JPH0837744A - マイクロ波送電装置 - Google Patents
マイクロ波送電装置Info
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- JPH0837744A JPH0837744A JP6171361A JP17136194A JPH0837744A JP H0837744 A JPH0837744 A JP H0837744A JP 6171361 A JP6171361 A JP 6171361A JP 17136194 A JP17136194 A JP 17136194A JP H0837744 A JPH0837744 A JP H0837744A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高調波が発生しない送電効率の良いマイクロ
波送電装置を提供する。 【構成】 ＡＧＣアンプ７内のＡＧＣ制御回路における
パイロット信号の信号レベルに対応した直流信号をバイ
アス制御回路１０に入力し、ＡＧＣ制御回路からの直流
信号が電力増幅器１３の線形増幅可能な入力信号レベル
の範囲内にあるかどうかを判断して、電力増幅器１３の
線形増幅可能な範囲外であるときは、電力増幅器１３の
直流バイアスをカットするよう指令する信号を電力増幅
器１３へ送る構成のマイクロ波送電装置とした。
波送電装置を提供する。 【構成】 ＡＧＣアンプ７内のＡＧＣ制御回路における
パイロット信号の信号レベルに対応した直流信号をバイ
アス制御回路１０に入力し、ＡＧＣ制御回路からの直流
信号が電力増幅器１３の線形増幅可能な入力信号レベル
の範囲内にあるかどうかを判断して、電力増幅器１３の
線形増幅可能な範囲外であるときは、電力増幅器１３の
直流バイアスをカットするよう指令する信号を電力増幅
器１３へ送る構成のマイクロ波送電装置とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽発電等によって得
られた電気エネルギをマイクロ波で地上や飛翔体または
宇宙ステーションあるいは宇宙工場等の受電物体として
の目標物体に送電するのに利用されるマイクロ波送電装
置に関するものである。
られた電気エネルギをマイクロ波で地上や飛翔体または
宇宙ステーションあるいは宇宙工場等の受電物体として
の目標物体に送電するのに利用されるマイクロ波送電装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】マイクロ波送電装置としては、例えば、
発電装置として地球から静止軌道上に打ち上げられた太
陽発電衛星が太陽エネルギを収集し、この収集した太陽
エネルギをマイクロ波送電装置により、マイクロ波に変
換し、そして、マイクロ波送電装置に備わった送電アン
テナによりこのマイクロ波を受電物体から送られてくる
パイロット信号の到来方向に送ることによって、太陽発
電衛星から電気エネルギを受電物体に送電するといった
ものがある。
発電装置として地球から静止軌道上に打ち上げられた太
陽発電衛星が太陽エネルギを収集し、この収集した太陽
エネルギをマイクロ波送電装置により、マイクロ波に変
換し、そして、マイクロ波送電装置に備わった送電アン
テナによりこのマイクロ波を受電物体から送られてくる
パイロット信号の到来方向に送ることによって、太陽発
電衛星から電気エネルギを受電物体に送電するといった
ものがある。
【０００３】このようなマイクロ波送電装置において、
送電する際に、マイクロ波のビームを受電物体の受電ア
ンテナに正確に収束させないと、電力の送電効率が低下
してしまうため、送電するマイクロ波の位相を制御し
て、マイクロ波をパイロット信号の到来方向と同じ方向
に送ることを可能ならしめるようにした、フェイズドア
レイアンテナの一方式であるレトロディレクティブ方式
と呼ばれる方式が試みられている。
送電する際に、マイクロ波のビームを受電物体の受電ア
ンテナに正確に収束させないと、電力の送電効率が低下
してしまうため、送電するマイクロ波の位相を制御し
て、マイクロ波をパイロット信号の到来方向と同じ方向
に送ることを可能ならしめるようにした、フェイズドア
レイアンテナの一方式であるレトロディレクティブ方式
と呼ばれる方式が試みられている。
【０００４】つまり、レトロディレクティブ方式とは、
受電物体としての目標物体から送られてくるパイロット
信号からの共役移相をとり、そのまま受電物体に送電す
る方式である。
受電物体としての目標物体から送られてくるパイロット
信号からの共役移相をとり、そのまま受電物体に送電す
る方式である。
【０００５】レトロディレクティブ方式の原理について
説明すると、図３において、送電波を集中したい受電側
の目標点をＡとし、この目標点Ａから送電側に向けて周
波数ωi なるパイロット信号を放射するものとする。さ
らに、送電側では、このパイロット信号を受信すると共
に、周波数ωt なる送電波を受電側の目標点Ａに向けて
放射するものとする。目標点Ａから発せられたパイロッ
ト信号が、ｔ0 時間後に距離Ｘ0 離れた送電側の基準点
Ｐ0 に到達するものと仮定すると、基準点Ｐ0における
パイロット信号の位相φ0 は、 φ0 ＝ωi （ｔ0 −ｘ0 ／ｃ） （１） となる。ただし、ｃは光速である。
説明すると、図３において、送電波を集中したい受電側
の目標点をＡとし、この目標点Ａから送電側に向けて周
波数ωi なるパイロット信号を放射するものとする。さ
らに、送電側では、このパイロット信号を受信すると共
に、周波数ωt なる送電波を受電側の目標点Ａに向けて
放射するものとする。目標点Ａから発せられたパイロッ
ト信号が、ｔ0 時間後に距離Ｘ0 離れた送電側の基準点
Ｐ0 に到達するものと仮定すると、基準点Ｐ0における
パイロット信号の位相φ0 は、 φ0 ＝ωi （ｔ0 −ｘ0 ／ｃ） （１） となる。ただし、ｃは光速である。
【０００６】同様に、目標点Ａから距離Ｘ1 離れた送電
側の一点Ｐ1 における位相φ1 は、 φ1 ＝ωi （ｔ0 −ｘ1 ／ｃ） （２） となる。したがって、２点Ｐ0 ，Ｐ1 間の位相差φ
i は、 φi ＝φ1 −φ0 ＝−ωi ・ｒ／ｃ （３） となる。ただし、ｒ＝ｘ1 −ｘ0 今、送電側の２点Ｐ0 ，Ｐ1 から同相で送電波を放射し
たとすれば、目標点Ａで受信されるこれらの送電波の位
相差は、送電波の周波数がωt であるから、（３）式に
より、 φt ＝−ωt ／ｃ （４） となる。したがって、２点Ｐ0 ，Ｐ1 からの送電波の位
相を目標点Ａにおいて等しくするためには、点Ｐ1 から
放射される送電波の位相を、 φc ＝ωt ・ｒ／ｃ （５） だけ補償してやればよい。つまり、送電側の基準点Ｐ0
以外の点において（５）式の位相補償を行なうことによ
り、送電側から発せられたすべての送電波の位相が目標
点において等しくなる。これがレトロディレクティブ方
式の原理である。上記のレトロディレクティブ方式を採
用したマイクロ波送電装置として、例えば、特願平４−
２５９２０５号明細書および図面に記載されたものがあ
る。
側の一点Ｐ1 における位相φ1 は、 φ1 ＝ωi （ｔ0 −ｘ1 ／ｃ） （２） となる。したがって、２点Ｐ0 ，Ｐ1 間の位相差φ
i は、 φi ＝φ1 −φ0 ＝−ωi ・ｒ／ｃ （３） となる。ただし、ｒ＝ｘ1 −ｘ0 今、送電側の２点Ｐ0 ，Ｐ1 から同相で送電波を放射し
たとすれば、目標点Ａで受信されるこれらの送電波の位
相差は、送電波の周波数がωt であるから、（３）式に
より、 φt ＝−ωt ／ｃ （４） となる。したがって、２点Ｐ0 ，Ｐ1 からの送電波の位
相を目標点Ａにおいて等しくするためには、点Ｐ1 から
放射される送電波の位相を、 φc ＝ωt ・ｒ／ｃ （５） だけ補償してやればよい。つまり、送電側の基準点Ｐ0
以外の点において（５）式の位相補償を行なうことによ
り、送電側から発せられたすべての送電波の位相が目標
点において等しくなる。これがレトロディレクティブ方
式の原理である。上記のレトロディレクティブ方式を採
用したマイクロ波送電装置として、例えば、特願平４−
２５９２０５号明細書および図面に記載されたものがあ
る。
【０００７】このマイクロ波送電装置の構成を図４に示
す。
す。
【０００８】図４において、受信回路１０２は、受信ア
ンテナ１０３により受信した、パイロット信号を所定の
レベルになるように増幅または減衰させ、得られた信号
を位相共役回路１１２へ出力する。位相共役回路１１２
は、入力されたパイロット信号と位相が共役なｎ倍周波
数の基準マイクロ波信号を生成して分波回路１１３へ出
力する。なお、受信回路１０２は、図５に示すように、
通常、パイロット信号の周波数帯域のみを通過させるバ
ンドパスフィルタ１２３および入力信号レベルの変動に
対し、利得を可変にして出力信号のレベルを一定にする
のに用いられるＡＧＣアンプ１２４から構成されてい
る。
ンテナ１０３により受信した、パイロット信号を所定の
レベルになるように増幅または減衰させ、得られた信号
を位相共役回路１１２へ出力する。位相共役回路１１２
は、入力されたパイロット信号と位相が共役なｎ倍周波
数の基準マイクロ波信号を生成して分波回路１１３へ出
力する。なお、受信回路１０２は、図５に示すように、
通常、パイロット信号の周波数帯域のみを通過させるバ
ンドパスフィルタ１２３および入力信号レベルの変動に
対し、利得を可変にして出力信号のレベルを一定にする
のに用いられるＡＧＣアンプ１２４から構成されてい
る。
【０００９】ここで、図３に示す送電側の基準点Ｐ0 に
おける入力信号の位相をωi ・ｔとすると、（３）式に
より点Ｐ1 における位相φi は、 φi ＝ωi ・ｔ−ωi ・ｒ／ｃ ＝ωi （ｔ−ｒ／ｃ） （６） となる。点Ｐ1 において位相を補償した後の出力信号の
位相φは、（５）式により、 φ＝ωｔ・ｔ−ωｔ・ｒ／ｃ ＝ωｔ（ｔ＋ｒ／ｃ） （７） とならなければならない。つまり、位相共役回路１１２
は、（６）式に示すパイロット信号の位相φi を（７）
式に示す位相φに変換する。
おける入力信号の位相をωi ・ｔとすると、（３）式に
より点Ｐ1 における位相φi は、 φi ＝ωi ・ｔ−ωi ・ｒ／ｃ ＝ωi （ｔ−ｒ／ｃ） （６） となる。点Ｐ1 において位相を補償した後の出力信号の
位相φは、（５）式により、 φ＝ωｔ・ｔ−ωｔ・ｒ／ｃ ＝ωｔ（ｔ＋ｒ／ｃ） （７） とならなければならない。つまり、位相共役回路１１２
は、（６）式に示すパイロット信号の位相φi を（７）
式に示す位相φに変換する。
【００１０】分波回路１１３は、入力された基準マイク
ロ波信号を分波してｎ個の可変位相器１１４ａ，１１４
ｂ，...,１１４ｎへ出力する。なお、可変位相器１１４
ａ，．．．，ｎは複数に分割されたサブアレイの送電ア
ンテナのｎ個のアンテナ素子１２０ａ，１２０ｂ，...,
１２０ｎにそれぞれ対応している。
ロ波信号を分波してｎ個の可変位相器１１４ａ，１１４
ｂ，...,１１４ｎへ出力する。なお、可変位相器１１４
ａ，．．．，ｎは複数に分割されたサブアレイの送電ア
ンテナのｎ個のアンテナ素子１２０ａ，１２０ｂ，...,
１２０ｎにそれぞれ対応している。
【００１１】一方、受信回路１１５〜１１７は、それぞ
れ受信アンテナ１０４〜１０６により受信したパイロッ
ト信号を所定のレベルに増幅または減衰して角度検出回
路１１８へ出力する。
れ受信アンテナ１０４〜１０６により受信したパイロッ
ト信号を所定のレベルに増幅または減衰して角度検出回
路１１８へ出力する。
【００１２】角度検出回路１１８は、ＲＦ干渉計を備え
ており、３個の受信アンテナ１０４〜１０６により受信
したパイロット信号の位相差を計ることにより受電物体
の方向を求め、その方向を示す角度信号を演算処理部１
１９へ出力する。
ており、３個の受信アンテナ１０４〜１０６により受信
したパイロット信号の位相差を計ることにより受電物体
の方向を求め、その方向を示す角度信号を演算処理部１
１９へ出力する。
【００１３】演算処理部１１９は、マイクロコンピュー
タを備えており、入力された角度信号に基づいて送電ア
ンテナの各アンテナ素子１２０ａ，１２０ｂ，...,１２
０ｎから出力されるマイクロ波が受電物体の受電アンテ
ナ（図示せず）に収束するようなマイクロ波の位相差を
演算して可変位相器１１４ａ，１１４ｂ，...,１１４ｎ
へ出力する。可変位相器１１４ａ，１１４ｂ，...,１１
４ｎはそれぞれ、演算処理回路１１９から入力された位
相差信号にしたがって分波回路１１３から入力された基
準位相のマイクロ波に位相差を生じさせ、電力増幅器１
２１ａ，１２１ｂ，...,１２１ｎへ出力する。
タを備えており、入力された角度信号に基づいて送電ア
ンテナの各アンテナ素子１２０ａ，１２０ｂ，...,１２
０ｎから出力されるマイクロ波が受電物体の受電アンテ
ナ（図示せず）に収束するようなマイクロ波の位相差を
演算して可変位相器１１４ａ，１１４ｂ，...,１１４ｎ
へ出力する。可変位相器１１４ａ，１１４ｂ，...,１１
４ｎはそれぞれ、演算処理回路１１９から入力された位
相差信号にしたがって分波回路１１３から入力された基
準位相のマイクロ波に位相差を生じさせ、電力増幅器１
２１ａ，１２１ｂ，...,１２１ｎへ出力する。
【００１４】電力増幅器１２１ａ，１２１ｂ, ...,１２
１ｎは、送電アンテナの各アンテナ素子１２０ａ，１２
０ｂ, ...,１２０ｎにそれぞれ対応して設けられ、外部
電源１２２より供給された電力を可変位相器１１４ａ，
１１４ｂ, ...,１１４ｎから出力される信号の位相およ
び周波数のマイクロ波へ増幅し、送電アンテナの各アン
テナ素子１２０ａ，１２０ｂ,..., １２０ｎへ出力す
る。
１ｎは、送電アンテナの各アンテナ素子１２０ａ，１２
０ｂ, ...,１２０ｎにそれぞれ対応して設けられ、外部
電源１２２より供給された電力を可変位相器１１４ａ，
１１４ｂ, ...,１１４ｎから出力される信号の位相およ
び周波数のマイクロ波へ増幅し、送電アンテナの各アン
テナ素子１２０ａ，１２０ｂ,..., １２０ｎへ出力す
る。
【００１５】送電アンテナの各アンテナ素子１２０ａ，
１２０ｂ,..., １２０ｎはそれぞれ、電力増幅された位
相差を有するマイクロ波を受電側の目標物体に向けて放
射する。
１２０ｂ,..., １２０ｎはそれぞれ、電力増幅された位
相差を有するマイクロ波を受電側の目標物体に向けて放
射する。
【００１６】なお、受信アンテナ１０３，受信回路１０
２，位相共役回路１１２，分波回路１１３および可変位
相器１１４ａ，１１４ｂ,..., １１４ｎが位相制御部を
構成し、受信アンテナ１０４〜１０６，受信回路１１５
〜１１７，角度検出回路１１８および演算処理回路１１
９が信号処理部を構成する。
２，位相共役回路１１２，分波回路１１３および可変位
相器１１４ａ，１１４ｂ,..., １１４ｎが位相制御部を
構成し、受信アンテナ１０４〜１０６，受信回路１１５
〜１１７，角度検出回路１１８および演算処理回路１１
９が信号処理部を構成する。
【００１７】上記したマイクロ波送電装置を用いて電力
の送電を行なうことにより、マイクロ波ビームの指向性
が向上し、その結果、効率の良い電力の送電が可能とな
る。
の送電を行なうことにより、マイクロ波ビームの指向性
が向上し、その結果、効率の良い電力の送電が可能とな
る。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のマイクロ波送電装置においては、受電物体と
マイクロ波送電装置との距離が大きくなる等の原因によ
って受電物体からのパイロット信号が微弱になった場
合、ＡＧＣアンプ１２４への入力信号レベルがＡＧＣア
ンプ１２４の動作範囲外となってしまうことがあり、こ
のような場合には、ＡＧＣアンプ１２４からの出力信号
レベが低下し、その結果、電力増幅器１２１ａ，１２１
ｂ，...,１２１ｎへの入力信号レベルが電力増幅器１２
１ａ，１２１ｂ，...,１２１ｎの線形増幅可能な入力信
号レベルの範囲外となるため、電力増幅器１２１ａ，１
２１ｂ，...,１２１ｎは非線形動作をおこして高調波を
発生してしまう。
うな従来のマイクロ波送電装置においては、受電物体と
マイクロ波送電装置との距離が大きくなる等の原因によ
って受電物体からのパイロット信号が微弱になった場
合、ＡＧＣアンプ１２４への入力信号レベルがＡＧＣア
ンプ１２４の動作範囲外となってしまうことがあり、こ
のような場合には、ＡＧＣアンプ１２４からの出力信号
レベが低下し、その結果、電力増幅器１２１ａ，１２１
ｂ，...,１２１ｎへの入力信号レベルが電力増幅器１２
１ａ，１２１ｂ，...,１２１ｎの線形増幅可能な入力信
号レベルの範囲外となるため、電力増幅器１２１ａ，１
２１ｂ，...,１２１ｎは非線形動作をおこして高調波を
発生してしまう。
【００１９】そして、電力増幅器１２１ａ，１２１
ｂ，...,１２１ｎ内に高調波が発生した場合、電力増幅
器１２１ａ，１２１ｂ，...,１２１ｎに使用されるＦＥ
Ｔの劣化を促進させる。
ｂ，...,１２１ｎ内に高調波が発生した場合、電力増幅
器１２１ａ，１２１ｂ，...,１２１ｎに使用されるＦＥ
Ｔの劣化を促進させる。
【００２０】さらに、高調波が発生したままでの送電
は、宇宙空間においては、電力供給が限られているた
め、その時の使用電力が無駄になるという問題を有して
いる。
は、宇宙空間においては、電力供給が限られているた
め、その時の使用電力が無駄になるという問題を有して
いる。
【００２１】また、高調波の発生は、スプリアス発射規
定（基本波の５０ｄＢｃ以下）を守ることができないと
いう問題があり、これらの問題を解決することが課題で
あった。
定（基本波の５０ｄＢｃ以下）を守ることができないと
いう問題があり、これらの問題を解決することが課題で
あった。
【００２２】
【発明の目的】本発明は、このような従来の課題に鑑み
てなされたもので、高調波が発生しない送電効率のよい
マイクロ波送電装置を提供することを目的とする。
てなされたもので、高調波が発生しない送電効率のよい
マイクロ波送電装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明に係るマイクロ波
送電装置は、受電物体から送られてきた所定の周波数を
持つパイロット信号を受信する複数の受信アンテナと、
受信アンテナで受信したパイロット信号を一定のレベル
になるように増幅または減衰するＡＧＣアンプを備えた
受信回路と、この受信回路から出力されたパイロット信
号と位相が共役でかつパイロット信号のｎ倍の周波数の
信号を発生する位相共役回路と、パイロット信号の到来
方向を検出する角度検出回路と、この角度検出回路から
出力されたパイロット信号の到来方向を表す信号に基づ
いて送電アンテナから送電されるマイクロ波が受電物体
に集束する位相差を演算する演算処理部と、この演算処
理部から出力された信号によって前記位相共役回路から
出力された信号に位相差を生じさせる可変位相器と、外
部から供給された電力を前記可変位相器から出力された
信号の位相および周波数のマイクロ波に増幅する電力増
幅器と、この電力増幅器から出力されたマイクロ波を受
電物体へ送電する前記送電アンテナとから基本的に構成
されるマイクロ波送電装置において、前記電力増幅器へ
入力される信号のレベルが所定のレベルより低い場合に
は電力増幅器に印加される直流バイアスをカットするバ
イアス制御回路をそなえた構成としたことを特徴として
る。
送電装置は、受電物体から送られてきた所定の周波数を
持つパイロット信号を受信する複数の受信アンテナと、
受信アンテナで受信したパイロット信号を一定のレベル
になるように増幅または減衰するＡＧＣアンプを備えた
受信回路と、この受信回路から出力されたパイロット信
号と位相が共役でかつパイロット信号のｎ倍の周波数の
信号を発生する位相共役回路と、パイロット信号の到来
方向を検出する角度検出回路と、この角度検出回路から
出力されたパイロット信号の到来方向を表す信号に基づ
いて送電アンテナから送電されるマイクロ波が受電物体
に集束する位相差を演算する演算処理部と、この演算処
理部から出力された信号によって前記位相共役回路から
出力された信号に位相差を生じさせる可変位相器と、外
部から供給された電力を前記可変位相器から出力された
信号の位相および周波数のマイクロ波に増幅する電力増
幅器と、この電力増幅器から出力されたマイクロ波を受
電物体へ送電する前記送電アンテナとから基本的に構成
されるマイクロ波送電装置において、前記電力増幅器へ
入力される信号のレベルが所定のレベルより低い場合に
は電力増幅器に印加される直流バイアスをカットするバ
イアス制御回路をそなえた構成としたことを特徴として
る。
【００２４】本発明に係るマイクロ波送電装置の実施態
様においては、電力増幅器へ入力される信号の信号レベ
ルが所定のレベルより低いかどうかを判断するのに、前
記受信回路におけるＡＧＣアンプの出力を包絡線検波し
て直流化された直流信号のレベルで判断する構成とする
ことができる。
様においては、電力増幅器へ入力される信号の信号レベ
ルが所定のレベルより低いかどうかを判断するのに、前
記受信回路におけるＡＧＣアンプの出力を包絡線検波し
て直流化された直流信号のレベルで判断する構成とする
ことができる。
【００２５】
【発明の作用】本発明に係るマイクロ波送電装置は上記
した構成としており、レトロディレクティブ方式を適用
した電気エネルギをマイクロ波で受電物体としての目標
物体に送電するマイクロ波送電装置において、電力増幅
器へ入力される信号のレベルが所定のレベルより小さい
場合、すなわち、電力増幅器の線形増幅可能な入力信号
レベルの範囲外の場合には、電力増幅器に印加される直
流バイアスをカットするバイアス制御回路を備えたこと
により、電力増幅器が非線形動作をおこして高調波を発
生することがなくなり、その結果、無駄な電力が消費さ
れることがなくなり、また、電力増幅器に使用されるＦ
ＥＴの劣化が促進されることがなくなり、さらに、スプ
リアス発射規定（基本波の５０ｄＢｃ以下）が達成され
ることとなる。
した構成としており、レトロディレクティブ方式を適用
した電気エネルギをマイクロ波で受電物体としての目標
物体に送電するマイクロ波送電装置において、電力増幅
器へ入力される信号のレベルが所定のレベルより小さい
場合、すなわち、電力増幅器の線形増幅可能な入力信号
レベルの範囲外の場合には、電力増幅器に印加される直
流バイアスをカットするバイアス制御回路を備えたこと
により、電力増幅器が非線形動作をおこして高調波を発
生することがなくなり、その結果、無駄な電力が消費さ
れることがなくなり、また、電力増幅器に使用されるＦ
ＥＴの劣化が促進されることがなくなり、さらに、スプ
リアス発射規定（基本波の５０ｄＢｃ以下）が達成され
ることとなる。
【００２６】ここで、電力増幅器へ入力される信号の信
号レベルが所定のレベルより低いかどうかを判断するの
に、前記受信回路におけるＡＧＣアンプの出力を包絡線
検波して直流化された直流信号のレベルで判断する構成
とすることにより、パイロット信号が高周波の信号であ
るため、その信号レベルを検出するためにはあらたに検
出装置を付加しなければならない。
号レベルが所定のレベルより低いかどうかを判断するの
に、前記受信回路におけるＡＧＣアンプの出力を包絡線
検波して直流化された直流信号のレベルで判断する構成
とすることにより、パイロット信号が高周波の信号であ
るため、その信号レベルを検出するためにはあらたに検
出装置を付加しなければならない。
【００２７】しかし、受信回路のＡＧＣアンプは入力さ
れた信号のレベルを増幅または減衰して一定の利得の出
力信号を生成する際に、出力信号の大きさに応じて増幅
または減衰の割合を制御して出力信号の大きさを一定に
保つようにするＡＧＣ制御回路を備えており、このＡＧ
Ｃ制御回路において、出力信号の大きさを判断する際
に、ＡＧＣアンプの出力を包絡線検波して直流化された
直流信号をフィードバックしてこの情報を基に増幅また
は減衰の割合を制御しているため、ＡＧＣアンプの出力
を包絡線検波して直流化された直流信号を分波してバイ
アス制御回路に入力し、バイアス制御回路においてこの
直流信号が電力増幅器の線形増幅可能な入力信号レベル
の範囲内にあるかどうかを判断して、範囲外であるとき
には、直流バイアスはカットされることとなり、上記し
たように、高調波の発生が抑制されることとなる。
れた信号のレベルを増幅または減衰して一定の利得の出
力信号を生成する際に、出力信号の大きさに応じて増幅
または減衰の割合を制御して出力信号の大きさを一定に
保つようにするＡＧＣ制御回路を備えており、このＡＧ
Ｃ制御回路において、出力信号の大きさを判断する際
に、ＡＧＣアンプの出力を包絡線検波して直流化された
直流信号をフィードバックしてこの情報を基に増幅また
は減衰の割合を制御しているため、ＡＧＣアンプの出力
を包絡線検波して直流化された直流信号を分波してバイ
アス制御回路に入力し、バイアス制御回路においてこの
直流信号が電力増幅器の線形増幅可能な入力信号レベル
の範囲内にあるかどうかを判断して、範囲外であるとき
には、直流バイアスはカットされることとなり、上記し
たように、高調波の発生が抑制されることとなる。
【００２８】
【実施例】以下、本発明に係るマイクロ波送電装置の実
施例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る
マイクロ波送電装置の一実施例を示している。
施例を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る
マイクロ波送電装置の一実施例を示している。
【００２９】図１において、複数の送電アンテナのうち
の１つの送電アンテナ素子１４に対し、図外の受電物体
から送信されたパイロット信号を受信するための受信ア
ンテナ１，２，３，４が設けられており、また、送電ア
ンテナは、送電アンテナ素子１４が複数集まって形成さ
れる。
の１つの送電アンテナ素子１４に対し、図外の受電物体
から送信されたパイロット信号を受信するための受信ア
ンテナ１，２，３，４が設けられており、また、送電ア
ンテナは、送電アンテナ素子１４が複数集まって形成さ
れる。
【００３０】受信アンテナ１で受信した周波数ｆ0 （例
えば、８ＧＨｚ）のパイロット信号は、受信回路５に入
力される。
えば、８ＧＨｚ）のパイロット信号は、受信回路５に入
力される。
【００３１】受信回路５は、バンドパスフィルタ６およ
びＡＧＣアンプ７から基本的に構成されており、バンド
パスフィルタ６は、パイロット信号の周波数帯域のみを
通過させるフィルタであり、このバンドパスフィルタ６
から出力された信号はＡＧＣアンプ７に入力される。
びＡＧＣアンプ７から基本的に構成されており、バンド
パスフィルタ６は、パイロット信号の周波数帯域のみを
通過させるフィルタであり、このバンドパスフィルタ６
から出力された信号はＡＧＣアンプ７に入力される。
【００３２】ＡＧＣアンプ７は、入力されたパイロット
信号を増幅または減衰して所定の振幅の信号にするもの
であるが、図２に示すように、ＡＧＣアンプ７内の構成
は、通常、入力されたパイロット信号を増幅または減衰
する可変増幅・減衰器８および可変増幅・減衰器８から
の出力信号の大きさに応じて可変増幅・減衰器８の増幅
または減衰の割合を制御して出力信号の大きさを一定に
保つようにするＡＧＣ制御回路９を備えている。これ
は、電力増幅器１３への入力レベルを一定に保つためで
ある。
信号を増幅または減衰して所定の振幅の信号にするもの
であるが、図２に示すように、ＡＧＣアンプ７内の構成
は、通常、入力されたパイロット信号を増幅または減衰
する可変増幅・減衰器８および可変増幅・減衰器８から
の出力信号の大きさに応じて可変増幅・減衰器８の増幅
または減衰の割合を制御して出力信号の大きさを一定に
保つようにするＡＧＣ制御回路９を備えている。これ
は、電力増幅器１３への入力レベルを一定に保つためで
ある。
【００３３】ＡＧＣ制御回路９は、ＡＧＣアンプ７の出
力を包絡線検波して直流化された直流信号を可変増幅・
減衰器８にフィードバックし、この情報を基に可変増幅
・減衰器８は増幅または減衰の割合を制御してＡＧＣア
ンプ７の出力の大きさを一定になるように制御してい
る。
力を包絡線検波して直流化された直流信号を可変増幅・
減衰器８にフィードバックし、この情報を基に可変増幅
・減衰器８は増幅または減衰の割合を制御してＡＧＣア
ンプ７の出力の大きさを一定になるように制御してい
る。
【００３４】図１に示したＡＧＣアンプ７からの出力信
号は、位相共役回路１１への入力信号とともに、ＡＧＣ
制御回路９における前記したＡＧＣアンプ７の出力を包
絡線検波して直流化された直流信号である。この直流信
号はバイアス制御回路１０へ入力される。
号は、位相共役回路１１への入力信号とともに、ＡＧＣ
制御回路９における前記したＡＧＣアンプ７の出力を包
絡線検波して直流化された直流信号である。この直流信
号はバイアス制御回路１０へ入力される。
【００３５】位相共役回路１１は、ＡＧＣアンプ７から
入力された信号と位相が共役なｎ倍周波数の基準マイク
ロ波信号を生成して可変位相器１２へ出力する。
入力された信号と位相が共役なｎ倍周波数の基準マイク
ロ波信号を生成して可変位相器１２へ出力する。
【００３６】バイアス制御回路１０は、ＡＧＣ制御回路
９から入力された直流信号が所定のレベルより小さい場
合、つまり、電力増幅器１３の線形増幅可能な入力信号
レベルの範囲にあるかどうかを判断して、電力増幅器１
３の線形増幅可能な範囲外であるときは、電力増幅器１
３の直流バイアスをカットするよう指令する信号を電力
増幅器１３へ送る。あるいは、バイアス制御回路１０の
一部に電力増幅器１３の直流バイアスをカットする機能
をもった回路を備えることもできる。
９から入力された直流信号が所定のレベルより小さい場
合、つまり、電力増幅器１３の線形増幅可能な入力信号
レベルの範囲にあるかどうかを判断して、電力増幅器１
３の線形増幅可能な範囲外であるときは、電力増幅器１
３の直流バイアスをカットするよう指令する信号を電力
増幅器１３へ送る。あるいは、バイアス制御回路１０の
一部に電力増幅器１３の直流バイアスをカットする機能
をもった回路を備えることもできる。
【００３７】一方、残りの３つの受信アンテナ２，３，
４は、受信したパイロット信号をそれぞれ受信回路１
５，１６，１７へ出力する。
４は、受信したパイロット信号をそれぞれ受信回路１
５，１６，１７へ出力する。
【００３８】受信回路１５，１６，１７では、このパイ
ロット信号を所定のレベルに増幅または減衰して角度検
出回路１８へ出力する。なお、受信回路１５，１６，１
７の構成は、受信回路５の構成と同じである。
ロット信号を所定のレベルに増幅または減衰して角度検
出回路１８へ出力する。なお、受信回路１５，１６，１
７の構成は、受信回路５の構成と同じである。
【００３９】角度検出回路１８は、ＲＦ干渉計を備えて
おり、３個の受信アンテナ２〜４により受信したパイロ
ット信号の位相差を計ることにより受電物体の方向を求
め、その方向を示す角度信号を演算処理部１９へ出力す
る。
おり、３個の受信アンテナ２〜４により受信したパイロ
ット信号の位相差を計ることにより受電物体の方向を求
め、その方向を示す角度信号を演算処理部１９へ出力す
る。
【００４０】演算処理部１９は、マイクロコンピュータ
ーを備えており、角度検出回路１８から入力された角度
信号に基づいて送電アンテナのアンテナ素子１４から出
力されるマイクロ波が受電物体の受電アンテナに収束す
るようなマイクロ波の位相差を演算して可変位相器１２
へ出力する。
ーを備えており、角度検出回路１８から入力された角度
信号に基づいて送電アンテナのアンテナ素子１４から出
力されるマイクロ波が受電物体の受電アンテナに収束す
るようなマイクロ波の位相差を演算して可変位相器１２
へ出力する。
【００４１】可変位相器１２は、それぞれ、演算処理部
１９から入力された位相差信号にしたがって位相共役回
路１１から入力された基準位相のマイクロ波に位相差を
生じさせ、電力増幅器１３へ出力する。
１９から入力された位相差信号にしたがって位相共役回
路１１から入力された基準位相のマイクロ波に位相差を
生じさせ、電力増幅器１３へ出力する。
【００４２】電力増幅器１３は、外部電源２０より供給
された電力を可変位相器１２から出力される信号の位相
および周波数のマイクロ波に増幅し、送電アンテナのア
ンテナ素子１４へ出力するが、バイアス制御回路より直
流バイアスをカットするよう指令する信号が入力された
場合には出力しない。
された電力を可変位相器１２から出力される信号の位相
および周波数のマイクロ波に増幅し、送電アンテナのア
ンテナ素子１４へ出力するが、バイアス制御回路より直
流バイアスをカットするよう指令する信号が入力された
場合には出力しない。
【００４３】送電アンテナのアンテナ素子１４はそれぞ
れ、電力増幅された位相差を有する周波数ｎ・ｆ0 のマ
イクロ波を受電物体に向けて放射する。
れ、電力増幅された位相差を有する周波数ｎ・ｆ0 のマ
イクロ波を受電物体に向けて放射する。
【００４４】したがって、この実施例においては、パイ
ロット信号の信号レベルに対応したＡＧＣ制御回路９に
おける直流信号がバイアス制御回路１０に入力されるた
め、パイロット信号の信号レベルがマイクロ波送電装置
と受電物体との距離が離れてしまう等の原因で所定のレ
ベル以下となった場合には、バイアス制御回路１０にお
いてパイロット信号の信号レベルが所定のレベル以下と
判断して電力増幅器１３の直流バイアスをカットし、電
力増幅器１３の出力をオフするため、電力増幅器１３に
高調波が発生するのを未然に防止することができる。
ロット信号の信号レベルに対応したＡＧＣ制御回路９に
おける直流信号がバイアス制御回路１０に入力されるた
め、パイロット信号の信号レベルがマイクロ波送電装置
と受電物体との距離が離れてしまう等の原因で所定のレ
ベル以下となった場合には、バイアス制御回路１０にお
いてパイロット信号の信号レベルが所定のレベル以下と
判断して電力増幅器１３の直流バイアスをカットし、電
力増幅器１３の出力をオフするため、電力増幅器１３に
高調波が発生するのを未然に防止することができる。
【００４５】なお、図１において示したマイクロ波送電
装置は、１つの送電アンテナ素子１４につき４つの受信
アンテナ１，２，３，４を設ける構成のものとしたが、
図３に示したマイクロ波送電装置のように、複数のアン
テナ素子１４につき４つの受信アンテナ１，２，３，４
を設ける構成とすることも可能であることは言うまでも
ない。
装置は、１つの送電アンテナ素子１４につき４つの受信
アンテナ１，２，３，４を設ける構成のものとしたが、
図３に示したマイクロ波送電装置のように、複数のアン
テナ素子１４につき４つの受信アンテナ１，２，３，４
を設ける構成とすることも可能であることは言うまでも
ない。
【００４６】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係る
マイクロ波送電装置は上記した構成としており、レトロ
ディレクティブ方式を適用した電気エネルギをマイクロ
波で受電物体としての目標物体に送電するマイクロ波送
電装置において、電力増幅器へ入力される信号のレベル
が所定のレベルより低い場合、すなわち、電力増幅器の
線形増幅可能な入力信号レベルの範囲外の場合には、電
力増幅器に印加される直流バイアスをカットするバイア
ス制御回路を備えたことにより、電力増幅器が非線形動
作をおこして高調波を発生するのを防止することが可能
となり、その結果、無駄な電力消費を抑制でき、また、
電力増幅器に使用されるＦＥＴの劣化の促進を防止でき
る。
マイクロ波送電装置は上記した構成としており、レトロ
ディレクティブ方式を適用した電気エネルギをマイクロ
波で受電物体としての目標物体に送電するマイクロ波送
電装置において、電力増幅器へ入力される信号のレベル
が所定のレベルより低い場合、すなわち、電力増幅器の
線形増幅可能な入力信号レベルの範囲外の場合には、電
力増幅器に印加される直流バイアスをカットするバイア
ス制御回路を備えたことにより、電力増幅器が非線形動
作をおこして高調波を発生するのを防止することが可能
となり、その結果、無駄な電力消費を抑制でき、また、
電力増幅器に使用されるＦＥＴの劣化の促進を防止でき
る。
【００４７】さらに、高調波が発生しないため、スプリ
アス発射規定（基本波の５０ｄＢｃ以下）を達成するこ
とができる。
アス発射規定（基本波の５０ｄＢｃ以下）を達成するこ
とができる。
【００４８】また、ＡＧＣ制御回路におけるパイロット
信号の信号レベルに対応した直流信号の大きさをバイア
ス制御回路においてこの直流信号が電力増幅器の線形増
幅可能な入力信号レベルの範囲にあるかどうかを判断す
るため、新たに装置を付加することなしに比較的容易に
実施できるという効果が得られる。
信号の信号レベルに対応した直流信号の大きさをバイア
ス制御回路においてこの直流信号が電力増幅器の線形増
幅可能な入力信号レベルの範囲にあるかどうかを判断す
るため、新たに装置を付加することなしに比較的容易に
実施できるという効果が得られる。
【図１】本発明に係るマイクロ波送電装置の一実施例の
構成を示す説明図である。
構成を示す説明図である。
【図２】本発明に係るマイクロ波送電装置におけるＡＧ
Ｃアンプ内の基本的構成を示す説明図である。
Ｃアンプ内の基本的構成を示す説明図である。
【図３】マイクロ波送電装置におけるレトロディレクテ
ィブ方式の原理を示す説明図である。
ィブ方式の原理を示す説明図である。
【図４】従来のマイクロ波送電装置の構成を示す説明図
である。
である。
【図５】従来のマイクロ波送電装置における受信回路の
構成を示す説明図である。
構成を示す説明図である。
１〜４ 受信アンテナ ５ 受信回路（位相制御部側） ６ バンドパスフィルタ ７ ＡＧＣアンプ ８ 可変増幅・減衰器 ９ ＡＧＣ制御回路 １０ バイアス制御回路 １１ 位相共役回路 １２ 可変位相器 １３ 電力増幅器 １４ 送電アンテナ素子 １５〜１７ 受信回路（信号処理部側） １８ 角度検出回路 １９ 演算処理部 ２０ 外部電源
Claims (2)
- 【請求項１】受電物体から送られてきた所定の周波数を
持つパイロット信号を受信する複数の受信アンテナと、
受信アンテナで受信したパイロット信号を一定のレベル
になるように増幅または減衰するＡＧＣアンプを備えた
受信回路と、この受信回路から出力されたパイロット信
号と位相が共役でかつパイロット信号のｎ倍の周波数の
信号を発生する位相共役回路と、パイロット信号の到来
方向を検出する角度検出回路と、この角度検出回路から
出力されたパイロット信号の到来方向を表す信号に基づ
いて送電アンテナから送電されるマイクロ波が受電物体
に集束する位相差を演算する演算処理部と、この演算処
理部から出力された信号によって前記位相共役回路から
出力された信号に位相差を生じさせる可変位相器と、外
部から供給された電力を前記可変位相器から出力された
信号の位相および周波数のマイクロ波に増幅する電力増
幅器と、この電力増幅器から出力されたマイクロ波を受
電物体へ送電する前記送電アンテナとから基本的に構成
されるマイクロ波送電装置において、前記電力増幅器へ
入力される信号のレベルが所定のレベルより低い場合に
は電力増幅器に印加される直流バイアスをカットするバ
イアス制御回路をそなえたことを特徴とするマイクロ波
送電装置。 - 【請求項２】 電力増幅器へ入力される信号の信号レベ
ルが所定のレベルより小さいかどうかを判断するのに、
前記受信回路におけるＡＧＣアンプの出力を包絡線検波
して直流化された直流信号のレベルで判断することを特
徴とする請求項１に記載のマイクロ波送電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17136194A JP3339968B2 (ja) | 1994-07-22 | 1994-07-22 | マイクロ波送電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17136194A JP3339968B2 (ja) | 1994-07-22 | 1994-07-22 | マイクロ波送電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0837744A true JPH0837744A (ja) | 1996-02-06 |
| JP3339968B2 JP3339968B2 (ja) | 2002-10-28 |
Family
ID=15921765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17136194A Expired - Fee Related JP3339968B2 (ja) | 1994-07-22 | 1994-07-22 | マイクロ波送電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3339968B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009184603A (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Mitsubishi Electric Corp | 衛星間基準信号同期システム、親衛星及び子衛星 |
| WO2011108103A1 (ja) * | 2010-03-04 | 2011-09-09 | 三菱電機株式会社 | 送信モジュールおよびフェーズドアレイアンテナ装置 |
| WO2013099996A1 (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | 三菱重工業株式会社 | 送電装置及び無線電力伝送システム |
| WO2023105983A1 (ja) * | 2021-12-09 | 2023-06-15 | 国立大学法人京都大学 | 送信装置及び送信システム |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5068669A (en) | 1988-09-01 | 1991-11-26 | Apti, Inc. | Power beaming system |
-
1994
- 1994-07-22 JP JP17136194A patent/JP3339968B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009184603A (ja) * | 2008-02-08 | 2009-08-20 | Mitsubishi Electric Corp | 衛星間基準信号同期システム、親衛星及び子衛星 |
| WO2011108103A1 (ja) * | 2010-03-04 | 2011-09-09 | 三菱電機株式会社 | 送信モジュールおよびフェーズドアレイアンテナ装置 |
| JP5349679B2 (ja) * | 2010-03-04 | 2013-11-20 | 三菱電機株式会社 | 送信モジュールおよびフェーズドアレイアンテナ装置 |
| US8774737B2 (en) | 2010-03-04 | 2014-07-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Transmission module and phased array antenna apparatus |
| WO2013099996A1 (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-04 | 三菱重工業株式会社 | 送電装置及び無線電力伝送システム |
| JP2013141343A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 送電装置及び無線電力伝送システム |
| WO2023105983A1 (ja) * | 2021-12-09 | 2023-06-15 | 国立大学法人京都大学 | 送信装置及び送信システム |
| JP2023085640A (ja) * | 2021-12-09 | 2023-06-21 | 国立大学法人京都大学 | 送信装置及び送信システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3339968B2 (ja) | 2002-10-28 |
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