在方向履历存储部存储在决定的时间范围内所决定的所述存在方向，所述存在方向预测部基于所述存在方向履历存储部中所存储的所述存在方向来预测所述预测存在方向。11.如权利要求9所述的无线输电装置，其特征在于，还包括：到来方向决定部，该到来方向决定部基于所述导频接收信号来决定所述导频信号到来的方向即到来方向；以及到来方向履历存储部，该到来方向履历存储部存储在决定的时间范围内所决定的所述到来方向，所述存在方向预测部基于所述到来方向履历存储部中所存储的所述到来方向，来预测所述预测存在方向。12.如权利要求3至8的任一项所述的无线输电装置，其特征在于，还包括移动体位置预测部，该移动体位置预测部预测所述移动体位置，所述存在方向决定部基于由所述移动体位置预测部所预测到的所述移动体位置即预测移动体位置、以及所述输电天线位置，来决定所述存在方向。
13.如权利要求12所述的无线输电装置，其特征在于，还包括移动体位置履历存储部，该移动体位置履历存储部存储在决定的时间范围内所测量出的所述移动体位置，所述存在方向预测部基于所述移动体位置履历存储部中所存储的所述移动体位置，来预测所述预测存在方向。14.如权利要求4、7、8的任一项所述的无线输电装置，其特征在于，还包括受电装置位置预测部，该受电装置位置预测部预测所述受电装置位置，所述存在方向决定部基于由所述受电装置位置预测部所预测到的所述受电装置位置即预测受电装置位置、以及所述输电天线位置，来决定所述存在方向。15.如权利要求14所述的无线输电装置，其特征在于，还包括受电装置位置履历存储部，该受电装置位置履历存储部存储在决定的时间范围内所决定的所述受电装置位置，所述受电装置位置预测部基于所述受电装置位置履历存储部中所存储的所述受电装置位置，来预测所述预测受电装置位置。16.如权利要求7或8所述的无线输电装置，其特征在于，还包括：移动体位置履历存储部，该移动体位置履历存储部存储在决定的时间范围内所测量出的所述移动体位置；姿势数据履历存储部，该姿势数据履历存储部存储在所述时间范围内所测量出的所述姿势数据；以及受电装置位置预测部，该受电装置位置预测部基于所述移动体位置履历存储部中所存储的所述移动体位置、所述姿势数据履历存储部中所存储的所述姿势数据、以及所述移动体结构数据，来预测所述受电装置位置，所述存在方向决定部基于由所述受电装置位置预测部所预测到的所述受电装置位置即预测受电装置位置、以及所述输电天线位置，来决定所述存在方向。17.如权利要求4所述的无线输电装置，其特征在于，所述移动体位置测定装置对所述移动体位置和所述受电装置位置进行测量，所述无线输电装置还包括：移动体位置履历存储部，该移动体位置履历存储部存储在决定的时间范围内所测量出的所述移动体位置；受电装置位置履历存储部，该受电装置位置履历存储部存储在所述时间范围内所测量出的所述受电装置位置；以及受电装置位置预测部，该受电装置位置预测部基于在所述移动体位置履历存储部中所存储的所述移动体位置、以及在所述受电装置位置履历存储部中所存储的所述受电装置位置，来预测所述受电装置位置，所述存在方向决定部基于由所述受电装置位置预测部所预测到的所述受电装置位置即预测受电装置位置、以及所述输电天线位置，来决定所述存在方向。18.如权利要求1所述的无线输电装置，其特征在于，还包括：移动体距离测量部，该移动体距离测量部对从所述输电天线到所述移动体的距离即移动体距离进行测量；辐射目标位置决定部，该辐射目标位置决定部将成为辐射所述电波的目标的在三维空
间中的位置范围即辐射目标位置决定为相对于所述输电天线的位置即输电天线位置的相对位置，使得包含由所述存在方向和所述移动体距离所决定的在三维空间中的位置即移动体位置；以及辐射目标位置变更部，该辐射目标位置变更部通过控制所述移相器使所述发送信号的相位发生变化的量即移相量，来辐射所述电波，以使得相位在所述辐射目标位置进行统一，所述REV法相位控制部在所述操作移相器中，以将由所述相位操作模式所规定的所述移相量即操作移相量、与由所述辐射目标位置变更部进行变更的所述移相量即目标位置变更移相量相加而得的所述移相量，来使所述发送信号的相位发生变化。19.一种无线输电装置，其特征在于，包括：输电天线，该输电天线是相控阵天线，以进行辐射的电波来输送电力，能够对成为辐射所述电波的目标的在三维空间中的位置范围即辐射目标位置进行变更，所述相控阵天线具有辐射所述电波的多个元件天线、及多个元件模块，所述多个元件模块针对所决定的个数的所述元件天线的每一个而设，具有使作为所述电波而被辐射的发送信号的相位发生变化的移相器、及放大所述发送信号的放大器；发送信号生成部，该发送信号生成部生成作为所述电波而从所述输电天线被辐射的所述发送信号；存在方向决定部，该存在方向决定部决定移动体存在的方向即存在方向，所述移动体搭载有接收所述电波的受电装置、接收所述电波的测量用天线、对包含由所述测量用天线接收的所述电波的振幅即电场强度在内的接收电波数据进行测量的电波测量部、以及移动体通信机；移动体距离测量部，该移动体距离测量部对从所述输电天线到所述移动体的距离即移动体距离进行测量；辐射目标位置决定部，该辐射目标位置决定部将所述辐射目标位置决定为相对于所述输电天线的位置即输电天线位置的相对位置，使得包含由所述存在方向和所述移动体距离所决定的在三维空间中的位置即移动体位置；以及辐射目标位置变更部，该辐射目标位置变更部通过控制所述移相器使所述发送信号的相位发生变化的量即移相量，从而辐射所述电波，以使得相位在所述辐射目标位置进行统一。20.如权利要求19所述的无线输电装置，其特征在于，还包括：辐射目标位置变更部，该辐射目标位置变更部通过控制所述移相器使所述发送信号的相位发生变化的量即移相量，来辐射所述电波，以使得相位在所述辐射目标位置进行统一；REV法相位控制部，该REV法相位控制部基于对相位操作模式进行规定的REV法方案，在操作移相器中，以将由所述相位操作模式所规定的所述移相量即操作移相量、与由所述辐射目标位置变更部进行变更的所述移相量即目标位置变更移相量相加而得的所述移相量，来使所述发送信号的相位发生变化，所述相位操作模式通过改变所述操作移相器来重复以下动作，即，在由至少一部分的所述元件天线辐射所述电波的状态下，使作为一部分所述移相器的所述操作移相器的所述移相量发生变化；相位基准调整部，该相位基准调整部在所述REV法相位控制部基于所述REV法方案来使所述操作移相器的所述操作移相量发生变化的状态下，基于元件电场相位，来对所述元件
模块输出的所述发送信号的相位基准进行统一，所述元件电场相位基于电场变化数据来进行计算，是利用所述测量用天线来对由提供一个所述元件模块所输出的所述发送信号的所述元件天线所辐射的所述电波进行接收而检测到的元件电场矢量的相位，所述电场变化数据基于所述移动体所接收的所述接收电波数据即REV法执行时电波数据而生成；以及输电侧通信机，该输电侧通信机与所述移动体通信机进行通信。21.一种无线输电装置，其特征在于，包括：输电天线，该输电天线是相控阵天线，以进行辐射的电波来输送电力，能够对成为辐射所述电波的目标的在三维空间中的位置范围即辐射目标位置进行变更，所述相控阵天线具有辐射所述电波的多个元件天线、以及多个元件模块，所述多个元件模块针对所决定的个数的所述元件天线的每一个而设，具有使作为所述电波而被辐射的发送信号的相位发生变化的移相器、及放大所述发送信号的放大器；发送信号生成部，该发送信号生成部生成作为所述电波而从所述输电天线被辐射的所述发送信号；存在方向决定部，该存在方向决定部决定搭载有受电装置、测量用天线、电波测量部及移动体通信机的移动体所存在的方向即存在方向，所述受电装置接收所述电波，所述测量用天线接收所述电波，所述电波测量部对包含由所述测量用天线所接收的所述电波的振幅即电场强度在内的接收电波数据进行测量；移动体距离测量部，该移动体距离测量部对从所述输电天线到所述移动体的距离即移动体距离进行测量；辐射目标位置决定部，该辐射目标位置决定部将所述辐射目标位置决定为相对于所述输电天线的位置即输电天线位置的相对位置，使得包含由所述存在方向和所述移动体距离所决定的在三...

【专利技术属性】
技术研发人员：泽学，本间幸洋，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：