特開 2024-175451 漏洩電力推定方法、アンテナ選択方法、漏洩電力推定装置、及びアンテナ選択装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024175451

(43)【公開日】2024-12-18

(54)【発明の名称】漏洩電力推定方法、アンテナ選択方法、漏洩電力推定装置、及びアンテナ選択装置

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/70 20160101AFI20241211BHJP

   H02J 50/20 20160101ALI20241211BHJP

   H01Q 3/24 20060101ALI20241211BHJP

   G01R 29/08 20060101ALI20241211BHJP

【ＦＩ】

H02J50/70

H02J50/20

H01Q3/24

G01R29/08 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023093244

(22)【出願日】2023-06-06

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】池田 拓磨

(72)【発明者】

【氏名】田中 勇気

(72)【発明者】

【氏名】五閑 学

(72)【発明者】

【氏名】谷 博之

【テーマコード（参考）】

5J021

【Ｆターム（参考）】

5J021AA03

5J021AA05

5J021AA12

5J021DA02

5J021DB05

5J021EA04

5J021FA31

5J021FA33

5J021HA06

5J021JA10

(57)【要約】

【課題】送電システムのみの簡易なハードウェア構成で完結し、外部に漏洩する電波の強度を簡易に推定し、無線電力伝送を閉空間で使用することができるか否かの判断を可能とすること。
【解決手段】漏洩電力推定方法は、送電装置が閉空間内で放射した第１の電波の電力及び前記送電装置が前記閉空間から受信した第２の電波の電力を測定するステップと、前記第１の電波の電力及び前記第２の電波の電力に基づいて、漏洩電力を推定するステップと、を含む。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

送電装置が閉空間内で放射した第１の電波の電力及び前記送電装置が前記閉空間から受信した第２の電波の電力を測定するステップと、
前記第１の電波の電力及び前記第２の電波の電力に基づいて、漏洩電力を推定するステップと、
を含む漏洩電力推定方法。

【請求項2】

前記漏洩電力に基づいて、前記閉空間内における無線電力伝送の可否を判断するステップをさらに含む請求項１に記載の漏洩電力推定方法。

【請求項3】

前記第１の電波の電力の測定は、方向性結合器により前記第１の電波を放射するアンテナに送信される高周波から分離された高周波の電力を出力電力測定部が測定することにより実行され、前記第２の電波の電力の測定は、前記方向性結合器により前記第２の電波を受信したアンテナから送信された高周波から分離された高周波の電力を出力電力測定部が測定することにより実行される請求項１に記載の漏洩電力推定方法。

【請求項4】

複数のアンテナを有する送電装置が閉空間内で各アンテナが放射した第１の電波の電力及び前記閉空間から各アンテナで受信した第２の電波の電力を測定するステップと、
前記第１の電波の電力及び前記第２の電波の電力に基づいて、各アンテナに対応する漏洩電力を推定するステップと、
各漏洩電力が閾値よりも小さい場合、前記閉空間内に配置された受電装置が各アンテナから受信する第３の電波の電力を推定するステップと、
前記第３の電波の電力に基づいて、前記複数のアンテナの中から送電に使用するアンテナを選択するステップと、
を含むアンテナ選択方法。

【請求項5】

前記送電に使用するアンテナが選択された後、スイッチが、高周波発生部が発生した高周波の出力先を、複数の測定部のうち、前記送電に使用するアンテナに接続された測定部に切り替えるステップをさらに含む請求項４に記載のアンテナ選択方法。

【請求項6】

前記第１の電波の電力の測定は、方向性結合器により前記第１の電波を放射する各アンテナに送信される高周波から分離された高周波の電力を出力電力測定部が測定することにより実行され、前記第２の電波の電力の測定は、前記方向性結合器により前記第２の電波を受信した各アンテナから送信された高周波から分離された高周波の電力を出力電力測定部が測定することにより実行される請求項４に記載のアンテナ選択方法。

【請求項7】

閉空間内で放射した第１の電波の電力を測定する出力電力測定部と、
前記閉空間から受信した第２の電波の電力を測定する受信電力測定部と、
前記第１の電波の電力及び前記第２の電波の電力に基づいて、漏洩電力を推定する電力推定部と、
を備える漏洩電力推定装置。

【請求項8】

前記漏洩電力に基づいて、前記閉空間内における無線電力伝送の可否を判断する判断部をさらに備える請求項７に記載の漏洩電力推定装置。

【請求項9】

閉空間内で各アンテナが放射した第１の電波の電力を測定する出力電力測定部と、

前記閉空間から各アンテナで受信した第２の電波の電力を測定する受信電力測定部と、
前記第１の電波の電力及び前記第２の電波の電力に基づいて、各アンテナに対応する漏洩電力を推定し、各漏洩電力が閾値よりも小さい場合、前記閉空間内に配置された受電装置が各アンテナから受信する第３の電波の電力を推定する電力推定部と、
前記第３の電波の電力に基づいて、送電に使用するアンテナを選択するスイッチと、
を備えるアンテナ選択装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、漏洩電力推定方法、アンテナ選択方法、漏洩電力推定装置、及びアンテナ選択装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）化が進む中で、設備においてセンサをはじめとする多数の情報端末を用い、様々な情報を収集することが求められている。これらの情報端末に対する電源の問題を解決するため、マイクロ波を用いて無線で電力を伝送する方法が検討されている。

【0003】

しかし、日本における空間伝送型の無線電力伝送では、電波の強度が壁などで一定以上減衰することが法令上求められている。そのため、空間伝送形の無線電力伝送を用いるためには、壁面での電波の減衰量を測定することが必要である。

【0004】

電波の減衰量を測定する方法として、シールドルームにおいて、その中と外にアンテナを配置し、減衰量を測定するシステムが提案されている（特許文献１）。

【0005】

図８及び図９は、特許文献１に記載されている漏洩電波強度の測定システムを示す図である。

【0006】

特許文献１の測定システムは、シールドルームのシールド性能を評価するためのシステムであり、シールドルームの出入口５に設置されたシールド扉６と、シールド扉６の内側に配置された送信アンテナＴＸ－１～ＴＸ－ｎと、シールド扉６の外側に送信アンテナＴＸ－１～ＴＸ－ｎと対向して配置される受信アンテナＲＸ－１～ＲＸ－ｎと、送信アンテナに接続された送信切替器２と、受信アンテナに接続された受信切替器４と、送信切替器２に接続された送信部１と、受信切替器４に接続された受信部３と、送信部１と受信部３の機能動作を監視制御する監視制御部７とを備える。

【0007】

シールド扉６を開いた状態での電波伝播特性（空間における電波伝播損失）と、シールド扉６を閉めた状態での電波伝播特性（シールド効果）を測定することにより、シールド扉６のシールド性能値、すなわち漏洩する電波の強さを測定することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００７－１８３２１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

従来の漏洩電力を測定するシステムでは、シールド扉部分において透過する電波を測定して、漏洩電力を測定するアルゴリズムとなっているため、電波を送信するアンテナと電波を受信するアンテナを、それぞれ室内と室外に配置する必要があり、かつ特定の位置に配置する必要があるため、簡易な測定が困難である。また、受電装置、及び監視制御装置等が必要であるから、複雑な測定システムが必要となる。

【0010】

このようなことから、法令上求められる外部への漏洩電力の正式な測定を行うことなく、法令を満たすかどうかを簡易的に判断するため、閉空間から漏洩する電波の強度を簡易に推定し、無線電力伝送を閉空間で使用することができるか否かを判断できることが必要である。

【0011】

本開示は、上記課題を解決するもので、送電システムのみの簡易なハードウェア構成で完結し、外部に漏洩する電波の強度を簡易に推定し、無線電力伝送を閉空間で使用することができるか否かの判断を可能とすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本開示の一実施例における漏洩電力推定方法は、送電装置が閉空間内で放射した第１の電波の電力及び前記送電装置が前記閉空間から受信した第２の電波の電力を測定するステップと、前記第１の電波の電力及び前記第２の電波の電力に基づいて、漏洩電力を推定するステップと、を含む。

【0013】

本開示の一実施例におけるアンテナ選択方法は、複数のアンテナを有する送電装置が閉空間内で各アンテナが放射した第１の電波の電力及び前記閉空間から各アンテナで受信した第２の電波の電力を測定するステップと、前記第１の電波の電力及び前記第２の電波の電力に基づいて、各アンテナに対応する漏洩電力を推定するステップと、各漏洩電力が閾値よりも小さい場合、前記閉空間内に配置された受電装置が各アンテナから受信する第３の電波の電力を推定するステップと、前記第３の電波の電力に基づいて、前記複数のアンテナの中から送電に使用するアンテナを選択するステップと、を含む。

【0014】

本開示の一実施例における漏洩電力推定装置は、閉空間内で放射した第１の電波の電力を測定する出力電力測定部と、前記閉空間から受信した第２の電波の電力を測定する受信電力測定部と、前記第１の電波の電力及び前記第２の電波の電力に基づいて、漏洩電力を推定する電力推定部と、を備える。

【0015】

本開示の一実施例におけるアンテナ選択装置は、閉空間内で各アンテナが放射した第１の電波の電力を測定する出力電力測定部と、前記閉空間から各アンテナで受信した第２の電波の電力を測定する受信電力測定部と、前記第１の電波の電力及び前記第２の電波の電力に基づいて、各アンテナに対応する漏洩電力を推定し、各漏洩電力が閾値よりも小さい場合、前記閉空間内に配置された受電装置が各アンテナから受信する第３の電波の電力を推定する電力推定部と、前記第３の電波の電力に基づいて、送電に使用するアンテナを選択するスイッチと、を備える。

【発明の効果】

【0016】

以上のように、本開示によれば、送電システムのみの簡易なハードウェア構成で完結し、外部に漏洩する電波の強度を簡易に推定でき、無線電力伝送を閉空間で使用することができるか否かの判断が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】閉空間において無線電力伝送の使用の可否を判断するシステムを示す図

【図2A】送電装置の回路構成を示す図

【図2B】送電装置と測定装置の回路構成を示す図

【図3】無線電力伝送の使用の可否を判断する方法を示す図

【図4】送電装置から受電装置への効率的な給電を行うシステムを示す図

【図5】送電装置の構成を示す図

【図6】受電装置に対して効率的な給電を行うために送電装置が行う方法を示す図

【図7】各受信器に対して効率的な給電を行うために送電装置が行う方法を示す図

【図8】漏洩電波強度の測定システムを示す図

【図9】漏洩電波強度の測定システムを示す図

【発明を実施するための形態】

【0018】

（実施の形態１）
以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

【0019】

＜構造＞
図１は、閉空間１１０において無線電力伝送の使用の可否を判断するシステムを示す図である。

【0020】

図１に示すシステムは、閉空間１１０と、閉空間１１０内に配置された送電装置１２０から構成される。閉空間１１０は、開口部１７０が存在しても良い。

【0021】

閉空間１１０は、無線給電を行うことを想定している空間であり、例えば、冷蔵庫、又は電車の車両、金属製ロッカー、高圧受電設備等である。閉空間１１０は、その大半が金属により構成される。

【0022】

金属は一般に電波を反射するから、閉空間１１０は、天面、床面、及び壁面などの金属面における電波の反射により、電波のエネルギーを内部に閉じ込める効果が期待できる。また、金属の材質によっては反射時に電波エネルギーの一部が失われる可能性がある。また、閉空間１１０の内部に誘電体が存在することによりエネルギーの一部が吸収されて失われる可能性がある。

【0023】

送電装置１２０は、電波により送電する装置である。電波の周波数は、例えば、９２０ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯、５．７ＧＨｚ帯などのマイクロ波帯であるが、マイクロ波帯以外の周波数の電波を用いることもできる。

【0024】

出力電波１３０は、送電装置１２０で生成されて閉空間１１０に放射された電波である。出力電波１３０は、例えば、９２０ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯、５．７ＧＨｚ帯などのマイクロ波であるが、マイクロ波以外の電波を用いることもできる。無線送電を行う閉空間１１０の環境、送電装置１２０と受電装置の大きさ、等により、送電に用いる電波の周波数が選択される。

【0025】

送電装置１２０の外部に放射された電波は、一部は反射電波１５０として送電装置１２０により受信され、一部は漏洩電波１４０として外部に漏洩し、一部は閉空間内損失１６０として閉空間１１０内で消失する。閉空間１１０の金属面などで反射した電波も、最終的には、送電装置１２０により受信された反射電波１５０、漏洩電波１４０、閉空間内損失１６０のいずれかとなる。

【0026】

漏洩電波１４０は、閉空間１１０の開口部１７０から閉空間１１０の外部に漏洩した電波である。漏洩電波１４０は閉空間１１０の内部に戻ることがないため、電波エネルギーの損失となる。

【0027】

反射電波１５０は、閉空間１１０の天井、床面、壁面などで反射した電波を送電装置１２０が受信した電波である。送電装置１２０により受信された反射電波１５０は、電波エネルギーの損失が少ないほど大きくなる。

【0028】

閉空間内損失１６０は、閉空間１１０において生じる電波エネルギーの損失である。閉空間内損失１６０は、金属面における反射や、誘電体が存在することなどにより生じる。

【0029】

例えば、閉空間１１０が冷蔵庫であれば冷蔵庫内の食品、閉空間１１０が電車の車両であれば電車の乗客、金属製ロッカーであれば内部に保管された物品、高圧受電設備でれば電線被覆等により電波が吸収されるので、閉空間内損失１６０が生じる。閉空間内損失１６０を正確に把握することは困難であるが、電磁界解析の結果、適用する環境での測定結果、同様の環境における測定結果、又は統計的なデータ等により推定することができる。

【0030】

開口部１７０は、閉空間１１０において壁面が金属で構成されない部分であり、扉と金属面の隙間、樹脂、窓ガラス等である。開口部１７０における電波の反射レベルは金属における反射レベルよりも低くなるため、一部は反射して閉空間１１０に留まるが、一部は漏洩電波１４０として外部に漏洩する。

【0031】

図２Ａは、送電装置１２０の回路構成を示す図である。図２Ｂは、送電装置１２０と測定装置２８０の回路構成を示す図である。

【0032】

送電装置１２０は、高周波発生部２１０、方向性結合器２２０、出力電力測定部２３０、受信電力測定部２４０、アンテナ２５０、漏洩電力推定部２６０、及び判断部２７０を備える。出力電力測定部２３０、受信電力測定部２４０、漏洩電力推定部２６０、及び判断部２７０は、１つの制御部により構成されてもよい。

【0033】

また、図２Ｂに示すように、出力電力測定部２３０、受信電力測定部２４０、漏洩電力推定部２６０、及び判断部２７０が、送電装置１２０の外部の測定装置２８０に設けられてもよい。

【0034】

高周波発生部２１０は、送電するための高周波を生成する。高周波の周波数は、９００ＭＨｚ帯、２．４５ＧＨｚ帯、５．８ＧＨｚ帯などのマイクロ波帯であるが、これらに限定されず、マイクロ波帯以外の周波数を用いることもできる。

【0035】

方向性結合器２２０は、高周波発生部２１０が生成した高周波をアンテナ２５０に送信する際に、高周波の一部を分離して出力電力測定部２３０に送信する。また、方向性結合器２２０は、アンテナ２５０が受信した反射電波１５０の一部を分離して受信電力測定部２４０に送信する。

【0036】

出力電力測定部２３０は、方向性結合器２２０から送信された高周波の電力を測定して、アンテナ２５０から送信された電波の電力を求める。

【0037】

受信電力測定部２４０は、方向性結合器２２０から受信した電波の電力を測定して、アンテナ２５０が受信した反射電波１５０の電力を求める。

【0038】

アンテナ２５０は、方向性結合器２２０が送信した電波を送電装置１２０の外部に出力電波１３０として放射する。また、反射電波１５０を受信する。

【0039】

漏洩電力推定部２６０は、出力電力測定部２３０が測定した出力電力、受信電力測定部２４０が測定した受信電力、及び予め推定された閉空間内損失１６０に基づいて、漏洩電力を推定する。この漏洩電力の推定方法については後に詳しく説明する。

【0040】

判断部２７０は、推定した漏洩電力に基づいて、閉空間１１０において無線給電を実施することが可能か否か判断する。

【0041】

図３は、無線電力伝送の使用の可否を判断する方法を示す図である。漏洩電力の推定は、送電装置１２０で実施される。

【0042】

まず、送電装置１２０の電源がオンにされる（ステップＳ３０１）。そして、アンテナ２５０が、出力電波１３０を放射し（ステップＳ３０２）、反射電波１５０を受信する（ステップＳ３０３）。

【0043】

続いて、出力電力測定部２３０が、出力電波１３０の電力を測定し、受信電力測定部２４０が、アンテナ２５０が受信した反射電波１５０の電力を測定する（ステップＳ３０４）。

【0044】

方向性結合器２２０に入力された高周波の電力と、方向性結合器２２０により分離される高周波の電力との間の関係は決まっているため、出力電力測定部２３０及び受信電力測定部２４０はそれぞれ、入力された高周波の電力を測定した結果から、出力電波１３０及び反射電波１５０の電力を算出することができる。

【0045】

次に、漏洩電力推定部２６０は、以下の式により漏洩電力を推定する（ステップＳ３０５）。
Ｐ＿ｌｅａｋ ＝ Ｐ＿ｏｕｔ － Ｐ＿ｒｅｆ － Ｐ＿ｌｏｓｓ

【0046】

ここで、Ｐ＿ｌｅａｋは漏洩電力、Ｐ＿ｏｕｔは出力電波１３０の電力、Ｐ＿ｒｅｆは送電装置１２０により受信された反射電波１５０の電力、Ｐ＿ｌｏｓｓは閉空間内損失１６０である。

【0047】

閉空間内損失１６０は、シミュレーション、又は同様の環境における測定結果により予め推定しておく。閉空間１１０内に動体（例えば、電車の乗客）が存在する場合、閉空間内損失１６０は、その動体の移動が閉空間内損失１６０に影響を与えると考えられる時間より十分長い一定時間のシミュレーション、又は似た環境での測定結果の平均値などにより推定することができる。

【0048】

その後、判断部２７０は、漏洩電力が予め決められた閾値未満か否かを判断する（ステップＳ３０６）。閾値は、閉空間内損失１６０の推定の誤差と、一定の安全率を考慮した値として定められる。

【0049】

漏洩電力が閾値未満でない場合（ステップＳ３０６，Ｎｏ）、判断部２７０は、電波を出力することは不可、すなわち、当該閉空間においては無線給電を使用することはできないと判断する（ステップＳ３０７）。

【0050】

漏洩電力が閾値未満である場合（ステップＳ３０６，Ｙｅｓ）、判断部２７０は、電波を出力することは可、すなわち、当該閉空間においては無線給電を使用することができると判断する（ステップＳ３０８）。

【0051】

日本の法令においては、漏洩電力は、９２０ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯、５．７ＧＨｚ帯の周波数帯について、それぞれ－１０ｄＢ、－１４ｄＢ、－１６ｄＢと定められている。

【0052】

本実施形態の手法を用いることで、閉空間１１０へ送電装置１２０を配置するだけで容易に漏洩電力の推定を行い、無線電力伝送による無線給電の可否を判断することができる。

【0053】

（実施の形態２）
図４は、送電装置４２０から受電装置４８０への効率的な給電を行うシステムを示す図である。説明しない事項は、実施の形態１と同様である。

【0054】

図４に示すシステムは、閉空間１１０と、閉空間１１０内に配置された送電装置４２０及び受電装置４８０から構成される。閉空間１１０には、開口部１７０が存在しても良い。図４は、送電装置４２０が、複数のアンテナを有している例を示している。受電装置４８０は１つでも複数でもよい。

【0055】

受電装置４８０は、送電装置４２０から放射された出力電波１３０の内、受電装置４８０に到達した電波を受電して電力を取り出すことが可能である。受電する電波の周波数は、送電装置４２０が送電する電波の周波数と同一にする必要がある。

【0056】

電波は、例えば、９２０ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯、５．７ＧＨｚ帯などのマイクロ波帯の電波であるが、マイクロ波帯以外の周波数の電波を用いることもできる。

【0057】

図５は、送電装置４２０の構成を示す図である。説明しない事項は、実施の形態１と同様である。

【0058】

送電装置４２０は、高周波発生部２１０、スイッチ５２０、制御部５３０、測定部５４０、アンテナ５５０を有する。図５に示すアンテナ５５０は、複数のアンテナ２５０で構成されるダイバーシティアンテナであり、測定部５４０は各アンテナ２５０に対応して１つずつ設けられている。なお、アンテナ２５０の数より多い測定部５４０が設けられてもよい。

【0059】

測定部５４０は、方向性結合器２２０、出力電力測定部２３０、及び受信電力測定部２４０を有する。送電装置４２０とダイバーシティアンテナ５５０の間は回路や同軸ケーブル等で接続されるが、接続方法は限定されない。

【0060】

スイッチ５２０は、高周波発生部２１０が発生した高周波を伝送する測定部５４０を選択する。スイッチ５２０は、少なくとも各測定部５４０に対応した出力を有する。

【0061】

制御部５３０は、スイッチ５２０が出力を選択するための制御信号を送信する。制御部５３０は、測定部５４０又は受電装置４８０からフィードバックされた情報等に基づいて、受電装置４８０全体の受電電力が最大又は最適となるアンテナ２５０を選択し、無線電力伝送としての効率を最大化又は最適化する。本処理の具体的な内容については後の詳しく説明する。

【0062】

制御部５３０は、電力推定部５６０及び判断部５７０を有する。

【0063】

電力推定部５６０は、出力電力測定部２３０が測定した出力電力、受信電力測定部２４０が測定した受信電力、及び予め推定された閉空間内損失１６０に基づいて、漏洩電力を推定する。

【0064】

また、電力推定部５６０は、出力電力測定部２３０が測定した出力電力、受信電力測定部２４０が測定した受信電力、及び予め推定された閉空間内損失１６０、及び上記漏洩電力に基づいて、各受電装置４８０が受信している電力の合計を推定する。

【0065】

判断部５７０は、推定した漏洩電力に基づいて、閉空間１１０において無線給電を実施することが可能か否か判断する。

【0066】

測定部５４０は、方向性結合器２２０、出力電力測定部２３０、及び受信電力測定部２４０を有する。測定部５４０は各アンテナ２５０に対応して設けられている。なお、アンテナ２５０の数より多い測定部５４０が設けられてもよい。

【0067】

また、送電装置４２０の外部の測定装置が、出力電力測定部２３０、受信電力測定部２４０、及び制御部５３０を有していてもよい。

【0068】

ダイバーシティアンテナ５５０は、複数のアンテナ２５０を備える。各アンテナ２５０から放射される出力電波１３０が、異なる経路を通って複数の受電装置４８０に届くよう、複数のアンテナ２５０によりダイバーシティ効果が得られる構成とする。

【0069】

例えば、ダイバーシティ効果は、垂直偏波と水平偏波を用いる偏波ダイバーシティ、１／４λ以上の距離を離隔して配置する位置ダイバーシティ、又は、時間をずらして送信する時間ダイバーシティなどである。このような構成とすることで、各受電装置４８０が最も強い電波を受信するときのアンテナ２５０を選択することができる。

【0070】

なお、各アンテナは、離れた位置にあってもよい。また、複数のアンテナ２５０を用いる代わりに、移動可能な１つのアンテナ２５０を用いることとしてもよい。

【0071】

図６は、受電装置４８０に対して効率的な給電を行うために送電装置４２０が行う方法を示す図である。説明しない事項は、実施の形態１と同様である。

【0072】

まず、送電装置４２０の電源がオンにされる（ステップＳ６０１）。そして、スイッチ５２０が、ダイバーシティアンテナ５５０から１つのアンテナ２５０を選択する（ステップＳ６０２）。

【0073】

続いて、選択されたアンテナ２５０が、出力電波１３０を放射し（ステップＳ６０３）、反射電波１５０を受信する（ステップＳ６０４）。

【0074】

その後、出力電力測定部２３０が、出力電波１３０の電力を測定し、受信電力測定部２４０が、反射電波１５０の電力を測定する（ステップＳ６０５）。

【0075】

方向性結合器２２０に入力された高周波の電力と、方向性結合器２２０により分離される高周波の電力との間の関係は決まっているため、出力電力測定部２３０及び受信電力測定部２４０はそれぞれ、入力された高周波の電力を測定した結果から、出力電波１３０及び反射電波１５０の電力を算出することができる。

【0076】

次に、電力推定部５６０は、以下の式により漏洩電力を推定する（ステップＳ６０６）。
Ｐ＿ｌｅａｋ ＝ Ｐ＿ｏｕｔ － Ｐ＿ｒｅｆ － Ｐ＿ｌｏｓｓ

【0077】

ここで、Ｐ＿ｌｅａｋは漏洩電力、Ｐ＿ｏｕｔは出力電波１３０の電力、Ｐ＿ｒｅｆは送電装置４２０により受信された反射電波１５０の電力、Ｐ＿ｌｏｓｓは閉空間内損失１６０である。漏洩電力の推定には、実施の形態１と同じ方法を用いることができる。

【0078】

閉空間内損失１６０は、シミュレーション、又は同様の環境における測定結果により予め推定しておく。閉空間１１０内に動体（例えば、電車の乗客）が存在する場合、閉空間内損失１６０は、その動体の移動が閉空間内損失１６０に影響を与えると考えられる時間より十分長い一定時間のシミュレーション、又は似た環境での測定結果の平均値などにより推定することができる。

【0079】

その後、判断部５７０は、漏洩電力が予め決められた閾値未満か否かを判断する（ステップＳ６０７）。閾値は、閉空間内損失１６０の推定の誤差と、一定の安全率を考慮した値として定められる。

【0080】

漏洩電力が閾値未満でない場合（ステップＳ６０７，Ｎｏ）、判断部５７０は、電波を出力することは不可と判断する（ステップＳ６０８）。

【0081】

漏洩電力が閾値未満である場合（ステップＳ６０７，Ｙｅｓ）、判断部５７０は、全てのアンテナ２５０について電力測定をしているか否かを判断する（ステップＳ６０９）。

【0082】

全てのアンテナ２５０について電力測定をしていない場合（ステップＳ６０９，Ｎｏ）、ステップＳ６０２に戻り、スイッチ５２０が、次のアンテナ２５０を選択する。

【0083】

全てのアンテナ２５０について電力測定をした場合（ステップＳ６０９，Ｙｅｓ）、閉空間１０１内部に全ての受電装置４８０が配置される（ステップＳ６１０）。

【0084】

その後、スイッチ５２０は、ダイバーシティアンテナ５５０から１つのアンテナ２５０を選択する（ステップＳ６１１）。

【0085】

続いて、選択されたアンテナ２５０が、出力電波１３０を放射し（ステップＳ６１２）、反射電波１５０を受信する（ステップＳ６１３）。

【0086】

その後、出力電力測定部２３０が、出力電波１３０の電力を測定し、受信電力測定部２４０が、反射電波１５０の電力を測定する（ステップＳ６１４）。

【0087】

次に、電力推定部５６０は、以下の式により、各受電装置４８０が受信している電力の合計を推定する（ステップＳ６１５）。
Ｐ＿Ｒｘｔｏｔａｌ
＝ Ｐ＿ｏｕｔ － Ｐ＿ｒｅｆ － Ｐ＿ｌｏｓｓ － Ｐ＿ｌｅａｋ

【0088】

ここで、Ｐ＿Ｒｘｔｏｔａｌは各受電装置４８０が受信している電波の電力の合計、Ｐ＿ｏｕｔは出力電波１３０の電力、Ｐ＿ｒｅｆは反射電波１５０の電力、Ｐ＿ｌｏｓｓは閉空間内損失１６０、Ｐ＿ｌｅａｋは漏洩電力である。

【0089】

そして、判断部５７０は、全てのアンテナ２５０について電力測定をしているか否かを判断する（ステップＳ６１６）。

【0090】

全てのアンテナ２５０について電力測定をしていない場合（ステップＳ６１６，Ｎｏ）、ステップＳ６１１に戻り、スイッチ５２０は、次のアンテナ２５０を選択する。ダイバーシティアンテナ５５０が、移動可能な１本のアンテナ２５０で構成されている場合は、アンテナの位置が変更される。

【0091】

全てのアンテナ２５０について電力測定した場合（ステップＳ６１６，Ｙｅｓ）、スイッチ５２０は、各受電装置４８０が受信している電波の電力の合計が最大となるアンテナ２５０を、無線給電に使用するアンテナとして選択する（ステップＳ６１７）。

【0092】

また、空間内に動体が存在するなど伝搬環境に変化がある場合、一定時間毎に測定を行い、アンテナ２５０を選択しなおしても良い。

【0093】

ダイバーシティアンテナ５５０が移動可能な１本のアンテナ２５０で構成されている場合は、ステップＳ６１７においてアンテナ２５０を選択する代わりに、判断部５７０が、アンテナの位置を決定する。

【0094】

＜変形例＞
実施の形態２では、各受電装置４８０が受信している電力の合計が最大になるアンテナを選択することとしたが、複数のアンテナ２５０のうち受信電力が最大になるアンテナを受電装置４８０ごとに選択してもよい。以下に、この場合の処理について説明する。

【0095】

図７は、受電装置４８０に対して効率的な給電を行うために送電装置４２０が行う方法を示す図である。

【0096】

図７において、ステップＳ６０１からステップＳ６０９までの処理は、図６に示したステップＳ６０１からステップＳ６０９までの処理と同じである。

【0097】

ステップＳ６０９の処理の後、閉空間１１０内に１つの受電装置４８０が設置される（ステップＳ７１０）。

【0098】

その後、スイッチ５２０は、ダイバーシティアンテナ５５０から１つのアンテナ２５０を選択する（ステップＳ６１１）。

【0099】

続いて、選択されたアンテナ２５０が、出力電波１３０を放射し（ステップＳ６１２）、反射電波１５０を受信する（ステップＳ６１３）。

【0100】

その後、出力電力測定部２３０が、出力電波１３０の電力を測定し、受信電力測定部２４０が、反射電波１５０の電力を測定する（ステップＳ６１４）。

【0101】

次に、電力推定部５６０は、以下の式により、受電装置４８０が受信している電力を推定する（ステップＳ７１５）。
Ｐ＿Ｒｘ
＝ Ｐ＿ｏｕｔ － Ｐ＿ｒｅｆ － Ｐ＿ｌｏｓｓ － Ｐ＿ｌｅａｋ

【0102】

ここで、Ｐ＿Ｒｘは受電装置４８０で受信している電波の電力、Ｐ＿ｏｕｔは出力電波１３０の電力、Ｐ＿ｒｅｆは反射電波１５０の電力、Ｐ＿ｌｏｓｓは閉空間内損失１６０、Ｐ＿ｌｅａｋは漏洩電力である。

【0103】

そして、判断部５７０は、全てのアンテナ２５０について電力測定をしているか否かを判断する（ステップＳ６１６）。

【0104】

全てのアンテナ２５０について電力測定をしていない場合（ステップＳ６１６，Ｎｏ）、ステップＳ６１１に戻り、スイッチ５２０は、次のアンテナ２５０を選択する。ダイバーシティアンテナ５５０が、移動可能な１本のアンテナ２５０で構成されている場合は、アンテナの位置が変更される。

【0105】

全てのアンテナ２５０について電力測定をした場合（ステップＳ６１６，Ｙｅｓ）、送電装置４２０の記憶部（図示せず）は、ステップＳ７１０で設置した受電装置４８０の受信電力が最大となるアンテナの情報を最適アンテナの情報として記憶する（ステップＳ７１７）。

【0106】

その後、判断部５７０は、全ての受電装置４８０を配置したか否かを判断する（ステップＳ７１８）。

【0107】

全ての受電装置４８０が配置されていない場合（ステップＳ７１８，Ｎｏ）、Ｓ７１０に戻り、今までの受電装置４８０に代わって、別の受電装置４８０が新たな位置に配置される。なお、受電装置４８０が順番に配置される代わりに、すべての受電装置４８０が配置された後で、受電装置４８０を順番に動作させてもよい。

【0108】

全ての受電装置４８０が配置された場合（ステップＳ７１８，Ｙｅｓ）、判断部５７０は、ステップＳ７１７で記憶された情報に基づいて、複数のアンテナ２５０のうち受信電力が最大になるアンテナ２５０を受電装置４８０ごとに特定する。

【0109】

そして、スイッチ５２０は、受電装置４８０の受信電力が最大となるアンテナ２５０を、その受電装置４８０に電力を送信するアンテナ２５０として受電装置４８０毎に選択する（ステップＳ７１９）。

【0110】

この場合、電力を送信対象となる受電装置４８０は、順番に選択されてもよいし、受電装置４８０から受信したバッテリ残量に基づいて選択されてもよい。アンテナ５５０が移動可能な１本のアンテナ２５０で構成されている場合、ステップＳ７１９において、判断部５７０は、アンテナ２５０を特定する代わりに、アンテナの位置を特定する。

【0111】

本開示により、閉空間１１０内に送電装置１２０、４２０を配置するだけで容易に漏洩電力の推定を行うことができる。更に、適切なアンテナ２５０を選択することで、複数の受電装置４８０全体に対する給電効率を向上させることが可能となる。

【0112】

以上、図面を参照しながら実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかである。そのような変更例又は修正例についても、本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、実施の形態における各構成要素は任意に組み合わされてよい。

【0113】

（１）本開示の一実施例における漏洩電力推定方法は、送電装置が閉空間内で放射した第１の電波の電力及び前記送電装置が前記閉空間から受信した第２の電波の電力を測定するステップと、前記第１の電波の電力及び前記第２の電波の電力に基づいて、漏洩電力を推定するステップと、を含む。

【0114】

（２）（１）の漏洩電力推定方法は、前記漏洩電力に基づいて、前記閉空間内における無線電力伝送の可否を判断するステップをさらに含む。

【0115】

（３）（１）の漏洩電力推定方法において、前記第１の電波の電力の測定は、方向性結合器により前記第１の電波を放射するアンテナに送信される高周波から分離された高周波の電力を出力電力測定部が測定することにより実行され、前記第２の電波の電力の測定は、前記方向性結合器により前記第２の電波を受信したアンテナから送信された高周波から分離された高周波の電力を出力電力測定部が測定することにより実行される。

【0116】

（４）本開示の一実施例におけるアンテナ選択方法は、複数のアンテナを有する送電装置が閉空間内で各アンテナが放射した第１の電波の電力及び前記閉空間から各アンテナで受信した第２の電波の電力を測定するステップと、前記第１の電波の電力及び前記第２の電波の電力に基づいて、各アンテナに対応する漏洩電力を推定するステップと、各漏洩電力が閾値よりも小さい場合、前記閉空間内に配置された受電装置が各アンテナから受信する第３の電波の電力を推定するステップと、前記第３の電波の電力に基づいて、前記複数のアンテナの中から送電に使用するアンテナを選択するステップと、を含む。

【0117】

（５）（４）のアンテナ選択方法は、前記送電に使用するアンテナが選択された後、スイッチが、高周波発生部が発生した高周波の出力先を、複数の測定部のうち、前記送電に使用するアンテナに接続された測定部に切り替えるステップをさらに含む。

【0118】

（６）（４）のアンテナ選択方法において、前記第１の電波の電力の測定は、方向性結合器により前記第１の電波を放射する各アンテナに送信される高周波から分離された高周波の電力を出力電力測定部が測定することにより実行され、前記第２の電波の電力の測定は、前記方向性結合器により前記第２の電波を受信した各アンテナから送信された高周波から分離された高周波の電力を出力電力測定部が測定することにより実行される。

【0119】

（７）本開示の一実施例における漏洩電力推定装置は、閉空間内で放射した第１の電波の電力を測定する出力電力測定部と、前記閉空間から受信した第２の電波の電力を測定する受信電力測定部と、前記第１の電波の電力及び前記第２の電波の電力に基づいて、漏洩電力を推定する電力推定部と、を備える。

【0120】

（８）（７）の漏洩電力推定装置は、前記漏洩電力に基づいて、前記閉空間内における無線電力伝送の可否を判断する判断部をさらに備える。

【0121】

（９）本開示の一実施例におけるアンテナ選択装置は、閉空間内で各アンテナが放射した第１の電波の電力を測定する出力電力測定部と、前記閉空間から各アンテナで受信した第２の電波の電力を測定する受信電力測定部と、前記第１の電波の電力及び前記第２の電波の電力に基づいて、各アンテナに対応する漏洩電力を推定し、各漏洩電力が閾値よりも小さい場合、前記閉空間内に配置された受電装置が各アンテナから受信する第３の電波の電力を推定する電力推定部と、前記第３の電波の電力に基づいて、送電に使用するアンテナを選択するスイッチと、を備える。

【産業上の利用可能性】

【0122】

閉空間内で無線電力伝送を行うことができるか否を判定することにより、閉空間内に配置されたＩｏＴセンサや電子デバイスをはじめとする様々な機器への電源供給に活用することができる。

【符号の説明】

【0123】

１１０ 閉空間
１２０ 送電装置
１３０ 出力電波
１４０ 漏洩電波
１５０ 反射電波
１６０ 閉空間内損失
１７０ 開口部
２１０ 高周波発生部
２２０ 方向性結合器
２３０ 出力電力測定部
２４０ 受信電力測定部
２５０ アンテナ
２６０ 漏洩電力推定部
２７０、５７０ 判断部
２８０ 測定装置
４２０ 送電装置
４８０ 受電装置
５２０ スイッチ
５３０ 制御部
５４０ 測定部
５５０ ダイバーシティアンテナ
５６０ 電力推定部

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】