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(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】P2024056454
(43)【公開日】2024-04-23
(54)【発明の名称】給電システム、給電装置、及び、給電方法
(51)【国際特許分類】
H02J 50/80 20160101AFI20240416BHJP
H02J 50/20 20160101ALI20240416BHJP
H02J 50/90 20160101ALI20240416BHJP
H02J 50/40 20160101ALI20240416BHJP
H01Q 3/30 20060101ALI20240416BHJP
H01Q 21/06 20060101ALI20240416BHJP
【ＦＩ】
H02J50/80
H02J50/20
H02J50/90
H02J50/40
H01Q3/30
H01Q21/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022163333
(22)【出願日】2022-10-11
(71)【出願人】
【識別番号】000114215
【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】藤井 正明
【テーマコード（参考）】
5J021
【Ｆターム（参考）】
5J021AA06
5J021DB03
5J021EA04
5J021FA05
(57)【要約】
【課題】受電装置の受電電力を増大可能な位相を迅速に設定可能な給電システム、給電装置、及び、給電方法を提供する。
【解決手段】給電装置は、電力を送電可能な複数のアンテナのうち、第１受電装置の周囲に位置する複数の第１アンテナの送電信号の位相を制御する第１送電制御部と、前記複数のアンテナのうち、前記複数の第１アンテナ以外の１又は複数の第２アンテナの送電信号の位相を制御する第２送電制御部とを含み、前記第１送電制御部は、前記複数の第１アンテナから前記第１受電装置が受電する信号の位相が揃うように前記複数の第１アンテナの送電信号の位相関係を保持しながら前記複数の第１アンテナの送電信号の位相を時系列的に変化させ、前記第２送電制御部は、前記１又は複数の第２アンテナが１又は複数の第２受電装置に送電する送電信号の位相を時系列に変化させる。
【選択図】図１
【解決手段】給電装置は、電力を送電可能な複数のアンテナのうち、第１受電装置の周囲に位置する複数の第１アンテナの送電信号の位相を制御する第１送電制御部と、前記複数のアンテナのうち、前記複数の第１アンテナ以外の１又は複数の第２アンテナの送電信号の位相を制御する第２送電制御部とを含み、前記第１送電制御部は、前記複数の第１アンテナから前記第１受電装置が受電する信号の位相が揃うように前記複数の第１アンテナの送電信号の位相関係を保持しながら前記複数の第１アンテナの送電信号の位相を時系列的に変化させ、前記第２送電制御部は、前記１又は複数の第２アンテナが１又は複数の第２受電装置に送電する送電信号の位相を時系列に変化させる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
給電装置と、
前記給電装置から送電される送電信号を受電する受電装置と
を含む給電システムであって、
前記給電装置は、
電力を送電可能な複数のアンテナを有するアレイアンテナと、
前記複数のアンテナから前記受電装置に送電する送電信号の位相の制御と送電制御とを行う送電制御部と
を有し、
前記送電制御部は、前記複数のアンテナに含まれる複数の第１アンテナのうちの１つを選択し、前記複数の第１アンテナのうちの非選択の第１アンテナの送電位相を固定して第１送電信号を送電させた状態において、所定位相の第１送電信号を前記選択した第１アンテナから送電する第１送電処理と、前記所定位相を反転させた反転位相の第１送電信号を前記選択した第１アンテナから送電する第２送電処理とを、前記複数の第１アンテナを１つずつ選択しながら行い、
前記受電装置は、前記第１送電処理において前記複数の第１アンテナから受電した、前記所定位相の第１送電信号と、前記送電位相が固定された第１送電信号との第１合成信号と、前記第２送電処理において前記複数の第１アンテナから受電した、前記反転位相の第１送電信号と、前記送電位相が固定された第１送電信号との第２合成信号との差分信号を求めて前記送電制御部に送信し、
前記送電制御部は、前記複数の第１アンテナの各々を選択したことによって得られる複数の前記差分信号に基づいて、前記複数の第１アンテナが送電する前記複数の第１送電信号の位相を制御する、給電システム。
前記給電装置から送電される送電信号を受電する受電装置と
を含む給電システムであって、
前記給電装置は、
電力を送電可能な複数のアンテナを有するアレイアンテナと、
前記複数のアンテナから前記受電装置に送電する送電信号の位相の制御と送電制御とを行う送電制御部と
を有し、
前記送電制御部は、前記複数のアンテナに含まれる複数の第１アンテナのうちの１つを選択し、前記複数の第１アンテナのうちの非選択の第１アンテナの送電位相を固定して第１送電信号を送電させた状態において、所定位相の第１送電信号を前記選択した第１アンテナから送電する第１送電処理と、前記所定位相を反転させた反転位相の第１送電信号を前記選択した第１アンテナから送電する第２送電処理とを、前記複数の第１アンテナを１つずつ選択しながら行い、
前記受電装置は、前記第１送電処理において前記複数の第１アンテナから受電した、前記所定位相の第１送電信号と、前記送電位相が固定された第１送電信号との第１合成信号と、前記第２送電処理において前記複数の第１アンテナから受電した、前記反転位相の第１送電信号と、前記送電位相が固定された第１送電信号との第２合成信号との差分信号を求めて前記送電制御部に送信し、
前記送電制御部は、前記複数の第１アンテナの各々を選択したことによって得られる複数の前記差分信号に基づいて、前記複数の第１アンテナが送電する前記複数の第１送電信号の位相を制御する、給電システム。
【請求項2】
前記送電制御部は、前記第１送電処理及び前記第２送電処理において、前記非選択の第１アンテナの送電位相を同一値に設定する、請求項１に記載の給電システム。
【請求項3】
前記送電制御部は、前記第２送電処理において、前記第１送電処理において既に選択された前記第１アンテナについては、送電位相を前記反転位相に設定する、請求項１に記載の給電システム。
【請求項4】
前記送電制御部は、前記第２送電処理において、前記第１送電処理において既に選択された前記第１アンテナについては、送電位相を前記差分信号に基づく位相に設定する、請求項１に記載の給電システム。
【請求項5】
前記送電制御部は、前記第１送電処理及び前記第２送電処理において、前記複数のアンテナのうちの前記複数の第１アンテナ以外の１又は複数の第２アンテナの送電位相を固定する、請求項１に記載の給電システム。
【請求項6】
前記給電装置は、前記複数のアンテナのうち、前記受電装置から送信される信号の受信強度が所定強度以上の複数のアンテナを前記複数の第１アンテナとして選択し、前記受信強度が前記所定強度未満の１又は複数のアンテナを前記１又は複数の第２アンテナとして選択する、アンテナ選択部をさらに有する、請求項５に記載の給電システム。
【請求項7】
前記受電装置から送信される信号は、前記差分信号を表す信号である、請求項６に記載の給電システム。
【請求項8】
前記送電制御部は、
前記第１送電処理及び前記第２送電処理を行う準備期間と、前記複数の前記差分信号に基づいて前記複数の第１アンテナが送電する前記複数の第１送電信号の位相を制御して、前記複数の第１アンテナから前記受電装置に送電する送電期間とを含むフレーム処理を繰り返し行い、
前記複数のアンテナのうち、前記アンテナ選択部によって前記差分信号を表す信号の受信強度に基づいて選択された前記複数の第１アンテナを、当該フレームの次のフレームにおける前記複数の第１アンテナとして利用する、請求項７に記載の給電システム。
前記第１送電処理及び前記第２送電処理を行う準備期間と、前記複数の前記差分信号に基づいて前記複数の第１アンテナが送電する前記複数の第１送電信号の位相を制御して、前記複数の第１アンテナから前記受電装置に送電する送電期間とを含むフレーム処理を繰り返し行い、
前記複数のアンテナのうち、前記アンテナ選択部によって前記差分信号を表す信号の受信強度に基づいて選択された前記複数の第１アンテナを、当該フレームの次のフレームにおける前記複数の第１アンテナとして利用する、請求項７に記載の給電システム。
【請求項9】
前記受電装置は、移動可能である、請求項１に記載の給電システム。
【請求項10】
前記送電制御部は、前記複数の前記差分信号に基づいて、前記受電装置が前記複数の第１アンテナから受電する前記複数の第１送電信号の受電位相が揃うように、前記複数の第１アンテナが送電する前記複数の第１送電信号の送電位相を制御する、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の給電システム。
【請求項11】
受電装置に送電信号を送電する給電装置であって、
電力を送電可能な複数のアンテナを有するアレイアンテナと、
前記複数のアンテナから前記受電装置に送電する送電信号の位相の制御と送電制御とを行う送電制御部と
を含み、
前記送電制御部は、
前記複数のアンテナに含まれる複数の第１アンテナのうちの１つを選択し、前記複数の第１アンテナのうちの非選択の第１アンテナの送電位相を固定して第１送電信号を送電させた状態において、所定位相の第１送電信号を前記選択した第１アンテナから送電する第１送電処理と、前記所定位相を反転させた反転位相の第１送電信号を前記選択した第１アンテナから送電する第２送電処理とを、前記複数の第１アンテナを１つずつ選択しながら行い、
前記複数の第１アンテナの各々を選択したことによって得られる複数の差分信号に基づいて、前記複数の第１アンテナが送電する前記複数の第１送電信号の位相を制御し、
前記差分信号は、前記受電装置が、前記第１送電処理において前記複数の第１アンテナから受電した、前記所定位相の第１送電信号と、前記送電位相が固定された第１送電信号との第１合成信号と、前記第２送電処理において前記複数の第１アンテナから受電した、前記反転位相の第１送電信号と、前記送電位相が固定された第１送電信号との第２合成信号との差分信号である、給電装置。
電力を送電可能な複数のアンテナを有するアレイアンテナと、
前記複数のアンテナから前記受電装置に送電する送電信号の位相の制御と送電制御とを行う送電制御部と
を含み、
前記送電制御部は、
前記複数のアンテナに含まれる複数の第１アンテナのうちの１つを選択し、前記複数の第１アンテナのうちの非選択の第１アンテナの送電位相を固定して第１送電信号を送電させた状態において、所定位相の第１送電信号を前記選択した第１アンテナから送電する第１送電処理と、前記所定位相を反転させた反転位相の第１送電信号を前記選択した第１アンテナから送電する第２送電処理とを、前記複数の第１アンテナを１つずつ選択しながら行い、
前記複数の第１アンテナの各々を選択したことによって得られる複数の差分信号に基づいて、前記複数の第１アンテナが送電する前記複数の第１送電信号の位相を制御し、
前記差分信号は、前記受電装置が、前記第１送電処理において前記複数の第１アンテナから受電した、前記所定位相の第１送電信号と、前記送電位相が固定された第１送電信号との第１合成信号と、前記第２送電処理において前記複数の第１アンテナから受電した、前記反転位相の第１送電信号と、前記送電位相が固定された第１送電信号との第２合成信号との差分信号である、給電装置。
【請求項12】
給電装置と、
前記給電装置から送電される送電信号を受電する受電装置と
を含む給電システムにおける給電方法であって、
前記給電装置は、
電力を送電可能な複数のアンテナを有するアレイアンテナと、
前記複数のアンテナから前記受電装置に送電する送電信号の位相の制御と送電制御とを行う送電制御部と
を有し、
前記送電制御部が、前記複数のアンテナに含まれる複数の第１アンテナのうちの１つを選択し、前記複数の第１アンテナのうちの非選択の第１アンテナの送電位相を固定して第１送電信号を送電させた状態において、所定位相の第１送電信号を前記選択した第１アンテナから送電する第１送電処理と、前記所定位相を反転させた反転位相の第１送電信号を前記選択した第１アンテナから送電する第２送電処理とを、前記複数の第１アンテナを１つずつ選択しながら行い、
前記受電装置が、前記第１送電処理において前記複数の第１アンテナから受電した、前記所定位相の第１送電信号と、前記送電位相が固定された第１送電信号との第１合成信号と、前記第２送電処理において前記複数の第１アンテナから受電した、前記反転位相の第１送電信号と、前記送電位相が固定された第１送電信号との第２合成信号との差分信号を求めて前記送電制御部に送信し、
前記送電制御部が、前記複数の第１アンテナの各々を選択したことによって得られる複数の前記差分信号に基づいて、前記複数の第１アンテナが送電する前記複数の第１送電信号の位相を制御する、給電方法。
前記給電装置から送電される送電信号を受電する受電装置と
を含む給電システムにおける給電方法であって、
前記給電装置は、
電力を送電可能な複数のアンテナを有するアレイアンテナと、
前記複数のアンテナから前記受電装置に送電する送電信号の位相の制御と送電制御とを行う送電制御部と
を有し、
前記送電制御部が、前記複数のアンテナに含まれる複数の第１アンテナのうちの１つを選択し、前記複数の第１アンテナのうちの非選択の第１アンテナの送電位相を固定して第１送電信号を送電させた状態において、所定位相の第１送電信号を前記選択した第１アンテナから送電する第１送電処理と、前記所定位相を反転させた反転位相の第１送電信号を前記選択した第１アンテナから送電する第２送電処理とを、前記複数の第１アンテナを１つずつ選択しながら行い、
前記受電装置が、前記第１送電処理において前記複数の第１アンテナから受電した、前記所定位相の第１送電信号と、前記送電位相が固定された第１送電信号との第１合成信号と、前記第２送電処理において前記複数の第１アンテナから受電した、前記反転位相の第１送電信号と、前記送電位相が固定された第１送電信号との第２合成信号との差分信号を求めて前記送電制御部に送信し、
前記送電制御部が、前記複数の第１アンテナの各々を選択したことによって得られる複数の前記差分信号に基づいて、前記複数の第１アンテナが送電する前記複数の第１送電信号の位相を制御する、給電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、給電システム、給電装置、及び、給電方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、受電装置の方向を検出する第１の検出手段と、第１の検出手段によって検出された受電装置の方向に無線で給電電力を放射する第１の放射、及び、給電電力を放射する方向を定められた範囲で変更しながら無線で給電電力を放射する第２の放射を行うよう、給電電力を放射する放射部を制御する制御手段とを有する給電機器がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－０８３６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、従来の給電機器は、第１の放射及び第２の放射を行うことで受電装置に給電電力を放射しているが、受電装置の受電電力を増大可能な位相を迅速に設定することは開示していない。
【0005】
そこで、受電装置の受電電力を増大可能な位相を迅速に設定可能な給電システム、給電装置、及び、給電方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の実施形態の給電システムは、給電装置と、前記給電装置から送電される送電信号を受電する受電装置とを含む給電システムであって、前記給電装置は、電力を送電可能な複数のアンテナを有するアレイアンテナと、前記複数のアンテナから前記受電装置に送電する送電信号の位相の制御と送電制御とを行う送電制御部とを有し、前記送電制御部は、前記複数のアンテナに含まれる複数の第１アンテナのうちの１つを選択し、前記複数の第１アンテナのうちの非選択の第１アンテナの送電位相を固定して第１送電信号を送電させた状態において、所定位相の第１送電信号を前記選択した第１アンテナから送電する第１送電処理と、前記所定位相を反転させた反転位相の第１送電信号を前記選択した第１アンテナから送電する第２送電処理とを、前記複数の第１アンテナを１つずつ選択しながら行い、前記受電装置は、前記第１送電処理において前記複数の第１アンテナから受電した、前記所定位相の第１送電信号と、前記送電位相が固定された第１送電信号との第１合成信号と、前記第２送電処理において前記複数の第１アンテナから受電した、前記反転位相の第１送電信号と、前記送電位相が固定された第１送電信号との第２合成信号との差分信号を求めて前記送電制御部に送信し、前記送電制御部は、前記複数の第１アンテナの各々を選択したことによって得られる複数の前記差分信号に基づいて、前記複数の第１アンテナが送電する前記複数の第１送電信号の位相を制御する。
【発明の効果】
【0007】
受電装置の受電電力を増大可能な位相を迅速に設定可能な給電システム、給電装置、及び、給電方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施形態の給電装置１００を示す図である。
【図2】特定デバイス５０Ａの構成の一例を示す図である。
【図3】制御装置１４０の構成を示す図である。
【図4】フレーム構造の一例を示す図である。
【図5】最適化処理の一例を説明する図である。
【図6A】特定デバイス５０Ａが受電する送電信号の受電位相を説明する図である。
【図6B】特定デバイス５０Ａが受電する送電信号の受電位相を説明する図である。
【図6C】特定デバイス５０Ａが受電する送電信号の受電位相を説明する図である。
【図6D】特定デバイス５０Ａが受電する送電信号の受電位相を説明する図である。
【図6E】特定デバイス５０Ａが受電する送電信号の受電位相を説明する図である。
【図7】ランキング結果の一例を示す図である。
【図8】給電システム３００の制御装置１４０及び特定デバイス５０Ａが実行する処理の一例を表すフローチャートである。
【図9】シミュレーションの条件の一例を説明する図である。
【図10】比較用のランダムビームフォーミングで送電した場合の受電電力についてのシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図11】給電システム３００のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【図12】実施形態の変形例の給電システム３００における最適化処理の一例を説明する図である。
【図13A】実施形態の変形例における特定デバイス５０Ａが受電する送電信号の受電位相を説明する図である。
【図13B】実施形態の変形例における特定デバイス５０Ａが受電する送電信号の受電位相を説明する図である。
【図13C】実施形態の変形例における特定デバイス５０Ａが受電する送電信号の受電位相を説明する図である。
【図13D】実施形態の変形例における特定デバイス５０Ａが受電する送電信号の受電位相を説明する図である。
【図13E】実施形態の変形例における特定デバイス５０Ａが受電する送電信号の受電位相を説明する図である。
【図14】実施形態の変形例の給電システム３００のシミュレーション結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の給電システム、給電装置、及び、給電方法を適用した実施形態について説明する。
【0010】
＜実施形態＞
＜給電システム３００＞
図１は、実施形態の給電システム３００を示す図である。給電システム３００は、給電装置１００と特定デバイス５０Ａとを含む。特定デバイス５０Ａは、受電装置の一例である。以下では、ＸＹＺ座標系を用いて説明する。平面視とはＸＹ平面視のことである。また、給電システム３００は、給電装置１００と複数のデバイス５０とを含んでもよい。複数のデバイス５０には、特定デバイス５０Ａと、特定デバイス５０Ａ以外の複数の非特定デバイス５０Ｂとが含まれる。
＜給電システム３００＞
図１は、実施形態の給電システム３００を示す図である。給電システム３００は、給電装置１００と特定デバイス５０Ａとを含む。特定デバイス５０Ａは、受電装置の一例である。以下では、ＸＹＺ座標系を用いて説明する。平面視とはＸＹ平面視のことである。また、給電システム３００は、給電装置１００と複数のデバイス５０とを含んでもよい。複数のデバイス５０には、特定デバイス５０Ａと、特定デバイス５０Ａ以外の複数の非特定デバイス５０Ｂとが含まれる。
【0011】
給電装置１００は、一例として、スマート工場、大規模プラント、物流センタ、倉庫等の大規模な施設の領域１０に配置される。給電装置１００は、アレイアンテナ１１０、フェーズシフタ１２０、ＩＣチップ１２５、マイクロ波発生源１３０、及び制御装置１４０を含み、領域１０内に存在する複数のデバイス５０に非接触で給電（マイクロ波給電）を行う。実施形態の給電方法は、給電装置１００によって実現される給電方法であり、特に制御装置１４０が実行する処理によって実現される。
【0012】
給電装置１００は、不特定多数のデバイス５０に給電を行う際に、アレイアンテナ１１０にビームフォーミングでの送電を行わせる。アレイアンテナ１１０の複数のアンテナ素子１１１は、後述する送電制御部が指定した送電位相で送信可能である。複数のアンテナ素子１１１が出力する送電信号の位相を固定すると、複数のアンテナ出力信号から形成されるビームによって領域１０内に定在波が生じ、定在波の節の位置に存在するデバイス５０には電力が殆ど供給されなくなる。このような事態を避けるために、給電装置１００は、複数のアンテナ素子１１１から出力される複数の送電信号の位相を時系列的にランダムにシフトさせて、定在波の節が特定の場所に長時間にわたり生じないようにしている。換言すれば、定在波の節が領域１０内で移動するようにしている。送電信号の位相は、タイムスロットに従ってシフトされる。なお、送電信号とは、アンテナ素子１１１から送電（送信）される信号であり、所定の電力を有するＲＦ（Radio Frequency）信号である。送電信号の周波数は、一例として、９１８ＭＨｚである。
【0013】
このように複数のアンテナ素子１１１から出力される複数の送電信号の位相をタイムスロットに従ってランダムにシフトさせて形成するビームでの送電を行うことを以下ではランダムビームフォーミングと称す。
【0014】
また、複数のデバイス５０の中には、内部のバッテリ５４を充電するためにより多くの受電電力を必要とするデバイス５０が存在しうる。例えば、他のデバイス５０よりも多くの電力を消費して内部のバッテリ５４の残量が少なくなっているデバイス５０である。このようにより多くの受電電力を必要とするデバイス５０を特定デバイス５０Ａと称す。図１には、ある時点における１つのデバイス５０を特定デバイス５０Ａとして示す。
【0015】
特定デバイス５０Ａは、複数のアンテナ素子１１１のうちのアンテナサブセット１１０Ａに含まれる複数のアンテナ素子１１１から主に受電する。ランダムビームフォーミングよりも、より集中的に送電を行うことにより、特定デバイス５０Ａのバッテリ５４を早期に充電するためである。
【0016】
アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１は、第１アンテナの一例である。アンテナサブセット１１０Ａに含まれないアンテナ素子１１１は、第２アンテナの一例である。また、アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１が送電する送電信号は、第１送電信号の一例であり、アンテナサブセット１１０Ａに含まれないアンテナ素子１１１が送電する送電信号は、第２送電信号の一例である。
【0017】
アンテナサブセット１１０Ａに含まれる複数のアンテナ素子１１１から特定デバイス５０Ａへの送電は、フレーム毎に位相が設定される。図１では、アンテナサブセット１１０Ａに４つのアンテナ素子１１１が含まれている。アンテナサブセット１１０Ａ、及び、特定デバイス５０Ａへの送電信号の位相シフトについては後述する。
【0018】
複数のデバイス５０のうち、特定デバイス５０Ａ以外を非特定デバイス５０Ｂと称す。すべてのデバイス５０は、状況に応じて特定デバイス５０Ａになり得る。特定デバイス５０Ａは、バッテリ５４の充電量が十分な量になれば、アンテナサブセット１１０Ａからの集中的な電力供給が行われなくなり、非特定デバイス５０Ｂになる。非特定デバイス５０Ｂは、アンテナサブセット１１０Ａを含むアンテナ素子１１１からランダムビームフォーミングによる送電を受ける。
【0019】
また、特定デバイス５０Ａは、Automatic Guided Vehicle（AGV）、又は、Autonomous Mobile Robot（AMR）等のような遠隔管理可能な移動体に搭載されていて、移動可能であってもよい。すべての複数のデバイス５０が、このような移動体に搭載されていて、状況によって特定デバイス５０Ａになることができる構成であってもよいし、すべての複数のデバイス５０のうちの一部のデバイス５０のみが、このような移動体に搭載されていて、状況によって特定デバイス５０Ａになることができる構成であってもよい。以下では、一例として特定デバイス５０Ａが移動体に搭載されていて移動可能である形態について説明する。
【0020】
給電装置１００は、非特定デバイス５０Ｂへのランダムビームフォーミングによる送電と、特定デバイス５０Ａへのアンテナサブセット１１０Ａからの送電とを両立する給電装置である。なお、以下では、特定デバイス５０Ａと非特定デバイス５０Ｂとを特に区別しない場合には、単にデバイス５０と称す。
【0021】
＜特定デバイス５０Ａの構成＞
図２は、特定デバイス５０Ａの構成の一例を示す図である。特定デバイス５０Ａは、アンテナ５１、スイッチＳＷ、制御部５２、ＲＦ／ＤＣ（Direct Current）変換部５３、バッテリ５４、直交検波部５５、算出部５６、角度変換部５７、及び通信部５８を有する。通信部５８は、アンテナ５８Ａを有する。
図２は、特定デバイス５０Ａの構成の一例を示す図である。特定デバイス５０Ａは、アンテナ５１、スイッチＳＷ、制御部５２、ＲＦ／ＤＣ（Direct Current）変換部５３、バッテリ５４、直交検波部５５、算出部５６、角度変換部５７、及び通信部５８を有する。通信部５８は、アンテナ５８Ａを有する。
【0022】
アンテナ５１は、１又は複数のアンテナ素子１１１から電力を受電するためのアンテナである。アンテナ５１は、受電した電力をスイッチＳＷに出力する。スイッチＳＷは、制御部５２によって切り替えられ、アンテナ５１の接続先をＲＦ／ＤＣ変換部５３と直交検波部５５のいずれかに切り替える。
【0023】
制御部５２は、各フレームにおける最適化期間と給電期間とでスイッチＳＷを切り替える。制御部５２は、最適化期間ではスイッチＳＷを直交検波部５５に接続するように切り替え、給電期間ではスイッチＳＷをＲＦ／ＤＣ変換部５３に接続するように切り替える。
【0024】
制御部５２は、最適化期間では、直交検波部５５、算出部５６、角度変換部５７、及び通信部５８に、差分信号から得られる角度を表すデータを給電装置１００の制御装置１４０に送信させる処理を行わせる。
【0025】
また、制御部５２は、給電期間では、アンテナ５１を介してアンテナ素子１１１から受電する受電電力をバッテリ５４に充電する充電制御を行う。
【0026】
バッテリ５４は、一例として二次電池又はキャパシタであり、アンテナ５１から供給される電力を充電する。バッテリ５４に充電される電力は、スイッチＳＷ、制御部５２、ＲＦ／ＤＣ変換部５３、直交検波部５５、算出部５６、角度変換部５７、及び通信部５８が動作する際に利用される。
【0027】
バッテリ５４には、電力を消費する負荷が接続されていてもよい。例えば、負荷は、温度や湿度等を検出するセンサであってもよく、この場合にはデバイス５０をセンサデバイスとして取り扱うことができる。また、負荷は、モータやアクチュエータ等の動力源であってもよく、デバイス５０は動的な作業を行うデバイスであってもよい。
【0028】
また、デバイス５０が移動可能な移動体に取り付けられている場合には、バッテリ５４が充電する電力は、負荷としての移動体のモータ等の動力源や制御部等を駆動するための電力として利用することができる。
【0029】
ＲＦ／ＤＣ変換部５３は、アンテナ５１で受電（受信）した送電信号（ＲＦ信号）を直流電力に変換してバッテリ５４に出力するコンバータ（変換回路）である。
【0030】
直交検波部５５は、アンテナ５１で受電した送電信号を復調して位相情報を取り出し、算出部５６に出力する。直交検波部５５が取り出す位相情報は、アンテナ５１で受電される送信信号の位相を表す。
【0031】
算出部５６は、直交検波部５５によって取り出された位相情報が表す位相に基づいて、差分信号を求める減算処理を行う。減算処理については後述する。
【0032】
角度変換部５７は、算出部５６によって算出される差分信号をＩＱ座標における角度に変換し、角度を表す角度データを通信部５８に出力する。
【0033】
通信部５８は、角度変換部５７から出力される角度データをアンテナ５８Ａから給電装置１００に送信する。
【0034】
なお、図２を用いて特定デバイス５０Ａの構成について説明したが、複数のデバイス５０のうち、特定デバイス５０Ａになることがなく、非特定デバイス５０Ｂとしてのみ機能するデバイス５０は、スイッチＳＷ、直交検波部５５、算出部５６、角度変換部５７、及び通信部５８を有していなくてよく、制御部５２は、バッテリ５４の充電制御を行えばよい。
【0035】
＜アレイアンテナ１１０＞
アレイアンテナ１１０は、２次元アンテナグリッドの一例であり、一例としてマトリクス状に配置されるアンテナ素子１１１を含む。アンテナ素子１１１は、一例として、Ｘ方向に１６個、Ｙ方向に１６個で２５６個ある。２５６個のアンテナ素子１１１は、ＸＹ平面上に位置する。
アレイアンテナ１１０は、２次元アンテナグリッドの一例であり、一例としてマトリクス状に配置されるアンテナ素子１１１を含む。アンテナ素子１１１は、一例として、Ｘ方向に１６個、Ｙ方向に１６個で２５６個ある。２５６個のアンテナ素子１１１は、ＸＹ平面上に位置する。
【0036】
各アンテナ素子１１１は、送電ケーブル１３０Ａを介してマイクロ波発生源１３０に接続されており、マイクロ波帯の電力が供給される。制御装置１４０によって制御されることにより、２５６個のアンテナ素子１１１のうちのアンテナサブセット１１０Ａを構成するアンテナ素子１１１として選択された４つのアンテナ素子１１１は、特定デバイス５０Ａに向けて最適化された位相で送電を行うが特定デバイス５０Ａの近傍に位置する非特定デバイス５０Ｂにも副次的に給電がなされる。アンテナサブセット１１０Ａに含まれないアンテナ素子１１１は、ランダムビームフォーミングによって非特定デバイス５０Ｂに送電を行うが特定デバイス５０Ａの比較的近傍に位置するアンテナ素子１１１からも副次的に給電がなされる。なお、アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１の数は複数であれば幾つであってもよい。アンテナ素子１１１は、平面視で矩形状のパッチアンテナである。アンテナ素子１１１は、－Ｚ方向側にグランド電位に保持されるグランド板を有していてもよい。
【0037】
また、特定デバイス５０Ａの移動に伴い、フレーム毎にアンテナサブセット１１０Ａを構成するアンテナ素子１１１の見直しが行われ、アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１の選択が行われる。
【0038】
各アンテナ素子１１１は、上述したスマート工場等の大規模な施設の天井や柱等に取り付けられている。各アンテナ素子１１１の間の間隔は、一例として、アンテナ素子１１１の通信周波数における波長の数波長に相当する。アンテナ素子１１１の通信周波数は、一例としてマイクロ波帯を想定しており、一例として９１８ＭＨｚである。
【0039】
また、図１には、一例として、特定デバイス５０Ａがアレイアンテナ１１０に含まれる２５６個のアンテナ素子１１１のうちの４個のアンテナ素子１１１から電力を受電している状態を示す。このように、特定デバイス５０Ａに送電するために制御装置１４０によって選択された複数のアンテナ素子１１１の集合をアンテナサブセット１１０Ａと称す。アンテナサブセット１１０Ａに含まれないアンテナ素子１１１は、タイムスロットに従って送信信号の位相をシフトさせながらランダムビームフォーミングによって送電を行い、ランダムビームフォーミングによって送電される電力は、非特定デバイス５０Ｂによって受電されるが特定デバイス５０Ａにも副次的に受電される。
【0040】
フェーズシフタ１２０は、各アンテナ素子１１１に１個ずつ接続されており、各アンテナ素子１１１と送電ケーブル１３０Ａとの間に挿入されている。図１では、説明の便宜上、１個のアンテナ素子１１１、フェーズシフタ１２０、及びＩＣチップ１２５を拡大して示す。
【0041】
フェーズシフタ１２０は、マイクロ波発生源１３０から送電ケーブル１３０Ａを介して伝送される電力の送信位相をシフトしてアンテナ素子１１１に出力する。フェーズシフタ１２０は、位相調節部の一例である。ＩＣチップ１２５は、受電電力のＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）を測定する測定部と、ＢＬＥの通信部とを含み、測定したＲＳＳＩ値を表すデータを含むビーコン信号を制御装置１４０に送信する。ＩＣチップ１２５の通信部は、ＢＬＥ通信用のアンテナを有する。
【0042】
マイクロ波発生源１３０は、２５６個のフェーズシフタ１２０に接続されており、所定の電力のマイクロ波を供給する。マイクロ波発生源１３０は、電波発生源の一例である。マイクロ波の周波数は、一例として９１８ＭＨｚである。なお、ここでは給電装置１００がマイクロ波発生源１３０を含む形態について説明するが、マイクロ波に限られるものではなく、所定の周波数の電波であればよい。
【0043】
制御装置１４０は、制御部の一例であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、及び不揮発性メモリ等を有するマイクロコンピュータであり、一例として、離散型ウェーブレット・マルチトーン（DWMT）を用いることができる。
【0044】
制御装置１４０は、アンテナ１４０Ａを有し、特定デバイス５０Ａから角度データが書き込まれたビーコン信号を受信する。
【0045】
制御装置１４０は、アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１の選択制御（ランキング処理）、２５６個のフェーズシフタ１２０における位相の制御、及び、マイクロ波発生源１３０の電力の出力制御を行う。アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１の送電信号の位相制御と、アンテナサブセット１１０Ａに含まれないアンテナ素子１１１のランダムビームフォーミングによる送電信号の位相制御とは、フェーズシフタ１２０における位相の制御によって実現される。
【0046】
＜制御装置１４０＞
図３は、制御装置１４０の構成を示す図である。制御装置１４０は、主制御部１４１、サブセット選択部１４２、送電制御部１４３、及びメモリ１４４を有する。主制御部１４１、サブセット選択部１４２、及び送電制御部１４３は、制御装置１４０が実行するプログラムの機能を機能ブロックとして示したものである。また、メモリ１４４は、制御装置１４０のメモリを機能的に表したものである。
図３は、制御装置１４０の構成を示す図である。制御装置１４０は、主制御部１４１、サブセット選択部１４２、送電制御部１４３、及びメモリ１４４を有する。主制御部１４１、サブセット選択部１４２、及び送電制御部１４３は、制御装置１４０が実行するプログラムの機能を機能ブロックとして示したものである。また、メモリ１４４は、制御装置１４０のメモリを機能的に表したものである。
【0047】
主制御部１４１は、制御装置１４０の処理を統括する処理部であり、サブセット選択部１４２及び送電制御部１４３が実行する処理以外の処理を実行する。
【0048】
サブセット選択部１４２は、アンテナ選択部の一例であり、各フレームにおいて特定デバイス５０Ａから差分信号が送信され、すべてのアンテナ素子１１１で差分信号を受信した際のＲＳＳＩ値を取得すると、ＲＳＳＩ値のランキングに基づいてアンテナサブセット１１０Ａに含まれる複数のアンテナ素子１１１を選択する。ＲＳＳＩ値のランキングに基づく選択方法の詳細については、図７を用いて後述する。
【0049】
送電制御部１４３は、すべてのアンテナ素子１１１から送電を行う送電制御を行う。送電制御部１４３は、すべてのアンテナ素子１１１から送電を行う際には、すべてのアンテナ素子１１１の送電信号の位相をランダムに設定し、かつ、タイムスロット毎に位相をランダムにシフトさせるランダムビームフォーミングによる送電制御を行う（ランダムモード）。これにより、領域１０（図１参照）で送電信号の定在波が生じる位置が時間的に固定されないようにすることができ、すべてのデバイス５０が比較的均等に受電することができる。
【0050】
また、送電制御部１４３は、サブセット選択部１４２によってアンテナサブセット１１０Ａが構築されると、各フレームにおける最適化期間で最適化処理を行い、各フレームの給電期間で給電処理を行う。最適化期間における最適化処理、及び、給電期間における給電処理については後述する。
【0051】
メモリ１４４は、主制御部１４１、サブセット選択部１４２、及び送電制御部１４３が処理を実行する際に用いるデータやプログラム等を格納する。各タイムスロットにおける送電信号の位相を表すデータもメモリ１４４に格納される。
【0052】
＜フレーム構造＞
図４は、フレーム構造の一例を示す図である。フレーム期間は、一例として５０ｍｓである。フレームは、最適化期間及び給電期間を含む。給電期間は、最適化期間の後に設けられている。
図４は、フレーム構造の一例を示す図である。フレーム期間は、一例として５０ｍｓである。フレームは、最適化期間及び給電期間を含む。給電期間は、最適化期間の後に設けられている。
【0053】
最適化期間は、アンテナサブセット１１０Ａに含まれる複数のアンテナ素子１１１で送電する送電信号の位相（送電位相）を最適化する最適化処理を行う期間である。複数のアンテナ素子１１１で送電する送電信号の位相を最適化するとは、複数のアンテナ素子１１１で送電した送電信号が特定デバイス５０Ａのアンテナ５１で受電される際の位相（受電位相）を揃えることである。複数の送電信号の受電位相が揃えば、特定デバイス５０Ａの受電電力を最大化できるからである。なお、位相が揃っていることは、位相が完全に同一である場合に限らず、完全に同一である状態に略等しい状態も含む。厳密な意味で位相を揃えるのは容易ではない場合もあり、例えば位相のずれが±５％程度であれば、位相が揃っていると考えて問題ないからである。
【0054】
最適化期間では、アンテナサブセット１１０Ａに含まれない複数のアンテナ素子１１１で送電する送電信号の位相は固定値に設定される。アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１の送電位相を最適化する際に、アンテナサブセット１１０Ａに含まれない複数のアンテナ素子１１１の送電位相を固定することで、アンテナサブセット１１０Ａに含まれない複数のアンテナ素子１１１から送電される送電信号の影響が生じないようにするためである。
【0055】
給電期間は、最適化期間における最適化処理で複数のアンテナ素子１１１で送電する送電信号の位相を最適化した状態で、複数のアンテナ素子１１１から送電信号を送電する給電処理を行う期間である。給電期間では、アンテナサブセット１１０Ａに含まれる複数のアンテナ素子１１１については、同じフレーム内の最適化区間における最適化処理で求められた複数の送電位相の関係を保持した状態で、ランダムビームフォーミングを行う。また、アンテナサブセット１１０Ａに含まれない複数のアンテナ素子１１１については、複数のアンテナ素子１１１の送電位相同士に特に関係を持たせずに、ランダムビームフォーミングを行う。
【0056】
＜送電位相の最適化＞
アンテナサブセット１１０Ａに含まれる４つのアンテナ素子１１１をアンテナ素子ｍ１～ｍ４として区別し、アンテナ素子ｍ１の送電位相の最適化について説明する。
アンテナサブセット１１０Ａに含まれる４つのアンテナ素子１１１をアンテナ素子ｍ１～ｍ４として区別し、アンテナ素子ｍ１の送電位相の最適化について説明する。
【0057】
最適化の際に、その時にアンテナ素子ｍ１に設定されている位相、又は、特定の位相（例えば０度）で、アンテナ素子ｍ２～ｍ４とともに送電を行う。特定デバイス５０Ａが受電する信号は、すべてのアンテナ素子１１１からの送電信号が特定デバイス５０Ａのアンテナ５１において合成させた信号になる。無線周波数からベースバンドへの信号変換（直交検波）により再生搬送波でベースバンド信号に変換された（直交検波部５５で復調された）送電信号ｒ（ｋ）は、タイムスロットｋにおいて、アンテナ素子ｍ１からの寄与を抜き出して記述すると次式（１）で表される。
【0058】
【数1】
【0059】
ここで、Λはアンテナ集合全体、Ｓはアンテナサブセット、第１項のφｍ１（ｋ）はアンテナ素子ｍ１に設定されている送電位相、ＰＲｍ１は受電電力、ξｍ１はアンテナ素子ｍ１とアンテナ５１との間での位相変位であり、アンテナ素子ｍ１とアンテナ５１との間の距離を波長で除算した場合の余り（端数）である。第２項はアンテナサブセット１１０Ａ内のアンテナ素子ｍ１以外のアンテナ素子ｍ２～ｍ４から受電した信号成分である。第３項はアンテナサブセット１１０Ａ内に含まれないアンテナ素子１１１から受電した信号成分である。最適化処理中はアンテナ素子１１１とアンテナ５１との間の位相の時間変動は無視できるほど小さいものとしている。
【0060】
次のタイムスロットｋ＋１では、アンテナ素子ｍ１から送電位相を１８０度（π）ずらして、すなわち、位相を反転させて、アンテナサブセット１１０Ａに含まれる他のアンテナ素子ｍ２～ｍ４、及び、アンテナサブセット１１０Ａに含まれないアンテナ素子１１１とともに送電を行う。タイムスロットｋ＋１におけるアンテナ素子ｍ１の送電位相φｍ１（ｋ＋１）は、次式（２）で表される。
【0061】
【数2】
【0062】
ここで、送電位相φｍ１（ｋ＋１）が３６０度を超える場合にはモジュロ演算により１から３６０度の範囲に縮退させる。アンテナサブセット１１０Ａに含まれる他のアンテナ素子ｍ２～ｍ４、及び、アンテナサブセット１１０Ａに含まれないアンテナ素子１１１の送電位相は変化させないため、アンテナ素子ｍ1の送電位相のみが変化（反転）することとなる。
【0063】
受電側となる特定デバイス５０Ａでは、同様に、無線周波数からベースバンドへの信号変換（直交検波）によりベースバンド信号に変換する。タイムスロットｋ＋１において受電する送電信号ｒ（ｋ＋１）は、タイムスロットｋのときと同様に、すべてのアンテナ素子１１１から送電される送電信号がアンテナ５１において合成された信号となる。送電信号ｒ（ｋ＋１）はアンテナ素子ｍ1からの寄与を抜き出して記述すると次式（３）で表される。
【0064】
【数3】
【0065】
タイムスロットｋで受信した送電信号からタイムスロットｋ＋１で受信した送電信号を減算する。アンテナ素子ｍ1以外のアンテナ素子１１１からは２つの連続するタイムスロットｋ及びｋ＋１にわたって同じ送電位相で送電されているため、減算を行うとキャンセルされ、差分信号は、次式（４）で表され、アンテナ素子ｍ1からの信号成分のみが残る。
【0066】
【数4】
【0067】
アンテナ素子ｍ1から送電された送電信号の送電位相（ξｍ１＋φｍ１（ｋ））を次式（５）のように検出し、その値を制御装置１４０に送信する。
【0068】
【数5】
【0069】
制御装置１４０では、アンテナ素子ｍ1に関して、受信した送電位相をキャンセルするように、あるいは、特定の位相となるように、送電位相を制御する。この位相制御により決定された送信位相は、タイムスロットｋ＋５以降の給電期間において反映される。
【0070】
【数6】
【0071】
アンテナ素子ｍ1からタイムスロットｋ＋５以降にφｍ１（ｋ＋５）の送電位相で送電すると、アンテナ素子ｍ1から送電された送電信号が特定デバイス５０Ａのアンテナ５１で受電される際の受電位相φｍ１（ｋ＋５）は同相軸方向に向くこととなり、例えば次式（７）ではゼロになる。
【0072】
【数7】
【0073】
＜最適化処理＞
図５は、最適化処理の一例を説明する図である。図５には、１フレームにおける最適化期間及び給電期間とタイムスロットを示す。ここでは、一例として、アンテナサブセット１１０Ａに４つのアンテナ素子１１１が含まれていることとする。最適化処理は、アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１の数に１を加えた数のタイムスロットを含む。図５では、アンテナサブセット１１０Ａに４つのアンテナ素子１１１が含まれるため、最適化期間のタイムスロットは５個（ｋ～ｋ＋４）である。また、給電期間は、タイムスロットｋ＋５から始まり、最適化期間よりも長いが、ここでは簡略化して示す。
図５は、最適化処理の一例を説明する図である。図５には、１フレームにおける最適化期間及び給電期間とタイムスロットを示す。ここでは、一例として、アンテナサブセット１１０Ａに４つのアンテナ素子１１１が含まれていることとする。最適化処理は、アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１の数に１を加えた数のタイムスロットを含む。図５では、アンテナサブセット１１０Ａに４つのアンテナ素子１１１が含まれるため、最適化期間のタイムスロットは５個（ｋ～ｋ＋４）である。また、給電期間は、タイムスロットｋ＋５から始まり、最適化期間よりも長いが、ここでは簡略化して示す。
【0074】
アンテナサブセット１１０Ａに含まれる４つのアンテナ素子１１１をアンテナ素子ｍ１～ｍ４として区別する。また、アンテナサブセット１１０Ａに含まれない複数のアンテナ素子１１１（非選択の第１アンテナの一例）をアンテナｎ１、・・・とする。
【0075】
タイムスロットｋでは、アンテナ素子ｍ１の送電位相をφｍ１に設定し、アンテナ素子ｍ２～ｍ４の送電位相をφｍ２～φｍ４に設定する。この状態でアンテナ素子ｍ１～ｍ４から送電信号を送電する。なお、φｍ１～φｍ４は、任意の送電位相である。
【0076】
タイムスロットｋ＋１では、アンテナ素子ｍ１の送電位相がφｍ１＋πに変更され、アンテナ素子ｍ２～ｍ４の送電位相をφｍ２～φｍ４に設定する。この状態でアンテナ素子ｍ１～ｍ４から送電信号を送電する。タイムスロットｋ＋１で変更されたアンテナ素子ｍ１の送電位相φｍ１＋πは、タイムスロットｋでの送電位相φｍ１を反転させた反転位相である。タイムスロットｋ～ｋ＋１では、アンテナ素子ｍ２～ｍ４の送電位相はφｍ２～φｍ４に固定される。
【0077】
タイムスロットｋ＋２では、アンテナ素子ｍ１の送電位相をφｍ１＋πに設定し、アンテナ素子ｍ２の送電位相がφｍ２＋πに変更され、アンテナ素子ｍ３～ｍ４の送電位相をφｍ３～φｍ４に設定する。この状態でアンテナ素子ｍ１～ｍ４から送電信号を送電する。タイムスロットｋ＋２で変更されたアンテナ素子ｍ２の送電位相φｍ２＋πは、タイムスロットｋ～ｋ＋１での送電位相φｍ２を反転させた反転位相である。タイムスロットｋ＋１～ｋ＋２では、アンテナ素子ｍ１の送電位相はφｍ１＋πに固定される。タイムスロットｋ～ｋ＋２では、アンテナ素子ｍ３～ｍ４の送電位相はφｍ３～φｍ４に固定される。
【0078】
タイムスロットｋ＋３では、アンテナ素子ｍ１の送電位相をφｍ１＋πに設定し、アンテナ素子ｍ２の送電位相をφｍ２＋πに設定し、アンテナ素子ｍ３の送電位相がφｍ３＋πに変更され、アンテナ素子ｍ４の送電位相をφｍ４に設定する。この状態でアンテナ素子ｍ１～ｍ４から送電信号を送電する。タイムスロットｋ＋３で変更されたアンテナ素子ｍ３の送電位相φｍ３＋πは、タイムスロットｋ～ｋ＋２での送電位相φｍ３を反転させた反転位相である。タイムスロットｋ＋１～ｋ＋３では、アンテナ素子ｍ１の送電位相はφｍ１＋πに固定され、タイムスロットｋ＋２～ｋ＋３では、アンテナ素子ｍ２の送電位相はφｍ２＋πに固定される。タイムスロットｋ～ｋ＋３では、アンテナ素子ｍ４の送電位相はφｍ４に固定される。
【0079】
タイムスロットｋ＋４では、アンテナ素子ｍ１の送電位相をφｍ１＋πに設定し、アンテナ素子ｍ２の送電位相をφｍ２＋πに設定し、アンテナ素子ｍ３の送電位相をφｍ３＋πに設定し、アンテナ素子ｍ４の送電位相がφｍ４＋πに変更される。この状態でアンテナ素子ｍ１～ｍ４から送電信号を送電する。タイムスロットｋ＋４で変更されたアンテナ素子ｍ４の送電位相φｍ４＋πは、タイムスロットｋ～ｋ＋３での送電位相φｍ４を反転させた反転位相である。タイムスロットｋ＋１～ｋ＋４では、アンテナ素子ｍ１の送電位相はφｍ１＋πに固定され、タイムスロットｋ＋２～ｋ＋４では、アンテナ素子ｍ２の送電位相はφｍ２＋πに固定される。タイムスロットｋ＋３～ｋ＋４では、アンテナ素子ｍ３の送電位相はφｍ３＋πに固定される。
【0080】
上述のように、タイムスロットｋ～ｋ＋４の最適化期間では、タイムスロットｋ及びｋ＋１でアンテナ素子ｍ１の送電位相について最適化処理を行い、タイムスロットｋ＋１以降では、アンテナ素子ｍ１の送電位相をφｍ１＋πに固定する。アンテナ素子ｍ１の送電位相をφｍ１に設定して送電信号を送電するタイムスロットｋでの最適化処理は、アンテナ素子ｍ１についての第１送電処理の一例であり、アンテナ素子ｍ１の送電位相をφｍ１＋πに設定して送電信号を送電するタイムスロットｋ＋１での最適化処理は、アンテナ素子ｍ１についての第２送電処理の一例である。第１送電処理及び第２送電処理を行う最適化期間は、準備期間の一例である。
【0081】
また、タイムスロットｋ～ｋ＋４の最適化期間では、タイムスロットｋ＋１及びｋ＋２でアンテナ素子ｍ２の送電位相について最適化処理を行う。タイムスロットｋ～ｋ１では、アンテナ素子ｍ２の送電位相をφｍ２に固定し、タイムスロットｋ＋２以降では、アンテナ素子ｍ２の送電位相をφｍ２＋πに固定する。アンテナ素子ｍ２の送電位相をφｍ２に設定して送電信号を送電するタイムスロットｋ＋１での最適化処理は、アンテナ素子ｍ２についての第１送電処理の一例であり、アンテナ素子ｍ２の送電位相をφｍ２＋πに設定して送電信号を送電するタイムスロットｋ＋２での最適化処理は、アンテナ素子ｍ２についての第２送電処理の一例である。
【0082】
また、タイムスロットｋ～ｋ＋４の最適化期間では、タイムスロットｋ＋２及びｋ＋３でアンテナ素子ｍ３の送電位相について最適化処理を行う。タイムスロットｋ～ｋ２では、アンテナ素子ｍ３の送電位相をφｍ３に固定し、タイムスロットｋ＋３以降では、アンテナ素子ｍ３の送電位相をφｍ３＋πに固定する。アンテナ素子ｍ３の送電位相をφｍ３に設定して送電信号を送電するタイムスロットｋ＋２での最適化処理は、アンテナ素子ｍ３についての第１送電処理の一例であり、アンテナ素子ｍ３の送電位相をφｍ３＋πに設定して送電信号を送電するタイムスロットｋ＋３での最適化処理は、アンテナ素子ｍ３についての第２送電処理の一例である。
【0083】
また、タイムスロットｋ～ｋ＋４の最適化期間では、タイムスロットｋ＋３及びｋ＋４でアンテナ素子ｍ４の送電位相について最適化処理を行う。タイムスロットｋ～ｋ３では、アンテナ素子ｍ４の送電位相をφｍ４に固定し、タイムスロットｋ＋４において、アンテナ素子ｍ４の送電位相をφｍ４＋πに変更する。アンテナ素子ｍ４の送電位相をφｍ４に設定して送電信号を送電するタイムスロットｋ＋３での最適化処理は、アンテナ素子ｍ４についての第１送電処理の一例であり、アンテナ素子ｍ４の送電位相をφｍ４＋πに設定して送電信号を送電するタイムスロットｋ＋４での最適化処理は、アンテナ素子ｍ４についての第２送電処理の一例である。
【0084】
なお、給電期間では、アンテナ素子ｍ１～ｍ４の送電位相を最適化された送電位相に設定し、４つの最適化された送電位相の関係を保持しながら、ランダムビームフォーミングを行う。また、最適化期間では、アンテナサブセット１１０Ａに含まれない複数のアンテナ素子１１１（非選択の第１アンテナの一例）については、複数のアンテナ素子１１１の各々について任意の位相に固定される。また、給電期間では、アンテナサブセット１１０Ａに含まれない複数のアンテナ素子１１１については、複数のアンテナ素子１１１の各々については、複数のアンテナ素子１１１の送電位相同士に特に関係を持たせずに、ランダムビームフォーミングを行う。給電期間は、送電期間の一例である。
【0085】
＜特定デバイス５０Ａの送電信号の受電位相＞
図６Ａ乃至図６Ｅは、特定デバイス５０Ａが受電する送電信号の受電位相を説明する図である。Ｉ軸は実軸、Ｑ軸は虚軸である。（１）～（４）の４つのベクトルは、アンテナ素子ｍ１～ｍ４から特定デバイス５０Ａが受電する送電信号をベクトルで表したものである。
図６Ａ乃至図６Ｅは、特定デバイス５０Ａが受電する送電信号の受電位相を説明する図である。Ｉ軸は実軸、Ｑ軸は虚軸である。（１）～（４）の４つのベクトルは、アンテナ素子ｍ１～ｍ４から特定デバイス５０Ａが受電する送電信号をベクトルで表したものである。
【0086】
アンテナ素子ｍ１～ｍ４の送電位相がそれぞれφｍ１～φｍ４であり、アンテナ素子ｍ１～ｍ４と、アンテナ５１との間の距離を波長で除算した場合の余り（端数）がそれぞれξｍ１～ξｍ４であることとする。
【0087】
図６Ａに示すように、タイムスロットｋにおいて特定デバイス５０Ａがアンテナ素子ｍ１～ｍ４から受電する送電信号の受電位相は、それぞれ、ξｍ１＋φｍ１、ξｍ２＋φｍ２、ξｍ３＋φｍ３、ξｍ４＋φｍ４である。（１）～（４）の４つのベクトルは、図６Ａに示す通りである。
【0088】
タイムスロットｋ＋１において特定デバイス５０Ａがアンテナ素子ｍ１～ｍ４から受電する送電信号の受電位相は、それぞれ、ξｍ１＋φｍ１＋π、ξｍ２＋φｍ２、ξｍ３＋φｍ３、ξｍ４＋φｍ４である。４つのベクトル（１）～（４）は、図６Ａに示す通りであり、タイムスロットｋに比べてベクトル（１）は逆向きになる。
【0089】
タイムスロットｋにおける４つのベクトル（１）～（４）からタイムスロットｋ＋１における４つのベクトル（１）～（４）を減算すると、ベクトル（２）～（４）が無くなり、ベクトル（１）の長さが２倍になったベクトル（１Ａ）のみが差分として残る。ベクトル（１Ａ）を表す信号は、差分信号であり、算出部５６が減算処理によって求める。ベクトル（１Ａ）のＩ軸に対する角度をα１とする。角度α１は、角度変換部５７が求める。なお、タイムスロットｋにおける４つのベクトル（１）～（４）は第１合成信号の一例であり、タイムスロットｋ＋１における４つのベクトル（１）～（４）は第２合成信号の一例である。
【0090】
図６Ｂに示すように、タイムスロットｋ＋１において特定デバイス５０Ａがアンテナ素子ｍ１～ｍ４から受電する送電信号の受電位相は、それぞれ、ξｍ１＋φｍ１＋π、ξｍ２＋φｍ２、ξｍ３＋φｍ３、ξｍ４＋φｍ４である。（１）～（４）の４つのベクトルは、図６Ｂに示す通りである。
【0091】
タイムスロットｋ＋２において特定デバイス５０Ａがアンテナ素子ｍ１～ｍ４から受電する送電信号の受電位相は、それぞれ、ξｍ１＋φｍ１＋π、ξｍ２＋φｍ２＋π、ξｍ３＋φｍ３、ξｍ４＋φｍ４である。４つのベクトル（１）～（４）は、図６Ｂに示す通りであり、タイムスロットｋ＋１に比べてベクトル（２）は逆向きになる。
【0092】
タイムスロットｋ＋１における４つのベクトル（１）～（４）からタイムスロットｋ＋２における４つのベクトル（１）～（４）を減算すると、ベクトル（１）、（３）、及び（４）が無くなり、ベクトル（２）の長さが２倍になったベクトル（２Ａ）のみが差分として残る。ベクトル（２Ａ）を表す信号は、差分信号であり、算出部５６が減算処理によって求める。ベクトル（２Ａ）のＩ軸に対する角度をα２とする。角度α２は、角度変換部５７が求める。なお、タイムスロットｋ＋１における４つのベクトル（１）～（４）は第１合成信号の一例であり、タイムスロットｋ＋２における４つのベクトル（１）～（４）は第２合成信号の一例である。
【0093】
図６Ｃに示すように、タイムスロットｋ＋２において特定デバイス５０Ａがアンテナ素子ｍ１～ｍ４から受電する送電信号の受電位相は、それぞれ、ξｍ１＋φｍ１＋π、ξｍ２＋φｍ２＋π、ξｍ３＋φｍ３、ξｍ４＋φｍ４である。（１）～（４）の４つのベクトルは、図６Ｃに示す通りである。
【0094】
タイムスロットｋ＋３において特定デバイス５０Ａがアンテナ素子ｍ１～ｍ４から受電する送電信号の受電位相は、それぞれ、ξｍ１＋φｍ１＋π、ξｍ２＋φｍ２＋π、ξｍ３＋φｍ３＋π、ξｍ４＋φｍ４である。４つのベクトル（１）～（４）は、図６Ｃに示す通りであり、タイムスロットｋ＋２に比べてベクトル（３）は逆向きになる。
【0095】
タイムスロットｋ＋２における４つのベクトル（１）～（４）からタイムスロットｋ＋３における４つのベクトル（１）～（４）を減算すると、ベクトル（１）、（２）、及び（４）が無くなり、ベクトル（３）の長さが２倍になったベクトル（３Ａ）のみが差分として残る。ベクトル（３Ａ）を表す信号は、差分信号であり、算出部５６が減算処理によって求める。ベクトル（３Ａ）のＩ軸に対する角度をα３とする。角度α３は、角度変換部５７が求める。なお、タイムスロットｋ＋２における４つのベクトル（１）～（４）は第１合成信号の一例であり、タイムスロットｋ＋３における４つのベクトル（１）～（４）は第２合成信号の一例である。
【0096】
図６Ｄに示すように、タイムスロットｋ＋３において特定デバイス５０Ａがアンテナ素子ｍ１～ｍ４から受電する送電信号の受電位相は、それぞれ、ξｍ１＋φｍ１＋π、ξｍ２＋φｍ２＋π、ξｍ３＋φｍ３＋π、ξｍ４＋φｍ４である。（１）～（４）の４つのベクトルは、図６Ｄに示す通りである。
【0097】
タイムスロットｋ＋４において特定デバイス５０Ａがアンテナ素子ｍ１～ｍ４から受電する送電信号の受電位相は、それぞれ、ξｍ１＋φｍ１＋π、ξｍ２＋φｍ２＋π、ξｍ３＋φｍ３＋π、ξｍ４＋φｍ４＋πである。４つのベクトル（１）～（４）は、図６Ｄに示す通りであり、タイムスロットｋ＋３に比べてベクトル（４）は逆向きになる。
【0098】
タイムスロットｋ＋３における４つのベクトル（１）～（４）からタイムスロットｋ＋４における４つのベクトル（１）～（４）を減算すると、ベクトル（１）～（３）が無くなり、ベクトル（４）の長さが２倍になったベクトル（４Ａ）のみが差分として残る。ベクトル（４Ａ）を表す信号は、差分信号であり、算出部５６が減算処理によって求める。ベクトル（４Ａ）のＩ軸に対する角度をα４とする。角度α４は、角度変換部５７が求める。なお、タイムスロットｋ＋３における４つのベクトル（１）～（４）は第１合成信号の一例であり、タイムスロットｋ＋４における４つのベクトル（１）～（４）は第２合成信号の一例である。
【0099】
以上のように角度変換部５７がベクトル（１）～（４）の角度α１～α４を求めると、通信部５８は、タイムスロットｋ＋４の最後のタイミングで、角度α１～α４を表す角度データを給電装置１００に送信する。
【0100】
送電制御部１４３は、タイムスロットｋ＋５において、角度α１～α４の各々を調整するためにベクトル（１）～（４）の位相を調整する。この結果、図６Ｅに示すように、ベクトル（１）～（４）の方向に揃えることができる。図６Ｅでは、ベクトル（１）～（４）の方向は、一例としてＩ軸に沿った方向になっているが、Ｉ軸に対して０度よりも大きい角度を有していてもよい。
【0101】
このようにして、ベクトル（１）～（４）の角度を揃えることができる。すなわち、特定デバイス５０Ａの受電電力を最大化することができる。
【0102】
タイムスロットｋ＋５以降の給電期間では、ベクトル（１）～（４）の角度が揃うように、アンテナ素子ｍ１～ｍ４の４つの送電位相の関係を保持した状態で、ランダムビームフォーミングを行う。また、アンテナサブセット１１０Ａに含まれない複数のアンテナ素子１１１については、複数のアンテナ素子１１１の送電位相同士に特に関係を持たせずに、ランダムビームフォーミングを行う。
【0103】
＜アンテナサブセット１１０Ａのアンテナ素子１１１を選択するランキング＞
給電装置１００は、角度データを含む信号をすべてのアンテナ素子１１１で受信し、ＩＣチップ１２５は、受電電力のＲＳＳＩを測定する。サブセット選択部１４２は、すべてのアンテナ素子１１１で受信した角度データを含む信号のＲＳＳＩに基づいてランキングを行うことで、アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１を選択する。
給電装置１００は、角度データを含む信号をすべてのアンテナ素子１１１で受信し、ＩＣチップ１２５は、受電電力のＲＳＳＩを測定する。サブセット選択部１４２は、すべてのアンテナ素子１１１で受信した角度データを含む信号のＲＳＳＩに基づいてランキングを行うことで、アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１を選択する。
【0104】
図７は、ランキング結果の一例を示す図である。図７には、ランキング（ＲＳＳＩが高い順）、ＲＳＳＩ（ｄＢｍ）、及びアンテナインデックスを示す。一例として、ＲＳＳＩが最も高いアンテナ素子１１１に対して－１５ｄＢまでアンテナ素子１１１を選択することとする。
【0105】
図７では、一例として、アンテナインデックスが５番のアンテナ素子１１１のＲＳＳＩが最も高くて－５０．０ｄＢｍであり、－５０．０ｄＢｍに対して１５ｄＢ落ちまで（－５０．０－１５ｄＢまで）のランキング４位までの４つのアンテナ素子１１１がアンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１として選択される。なお、ここでは、アンテナサブセット１１０Ａが４つのアンテナ素子１１１を含む状態について説明するが、各フレームにおけるアンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１の数は、ＲＳＳＩの最高値から１５ｄＢ落ちまでのアンテナ素子１１１の数によって決まるため、４つよりも多い場合も有り得るし、少ない場合も有り得る。
【0106】
＜フローチャート＞
図８は、給電システム３００の制御装置１４０及び特定デバイス５０Ａが実行する処理の一例を表すフローチャートである。制御装置１４０及び特定デバイス５０Ａは別々に処理を行うが、ここでは、給電システム３００内における一連の処理として説明する。図８に示す処理は、１つのフレーム内で行われる処理であり、各フレームで同様に行われる。
図８は、給電システム３００の制御装置１４０及び特定デバイス５０Ａが実行する処理の一例を表すフローチャートである。制御装置１４０及び特定デバイス５０Ａは別々に処理を行うが、ここでは、給電システム３００内における一連の処理として説明する。図８に示す処理は、１つのフレーム内で行われる処理であり、各フレームで同様に行われる。
【0107】
送電制御部１４３は、アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１を１つずつ選択し、送電信号と、反転位相の送電信号とを順次送電する（ステップＳ１）。例えば、図５に示すタイムスロットｋ～ｋ＋４の処理が行われる。
【0108】
特定デバイス５０Ａは、差分信号から角度データを求める（ステップＳ２）。
【0109】
特定デバイス５０Ａは、角度データを格納したビーコン信号を給電装置１００に送信する（ステップＳ３）。ステップＳ３の処理は、例えば、図５に示すタイムスロットｋ＋４の最後に行われる。
【0110】
ステップＳ３の後は、ステップＳ４Ａ及びＳ５Ａの処理と、ステップＳ４Ｂ及びＳ５Ｂの処理とが並列に行われる。
【0111】
送電制御部１４３は、アンテナサブセット１１０Ａに含まれる複数のアンテナ素子１１１には、最適化された送電位相の関係を保持しながらランダムビームフォーミングで送電させ、アンテナサブセット１１０Ａに含まれないアンテナ素子１１１には、ランダムビームフォーミングで送電させる（ステップＳ４Ａ）。例えば、図５におけるタイムスロットｋ＋５以降の給電期間において、ステップＳ４Ａにおける送電が行われる。
【0112】
特定デバイス５０Ａは、ステップＳ４Ａで送電される送電信号を受電する（ステップＳ５Ａ）。例えば、図５におけるタイムスロットｋ＋５以降の給電期間においてステップＳ４Ａにおける送電が行われるため、特定デバイス５０Ａは、給電期間において送電信号を受電する。
【0113】
ステップＳ４Ａ及びＳ５Ａの処理は、フレームが終了するまで行われる。
【0114】
また、各アンテナ素子１１１のＩＣチップ１２５は、ビーコン信号のＲＳＳＩを測定し、制御装置１４０に転送する（ステップＳ４Ｂ）。
【0115】
制御装置１４０のサブセット選択部１４２は、ＲＳＳＩのランキング結果に基づいて、アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１を選択する（ステップＳ５Ｂ）。ランキング結果に基づいて選択されたアンテナ素子１１１は、次のフレームにおいて、アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１として利用される。
【0116】
ステップＳ４Ａ及びＳ５Ａの処理と、ステップＳ４Ｂ及びＳ５Ｂの処理とが終了すると、フレームの終了となる（ステップＳ６）。ステップＳ６において１つのフレーム内での処理が完了すると、フローはステップＳ１にリターンする。
【0117】
＜シミュレーション＞
図９は、シミュレーションの条件の一例を説明する図である。一例として、６×６の３６個のアンテナ素子１１１をアレイ状に配列した状態で、特定デバイス５０Ａに給電するシミュレーションを行った。特定デバイス５０Ａは点線の円の軌道上を２．０ｍ／ｓｅｃの速度で移動する。
図９は、シミュレーションの条件の一例を説明する図である。一例として、６×６の３６個のアンテナ素子１１１をアレイ状に配列した状態で、特定デバイス５０Ａに給電するシミュレーションを行った。特定デバイス５０Ａは点線の円の軌道上を２．０ｍ／ｓｅｃの速度で移動する。
【0118】
給電システム３００のシミュレーションでは、ＲＳＳＩのランキング結果でアンテナサブセット１１０Ａに含まれる複数のアンテナ素子１１１を選択し、アンテナサブセット１１０Ａに含まれる複数のアンテナ素子１１１には、最適化された送電位相の関係を保持しながらランダムビームフォーミングで送電させ、アンテナサブセット１１０Ａに含まれないアンテナ素子１１１には、ランダムビームフォーミングで送電させて、特定デバイス５０Ａが受電する電力量についてシミュレーションを行った。
【0119】
また、比較用に、アンテナサブセット１１０Ａを設定せずに、すべての（３６個）のアンテナ素子１１１からランダムビームフォーミングで送電した場合に、特定デバイス５０Ａが受電する電力量についてもシミュレーションを行った。
【0120】
図１０は、比較用のランダムビームフォーミングで送電した場合の受電電力についてのシミュレーション結果の一例を示す図である。図１０において、横軸は時間を表し、縦軸は、受電電力（ｄＢｍ）を表す。すべての（３６個）のアンテナ素子１１１からランダムビームフォーミングで送電した場合には、受電電力は０（ｄＢｍ）を中心に上下を繰り返しており、時間変化に伴う変動が大きかった。
【0121】
図１１は、給電システム３００のシミュレーション結果の一例を示す図である。図１１の上側には、アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１の数の時間変化の様子を示す。図１１の上側のグラフにおいて、横軸は時間を表し、縦軸は、アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１の数を表す。また、図１１の下側のグラフにおいて、横軸は時間を表し、縦軸は、受電電力（ｄＢｍ）を表す。
【0122】
図１１の下側のグラフに示すように、受電電力は、図１０に示す受電電力よりも高く、５ｄＢｍ～６ｄＢｍの期間が多い。フレーム期間は５０ｍｓであり、各フレームの最初に受電電力が低い期間があるのは、最適化期間であるものと考えられる。最適化期間が終了した後の給電期間において、５ｄＢｍ～６ｄＢｍの受電電力が得られている。
【0123】
また、図１１の上側のグラフを見ると、アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１の数は、４個～６個である。図１１の上下のグラフを見比べると、アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１の数が多い期間の方が、受電電力が大きくなっていることを確認できる。
【0124】
＜効果＞
給電システム３００は、給電装置１００と、給電装置１００から送電される送電信号を受電する特定デバイス５０Ａとを含む給電システム３００であって、給電装置１００は、電力を送電可能な複数のアンテナ素子１１１を有するアレイアンテナ１１０と、複数のアンテナ素子１１１から特定デバイス５０Ａに送電する送電信号の位相の制御と送電制御とを行う送電制御部１４３とを有し、送電制御部１４３は、複数のアンテナ素子１１１に含まれる複数の第１アンテナのうちの１つを選択し、複数の第１アンテナのうちの非選択の第１アンテナ（アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１のうち、最適化処理の対象として選択されていないアンテナ素子１１１）の送電位相を固定して第１送電信号を送電させた状態において、所定位相の第１送電信号を選択した第１アンテナ（アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１のうち、最適化処理の対象として選択されているアンテナ素子１１１）から送電する第１送電処理と、所定位相を反転させた反転位相の第１送電信号を選択した第１アンテナから送電する第２送電処理とを、複数の第１アンテナを１つずつ選択しながら行い、特定デバイス５０Ａは、第１送電処理において複数の第１アンテナから受電した、所定位相の第１送電信号と、送電位相が固定された第１送電信号との第１合成信号と、第２送電処理において複数の第１アンテナから受電した、反転位相の第１送電信号と、送電位相が固定された第１送電信号との第２合成信号との差分信号を求めて送電制御部１４３に送信し、送電制御部１４３は、複数の第１アンテナの各々を選択したことによって得られる複数の差分信号に基づいて、複数の第１アンテナが送電する複数の第１送電信号の位相を制御する。このため、受電装置の受電電力を増大可能な位相を迅速に設定できる。
給電システム３００は、給電装置１００と、給電装置１００から送電される送電信号を受電する特定デバイス５０Ａとを含む給電システム３００であって、給電装置１００は、電力を送電可能な複数のアンテナ素子１１１を有するアレイアンテナ１１０と、複数のアンテナ素子１１１から特定デバイス５０Ａに送電する送電信号の位相の制御と送電制御とを行う送電制御部１４３とを有し、送電制御部１４３は、複数のアンテナ素子１１１に含まれる複数の第１アンテナのうちの１つを選択し、複数の第１アンテナのうちの非選択の第１アンテナ（アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１のうち、最適化処理の対象として選択されていないアンテナ素子１１１）の送電位相を固定して第１送電信号を送電させた状態において、所定位相の第１送電信号を選択した第１アンテナ（アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１のうち、最適化処理の対象として選択されているアンテナ素子１１１）から送電する第１送電処理と、所定位相を反転させた反転位相の第１送電信号を選択した第１アンテナから送電する第２送電処理とを、複数の第１アンテナを１つずつ選択しながら行い、特定デバイス５０Ａは、第１送電処理において複数の第１アンテナから受電した、所定位相の第１送電信号と、送電位相が固定された第１送電信号との第１合成信号と、第２送電処理において複数の第１アンテナから受電した、反転位相の第１送電信号と、送電位相が固定された第１送電信号との第２合成信号との差分信号を求めて送電制御部１４３に送信し、送電制御部１４３は、複数の第１アンテナの各々を選択したことによって得られる複数の差分信号に基づいて、複数の第１アンテナが送電する複数の第１送電信号の位相を制御する。このため、受電装置の受電電力を増大可能な位相を迅速に設定できる。
【0125】
したがって、受電装置の受電電力を増大可能な位相を迅速に設定可能な給電システム３００を提供することができる。
【0126】
また、送電制御部１４３は、第２送電処理において、第１送電処理において既に選択された第１アンテナ（アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１のうち、最適化処理の対象として既に選択されたアンテナ素子１１１）については、送電位相を反転位相に設定するので、受電装置の受電電力を増大可能な位相をより迅速に設定可能な給電システム３００を提供することができる。アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１のうち、最適化処理の対象として既に選択されたアンテナ素子１１１については、反転位相に固定することで、余計な処理が発生せず、受電装置の受電電力を増大可能な位相をより迅速に設定できる。
【0127】
送電制御部１４３は、第１送電処理及び第２送電処理において、複数のアンテナ素子１１１のうちの複数の第１アンテナ（アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１）以外の１又は複数の第２アンテナ（アンテナサブセット１１０Ａに含まれないアンテナ素子１１１）の送電位相を固定する。
【0128】
このため、１又は複数の第２アンテナ（アンテナサブセット１１０Ａに含まれないアンテナ素子１１１）の送電信号の影響を抑制した状態で、複数の差分信号を求めることができ、受電装置の受電電力を増大可能な位相を、より高精度に設定可能で、かつ、迅速に設定可能な給電システム３００を提供することができる。
【0129】
また、多くの受電量が必要な特定の受電装置（特定デバイス５０Ａ）への給電と、特定の受電装置以外の受電装置への給電とを両立可能な給電システム３００を提供することができる。
【0130】
給電装置１００は、複数のアンテナ素子１１１のうち、受電装置から送信される信号の受信強度が所定強度以上の複数のアンテナ素子１１１を複数の第１アンテナ（アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１）として選択し、受信強度が所定強度未満の１又は複数のアンテナ素子１１１を１又は複数の第２アンテナ（アンテナサブセット１１０Ａに含まれないアンテナ素子１１１）として選択する、サブセット選択部１４２をさらに有する。
【0131】
このため、受信強度が所定強度以上（ランキングが所定順位以上）の複数のアンテナ素子１１１をアンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１として選択でき、特定デバイス５０Ａに近い複数のアンテナ素子１１１で構成されるアンテナサブセット１１０Ａで、特定デバイス５０Ａに効率的に給電できる。
【0132】
また、受電装置から送信される信号は、差分信号を表す信号であるため、差分信号を表す角度データを含む信号を用いて、角度データの送信と、ランキング用のＲＳＳＩの測定とを同時に行うことができ、受電装置の受電電力を増大可能な位相を迅速かつ効率的に設定可能な給電システム３００を提供することができる。
【0133】
また、送電制御部１４３は、第１送電処理及び第２送電処理を行う準備期間（最適化期間）と、複数の差分信号に基づいて複数の第１アンテナ（アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１）が送電する複数の第１送電信号の位相を制御して、複数の第１アンテナから特定デバイス５０Ａに送電する送電期間（給電期間）とを含むフレーム処理を繰り返し行い、複数のアンテナ素子１１１のうち、サブセット選択部１４２によって差分信号を表す信号（角度データを格納したビーコン信号）の受信強度（ＲＳＳＩ）に基づいて選択された複数の第１アンテナを、当該フレームの次のフレームにおける複数の第１アンテナとして利用する。
【0134】
このため、次のフレームにおいてアンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１を差分信号を表す信号（角度データを格納したビーコン信号）の受信強度（ＲＳＳＩ）に基づいて選択できる。
【0135】
特定デバイス５０Ａは、移動可能であるので、特定デバイス５０Ａが移動して送電信号を受電する際の位相が変化しても、特定デバイス５０Ａの受電電力を増大可能な位相を迅速に設定可能な給電システム３００を提供することができる。
【0136】
また、送電制御部１４３は、複数の差分信号に基づいて、特定デバイス５０Ａが複数の第１アンテナから受電する複数の第１送電信号の受電位相が揃うように、複数の第１アンテナが送電する複数の第１送電信号の送電位相を制御する。このため、特定デバイス５０Ａの受電電力が最大になるように第１送電信号の送電位相を制御でき、特定デバイス５０Ａの受電電力を確実に増大させることができる。
【0137】
給電装置１００は、特定デバイス５０Ａに送電信号を送電する給電装置１００であって、電力を送電可能な複数のアンテナ素子１１１を有するアレイアンテナ１１０と、複数のアンテナ素子１１１から特定デバイス５０Ａに送電する送電信号の位相の制御と送電制御とを行う送電制御部１４３とを含み、送電制御部１４３は、複数のアンテナ素子１１１に含まれる複数の第１アンテナのうちの１つを選択し、複数の第１アンテナのうちの非選択の第１アンテナ（アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１のうち、最適化処理の対象として選択されていないアンテナ素子１１１）の送電位相を固定して第１送電信号を送電させた状態において、所定位相の第１送電信号を選択した第１アンテナ（アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１のうち、最適化処理の対象として選択されているアンテナ素子１１１）から送電する第１送電処理と、所定位相を反転させた反転位相の第１送電信号を選択した第１アンテナから送電する第２送電処理とを、複数の第１アンテナを１つずつ選択しながら行い、複数の第１アンテナの各々を選択したことによって得られる複数の差分信号に基づいて、複数の第１アンテナが送電する複数の第１送電信号の位相を制御し、差分信号は、特定デバイス５０Ａが、第１送電処理において複数の第１アンテナから受電した、所定位相の第１送電信号と、送電位相が固定された第１送電信号との第１合成信号と、第２送電処理において複数の第１アンテナから受電した、反転位相の第１送電信号と、送電位相が固定された第１送電信号との第２合成信号との差分信号である。このため、受電装置の受電電力を増大可能な位相を迅速に設定できる。
【0138】
したがって、受電装置の受電電力を増大可能な位相を迅速に設定可能な給電装置１００を提供することができる。
【0139】
給電方法は、給電装置１００と、給電装置１００から送電される送電信号を受電する特定デバイス５０Ａとを含む給電システム３００における給電方法であって、給電装置１００は、電力を送電可能な複数のアンテナ素子１１１を有するアレイアンテナ１１０と、複数のアンテナ素子１１１から特定デバイス５０Ａに送電する送電信号の位相の制御と送電制御とを行う送電制御部１４３とを有し、送電制御部１４３が、複数のアンテナ素子１１１に含まれる複数の第１アンテナのうちの１つを選択し、複数の第１アンテナのうちの非選択の第１アンテナ（アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１のうち、最適化処理の対象として選択されていないアンテナ素子１１１）の送電位相を固定して第１送電信号を送電させた状態において、所定位相の第１送電信号を選択した第１アンテナ（アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１のうち、最適化処理の対象として選択されているアンテナ素子１１１）から送電する第１送電処理と、所定位相を反転させた反転位相の第１送電信号を選択した第１アンテナから送電する第２送電処理とを、複数の第１アンテナを１つずつ選択しながら行い、特定デバイス５０Ａが、第１送電処理において複数の第１アンテナから受電した、所定位相の第１送電信号と、送電位相が固定された第１送電信号との第１合成信号と、第２送電処理において複数の第１アンテナから受電した、反転位相の第１送電信号と、送電位相が固定された第１送電信号との第２合成信号との差分信号を求めて送電制御部１４３に送信し、送電制御部１４３が、複数の第１アンテナの各々を選択したことによって得られる複数の差分信号に基づいて、複数の第１アンテナが送電する複数の第１送電信号の位相を制御する。このため、受電装置の受電電力を増大可能な位相を迅速に設定できる。
【0140】
したがって、受電装置の受電電力を増大可能な位相を迅速に設定可能な給電方法を提供することができる。
【0141】
＜変形例＞
図１２は、実施形態の変形例の給電システム３００における最適化処理の一例を説明する図である。図１２には、図５と同様に、１フレームにおける最適化期間及び給電期間とタイムスロットを示す。ここでは、一例として、アンテナサブセット１１０Ａに４つのアンテナ素子１１１が含まれていることとする。最適化処理は、アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１の数の２倍の数のタイムスロットを含む。図１２では、アンテナサブセット１１０Ａに４つのアンテナ素子１１１が含まれるため、最適化期間のタイムスロットは８個（ｋ～ｋ＋７）である。また、給電期間は、タイムスロットｋ＋８から始まり、最適化期間よりも長いが、ここでは簡略化して示す。
図１２は、実施形態の変形例の給電システム３００における最適化処理の一例を説明する図である。図１２には、図５と同様に、１フレームにおける最適化期間及び給電期間とタイムスロットを示す。ここでは、一例として、アンテナサブセット１１０Ａに４つのアンテナ素子１１１が含まれていることとする。最適化処理は、アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１の数の２倍の数のタイムスロットを含む。図１２では、アンテナサブセット１１０Ａに４つのアンテナ素子１１１が含まれるため、最適化期間のタイムスロットは８個（ｋ～ｋ＋７）である。また、給電期間は、タイムスロットｋ＋８から始まり、最適化期間よりも長いが、ここでは簡略化して示す。
【0142】
変形例の最適化処理では、送電制御部１４３は、第１送電処理及び第２送電処理において、非選択の第１アンテナ（アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１のうち、最適化処理の対象として選択されていないアンテナ素子１１１）の送電位相を同一値に設定する。
【0143】
より具体的には、アンテナ素子ｍ１の送電位相をφｍ１＋πに設定して送電信号を送電する最適化処理（アンテナ素子ｍ１についての第２送電処理の一例）と、アンテナ素子ｍ２の送電位相をφｍ２に設定して送電信号を送電する最適化処理（アンテナ素子ｍ２についての第１送電処理の一例）とを別々のタイムスロットｋ＋１及びｋ＋２で行う。
【0144】
また、変形例の最適化処理では、アンテナ素子ｍ２の送電位相をφｍ２＋πに設定して送電信号を送電する最適化処理（アンテナ素子ｍ２についての第２送電処理の一例）と、アンテナ素子ｍ３の送電位相をφｍ３に設定して送電信号を送電する最適化処理（アンテナ素子ｍ３についての第１送電処理の一例）とを別々のタイムスロットｋ＋３及びｋ＋４で行う。
【0145】
また、変形例の最適化処理では、アンテナ素子ｍ３の送電位相をφｍ３＋πに設定して送電信号を送電する最適化処理（アンテナ素子ｍ３についての第２送電処理の一例）と、アンテナ素子ｍ４の送電位相をφｍ４に設定して送電信号を送電する最適化処理（アンテナ素子ｍ４についての第１送電処理の一例）とを別々のタイムスロットｋ＋５及びｋ＋６で行う。
【0146】
そして、アンテナ素子ｍ４の送電位相をφｍ４＋πに設定して送電信号を送電する最適化処理（アンテナ素子ｍ４についての第２送電処理の一例）をタイムスロットｋ＋７で行う。
【0147】
このため、変形例の最適化処理は、図５に示す最適化処理よりも所要時間が少しだけ長い。
【0148】
アンテナ素子ｍ１～ｍ４の送電位相は、図１２に示すように、最適化された後は、最適化された送電位相に固定され、そのまま給電期間においても固定されるが、給電期間に入ったときに、互いの最適化された送電位相の関係を保持しながらランダムビームフォーミングを行ってもよい。最適化されたアンテナ素子ｍ１～ｍ４の送電位相は、差分信号に基づく位相の一例である。
【0149】
＜実施形態の変形例における特定デバイス５０Ａの送電信号の受電位相＞
図１３Ａ乃至図１３Ｅは、実施形態の変形例における特定デバイス５０Ａが受電する送電信号の受電位相を説明する図である。Ｉ軸は実軸、Ｑ軸は虚軸である。（１）～（４）の４つのベクトルは、アンテナ素子ｍ１～ｍ４から特定デバイス５０Ａが受電する送電信号をベクトルで表したものである。
図１３Ａ乃至図１３Ｅは、実施形態の変形例における特定デバイス５０Ａが受電する送電信号の受電位相を説明する図である。Ｉ軸は実軸、Ｑ軸は虚軸である。（１）～（４）の４つのベクトルは、アンテナ素子ｍ１～ｍ４から特定デバイス５０Ａが受電する送電信号をベクトルで表したものである。
【0150】
アンテナ素子ｍ１～ｍ４の送電位相がそれぞれφｍ１～φｍ４であり、アンテナ素子ｍ１～ｍ４と、アンテナ５１との間の距離を波長で除算した場合の余り（端数）がそれぞれξｍ１～ξｍ４であることとする。
【0151】
図１３Ａに示すように、タイムスロットｋにおいて特定デバイス５０Ａがアンテナ素子ｍ１～ｍ４から受電する送電信号の受電位相は、それぞれ、ξｍ１＋φｍ１、ξｍ２＋φｍ２、ξｍ３＋φｍ３、ξｍ４＋φｍ４である。（１）～（４）の４つのベクトルは、図１３Ａに示す通りである。
【0152】
タイムスロットｋ＋１において特定デバイス５０Ａがアンテナ素子ｍ１～ｍ４から受電する送電信号の受電位相は、それぞれ、ξｍ１＋φｍ１＋π、ξｍ２＋φｍ２、ξｍ３＋φｍ３、ξｍ４＋φｍ４である。４つのベクトル（１）～（４）は、図１３Ａに示す通りであり、タイムスロットｋに比べてベクトル（１）は逆向きになる。
【0153】
タイムスロットｋにおける４つのベクトル（１）～（４）からタイムスロットｋ＋１における４つのベクトル（１）～（４）を減算すると、ベクトル（２）～（４）が無くなり、ベクトル（１）の長さが２倍になったベクトル（１Ａ）のみが差分として残る。ベクトル（１Ａ）を表す信号は、差分信号であり、算出部５６が減算処理によって求める。ベクトル（１Ａ）のＩ軸に対する角度をα１とする。角度α１は、角度変換部５７が求める。この時点で通信部５８を介して角度α１を格納したビーコン信号が給電装置１００に送信される。なお、タイムスロットｋにおける４つのベクトル（１）～（４）は第１合成信号の一例であり、タイムスロットｋ＋１における４つのベクトル（１）～（４）は第２合成信号の一例である。
【0154】
図１３Ｂに示すように、タイムスロットｋ＋２において特定デバイス５０Ａがアンテナ素子ｍ１から受電する送電信号の受電位相は０度であり、アンテナ素子ｍ２～ｍ４から受電する送電信号の受電位相は、それぞれ、ｍ２＋φｍ２、ξｍ３＋φｍ３、ξｍ４＋φｍ４である。（１）～（４）の４つのベクトルは、図１３Ｂに示す通りである。なお、タイムスロットｋ＋１において通信部５８を介して角度α１を格納したビーコン信号を給電装置１００に送信しない場合には、タイムスロットｋ＋２において特定デバイス５０Ａがアンテナ素子ｍ１から受電する送電信号の受電位相はα１度になる。
【0155】
タイムスロットｋ＋３において特定デバイス５０Ａがアンテナ素子ｍ１から受電する送電信号の受電位相は０度であり、アンテナ素子ｍ２～ｍ４から受電する送電信号の受電位相は、それぞれ、ξｍ２＋φｍ２＋π、ξｍ３＋φｍ３、ξｍ４＋φｍ４である。４つのベクトル（１）～（４）は、図１３Ｂに示す通りであり、タイムスロットｋ＋２に比べてベクトル（２）は逆向きになる。
【0156】
タイムスロットｋ＋２における４つのベクトル（１）～（４）からタイムスロットｋ＋３における４つのベクトル（１）～（４）を減算すると、ベクトル（１）、（３）、及び（４）が無くなり、ベクトル（２）の長さが２倍になったベクトル（２Ａ）のみが差分として残る。ベクトル（２Ａ）を表す信号は、差分信号であり、算出部５６が減算処理によって求める。ベクトル（２Ａ）のＩ軸に対する角度をα２とする。角度α２は、角度変換部５７が求める。なお、タイムスロットｋ＋２における４つのベクトル（１）～（４）は第１合成信号の一例であり、タイムスロットｋ＋３における４つのベクトル（１）～（４）は第２合成信号の一例である。
【0157】
図１３Ｃに示すように、タイムスロットｋ＋４において特定デバイス５０Ａがアンテナ素子ｍ１及びｍ２から受電する送電信号の受電位相は０度であり、アンテナ素子ｍ３～ｍ４から受電する送電信号の受電位相は、それぞれ、ξｍ３＋φｍ３、ξｍ４＋φｍ４である。（１）～（４）の４つのベクトルは、図１３Ｃに示す通りである。なお、タイムスロットｋ＋１及びｋ＋３において通信部５８を介して角度α１及びα２を格納したビーコン信号を給電装置１００に送信しない場合には、タイムスロットｋ＋４において特定デバイス５０Ａがアンテナ素子ｍ１及びｍ２から受電する送電信号の受電位相はα１度及びα２度になる。
【0158】
タイムスロットｋ＋５において特定デバイス５０Ａがアンテナ素子ｍ１及びｍ２から受電する送電信号の受電位相は０度であり、アンテナ素子ｍ３～ｍ４から受電する送電信号の受電位相は、それぞれ、ξｍ３＋φｍ３＋π、ξｍ４＋φｍ４である。４つのベクトル（１）～（４）は、図１３Ｃに示す通りであり、タイムスロットｋ＋４に比べてベクトル（３）は逆向きになる。
【0159】
タイムスロットｋ＋４における４つのベクトル（１）～（４）からタイムスロットｋ＋５における４つのベクトル（１）～（４）を減算すると、ベクトル（１）、（２）、及び（４）が無くなり、ベクトル（３）の長さが２倍になったベクトル（３Ａ）のみが差分として残る。ベクトル（３Ａ）を表す信号は、差分信号であり、算出部５６が減算処理によって求める。ベクトル（３Ａ）のＩ軸に対する角度をα３とする。角度α３は、角度変換部５７が求める。なお、タイムスロットｋ＋４における４つのベクトル（１）～（４）は第１合成信号の一例であり、タイムスロットｋ＋５における４つのベクトル（１）～（４）は第２合成信号の一例である。
【0160】
図１３Ｄに示すように、タイムスロットｋ＋６において特定デバイス５０Ａがアンテナ素子ｍ１～ｍ３から受電する送電信号の受電位相は０度であり、アンテナ素子ｍ４から受電する送電信号の受電位相は、ξｍ４＋φｍ４である。（１）～（４）の４つのベクトルは、図１３Ｄに示す通りである。なお、タイムスロットｋ＋１、ｋ＋３、及びｋ＋５において通信部５８を介して角度α１～α３を格納したビーコン信号を給電装置１００に送信しない場合には、タイムスロットｋ＋６において特定デバイス５０Ａがアンテナ素子ｍ１～ｍ３から受電する送電信号の受電位相は、それぞれ、α１度～α３度になる。
【0161】
タイムスロットｋ＋７において特定デバイス５０Ａがアンテナ素子ｍ１～ｍ３から受電する送電信号の受電位相は０度であり、アンテナ素子ｍ４から受電する送電信号の受電位相は、ξｍ４＋φｍ４＋πである。４つのベクトル（１）～（４）は、図１３Ｄに示す通りであり、タイムスロットｋ＋６に比べてベクトル（４）は逆向きになる。
【0162】
タイムスロットｋ＋６における４つのベクトル（１）～（４）からタイムスロットｋ＋７における４つのベクトル（１）～（４）を減算すると、ベクトル（１）～（３）が無くなり、ベクトル（４）の長さが２倍になったベクトル（４Ａ）のみが差分として残る。ベクトル（４Ａ）を表す信号は、差分信号であり、算出部５６が減算処理によって求める。なお、タイムスロットｋ＋６における４つのベクトル（１）～（４）は第１合成信号の一例であり、タイムスロットｋ＋７における４つのベクトル（１）～（４）は第２合成信号の一例である。
【0163】
ベクトル（４Ａ）のＩ軸に対する角度をα４とする。角度α４は、角度変換部５７が求める。通信部５８は、角度α４を格納したビーコン信号を給電装置１００に送信する。
【0164】
なお、タイムスロットｋ＋１、ｋ＋３、及びｋ＋５において通信部５８を介して角度α１～α３を格納したビーコン信号を給電装置１００に送信しない場合には、タイムスロットｋ＋７の最後に、通信部５８が、角度α１～α４を表す角度データを給電装置１００に送信すればよい。ランキングを行うためのＲＳＳＩの測定は、いずれかのビーコン信号を給電装置１００が受信したときに行えばよい。
【0165】
送電制御部１４３は、タイムスロットｋ＋８において、角度α１～α４の各々を調整するためにベクトル（１）～（４）の位相を調整する。この結果、図１３Ｅに示すように、ベクトル（１）～（４）の方向に揃えることができる。図１３Ｅでは、ベクトル（１）～（４）の方向は、一例としてＩ軸に沿った方向になっているが、Ｉ軸に対して０度よりも大きい角度を有していてもよい。
【0166】
このようにして、ベクトル（１）～（４）の角度を揃えることができる。すなわち、特定デバイス５０Ａの受電電力を最大化することができる。
【0167】
タイムスロットｋ＋８以降の給電期間では、図１３Ｅに示すように最適化されたアンテナ素子ｍ１～ｍ４の４つの送電位相を保持した状態で送電を行えばよい。また、給電期間では、ベクトル（１）～（４）の角度が揃うように、アンテナ素子ｍ１～ｍ４の４つの送電位相の関係を保持した状態で、ランダムビームフォーミングを行ってもよい。また、アンテナサブセット１１０Ａに含まれない複数のアンテナ素子１１１については、複数のアンテナ素子１１１の送電位相同士に特に関係を持たせずに、ランダムビームフォーミングを行う。
【0168】
＜シミュレーション結果＞
図１４は、実施形態の変形例の給電システム３００のシミュレーション結果の一例を示す図である。図１４の上側には、アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１の数の時間変化の様子を示す。図１４の上側のグラフにおいて、横軸は時間を表し、縦軸は、アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１の数を表す。また、図１４の下側のグラフにおいて、横軸は時間を表し、縦軸は、受電電力（ｄＢｍ）を表す。
図１４は、実施形態の変形例の給電システム３００のシミュレーション結果の一例を示す図である。図１４の上側には、アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１の数の時間変化の様子を示す。図１４の上側のグラフにおいて、横軸は時間を表し、縦軸は、アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１の数を表す。また、図１４の下側のグラフにおいて、横軸は時間を表し、縦軸は、受電電力（ｄＢｍ）を表す。
【0169】
図１４の下側のグラフに示すように、受電電力は、図１０に示す受電電力よりも高く、５ｄＢｍ～６ｄＢｍの期間が多い。フレーム期間は５０ｍｓであり、各フレームの最初に受電電力が低い期間があるのは、最適化期間であるものと考えられる。最適化期間が終了した後の給電期間において、５ｄＢｍ～６ｄＢｍの受電電力が得られている。
【0170】
また、図１４の上側のグラフを見ると、アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１の数は、４個～６個である。図１４の上下のグラフを見比べると、アンテナサブセット１１０Ａに含まれるアンテナ素子１１１の数が多い期間の方が、受電電力が大きくなっていることを確認できる。
【0171】
実施形態の変形例においても、受電装置の受電電力を増大可能な位相を迅速に設定できる。したがって、受電装置の受電電力を増大可能な位相を迅速に設定可能な実施形態の変形例の給電システム３００を提供することができる。
【0172】
また、多くの受電量が必要な特定の受電装置（特定デバイス５０Ａ）への給電と、特定の受電装置以外の受電装置への給電とを両立可能な実施形態の変形例の給電システム３００を提供することができる。
【0173】
以上、本発明の例示的な実施形態の給電システム、給電装置、及び、給電方法について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【0174】
以上の実施形態に関し、さらに以下の項目を開示する。
（項目１）
給電装置と、
前記給電装置から送電される送電信号を受電する受電装置と
を含む給電システムであって、
前記給電装置は、
電力を送電可能な複数のアンテナを有するアレイアンテナと、
前記複数のアンテナから前記受電装置に送電する送電信号の位相の制御と送電制御とを行う送電制御部と
を有し、
前記送電制御部は、前記複数のアンテナに含まれる複数の第１アンテナのうちの１つを選択し、前記複数の第１アンテナのうちの非選択の第１アンテナの送電位相を固定して第１送電信号を送電させた状態において、所定位相の第１送電信号を前記選択した第１アンテナから送電する第１送電処理と、前記所定位相を反転させた反転位相の第１送電信号を前記選択した第１アンテナから送電する第２送電処理とを、前記複数の第１アンテナを１つずつ選択しながら行い、
前記受電装置は、前記第１送電処理において前記複数の第１アンテナから受電した、前記所定位相の第１送電信号と、前記送電位相が固定された第１送電信号との第１合成信号と、前記第２送電処理において前記複数の第１アンテナから受電した、前記反転位相の第１送電信号と、前記送電位相が固定された第１送電信号との第２合成信号との差分信号を求めて前記送電制御部に送信し、
前記送電制御部は、前記複数の第１アンテナの各々を選択したことによって得られる複数の前記差分信号に基づいて、前記複数の第１アンテナが送電する前記複数の第１送電信号の位相を制御する、給電システム。
（項目２）
前記送電制御部は、前記第１送電処理及び前記第２送電処理において、前記非選択の第１アンテナの送電位相を同一値に設定する、項目１に記載の給電システム。
（項目３）
前記送電制御部は、前記第２送電処理において、前記第１送電処理において既に選択された前記第１アンテナについては、送電位相を前記反転位相に設定する、項目１又は２に記載の給電システム。
（項目４）
前記送電制御部は、前記第２送電処理において、前記第１送電処理において既に選択された前記第１アンテナについては、送電位相を前記差分信号に基づく位相に設定する、項目１又は２に記載の給電システム。
（項目５）
前記送電制御部は、前記第１送電処理及び前記第２送電処理において、前記複数のアンテナのうちの前記複数の第１アンテナ以外の１又は複数の第２アンテナの送電位相を固定する、項目１乃至４のいずれか１項に記載の給電システム。
（項目６）
前記給電装置は、前記複数のアンテナのうち、前記受電装置から送信される信号の受信強度が所定強度以上の複数のアンテナを前記複数の第１アンテナとして選択し、前記受信強度が前記所定強度未満の１又は複数のアンテナを前記１又は複数の第２アンテナとして選択する、アンテナ選択部をさらに有する、項目５に記載の給電システム。
（項目７）
前記受電装置から送信される信号は、前記差分信号を表す信号である、項目６に記載の給電システム。
（項目８）
前記送電制御部は、
前記第１送電処理及び前記第２送電処理を行う準備期間と、前記複数の前記差分信号に基づいて前記複数の第１アンテナが送電する前記複数の第１送電信号の位相を制御して、前記複数の第１アンテナから前記受電装置に送電する送電期間とを含むフレーム処理を繰り返し行い、
前記複数のアンテナのうち、前記アンテナ選択部によって前記差分信号を表す信号の受信強度に基づいて選択された前記複数の第１アンテナを、当該フレームの次のフレームにおける前記複数の第１アンテナとして利用する、項目７に記載の給電システム。
（項目９）
前記受電装置は、移動可能である、項目１乃至８のいずれか１項に記載の給電システム。
（項目１０）
前記送電制御部は、前記複数の前記差分信号に基づいて、前記受電装置が前記複数の第１アンテナから受電する前記複数の第１送電信号の受電位相が揃うように、前記複数の第１アンテナが送電する前記複数の第１送電信号の送電位相を制御する、項目１乃至９のいずれか１項に記載の給電システム。
（項目１１）
受電装置に送電信号を送電する給電装置であって、
電力を送電可能な複数のアンテナを有するアレイアンテナと、
前記複数のアンテナから前記受電装置に送電する送電信号の位相の制御と送電制御とを行う送電制御部と
を含み、
前記送電制御部は、
前記複数のアンテナに含まれる複数の第１アンテナのうちの１つを選択し、前記複数の第１アンテナのうちの非選択の第１アンテナの送電位相を固定して第１送電信号を送電させた状態において、所定位相の第１送電信号を前記選択した第１アンテナから送電する第１送電処理と、前記所定位相を反転させた反転位相の第１送電信号を前記選択した第１アンテナから送電する第２送電処理とを、前記複数の第１アンテナを１つずつ選択しながら行い、
前記複数の第１アンテナの各々を選択したことによって得られる複数の差分信号に基づいて、前記複数の第１アンテナが送電する前記複数の第１送電信号の位相を制御し、
前記差分信号は、前記受電装置が、前記第１送電処理において前記複数の第１アンテナから受電した、前記所定位相の第１送電信号と、前記送電位相が固定された第１送電信号との第１合成信号と、前記第２送電処理において前記複数の第１アンテナから受電した、前記反転位相の第１送電信号と、前記送電位相が固定された第１送電信号との第２合成信号との差分信号である、給電装置。
（項目１２）
給電装置と、
前記給電装置から送電される送電信号を受電する受電装置と
を含む給電システムにおける給電方法であって、
前記給電装置は、
電力を送電可能な複数のアンテナを有するアレイアンテナと、
前記複数のアンテナから前記受電装置に送電する送電信号の位相の制御と送電制御とを行う送電制御部と
を有し、
前記送電制御部が、前記複数のアンテナに含まれる複数の第１アンテナのうちの１つを選択し、前記複数の第１アンテナのうちの非選択の第１アンテナの送電位相を固定して第１送電信号を送電させた状態において、所定位相の第１送電信号を前記選択した第１アンテナから送電する第１送電処理と、前記所定位相を反転させた反転位相の第１送電信号を前記選択した第１アンテナから送電する第２送電処理とを、前記複数の第１アンテナを１つずつ選択しながら行い、
前記受電装置が、前記第１送電処理において前記複数の第１アンテナから受電した、前記所定位相の第１送電信号と、前記送電位相が固定された第１送電信号との第１合成信号と、前記第２送電処理において前記複数の第１アンテナから受電した、前記反転位相の第１送電信号と、前記送電位相が固定された第１送電信号との第２合成信号との差分信号を求めて前記送電制御部に送信し、
前記送電制御部が、前記複数の第１アンテナの各々を選択したことによって得られる複数の前記差分信号に基づいて、前記複数の第１アンテナが送電する前記複数の第１送電信号の位相を制御する、給電方法。
（項目１）
給電装置と、
前記給電装置から送電される送電信号を受電する受電装置と
を含む給電システムであって、
前記給電装置は、
電力を送電可能な複数のアンテナを有するアレイアンテナと、
前記複数のアンテナから前記受電装置に送電する送電信号の位相の制御と送電制御とを行う送電制御部と
を有し、
前記送電制御部は、前記複数のアンテナに含まれる複数の第１アンテナのうちの１つを選択し、前記複数の第１アンテナのうちの非選択の第１アンテナの送電位相を固定して第１送電信号を送電させた状態において、所定位相の第１送電信号を前記選択した第１アンテナから送電する第１送電処理と、前記所定位相を反転させた反転位相の第１送電信号を前記選択した第１アンテナから送電する第２送電処理とを、前記複数の第１アンテナを１つずつ選択しながら行い、
前記受電装置は、前記第１送電処理において前記複数の第１アンテナから受電した、前記所定位相の第１送電信号と、前記送電位相が固定された第１送電信号との第１合成信号と、前記第２送電処理において前記複数の第１アンテナから受電した、前記反転位相の第１送電信号と、前記送電位相が固定された第１送電信号との第２合成信号との差分信号を求めて前記送電制御部に送信し、
前記送電制御部は、前記複数の第１アンテナの各々を選択したことによって得られる複数の前記差分信号に基づいて、前記複数の第１アンテナが送電する前記複数の第１送電信号の位相を制御する、給電システム。
（項目２）
前記送電制御部は、前記第１送電処理及び前記第２送電処理において、前記非選択の第１アンテナの送電位相を同一値に設定する、項目１に記載の給電システム。
（項目３）
前記送電制御部は、前記第２送電処理において、前記第１送電処理において既に選択された前記第１アンテナについては、送電位相を前記反転位相に設定する、項目１又は２に記載の給電システム。
（項目４）
前記送電制御部は、前記第２送電処理において、前記第１送電処理において既に選択された前記第１アンテナについては、送電位相を前記差分信号に基づく位相に設定する、項目１又は２に記載の給電システム。
（項目５）
前記送電制御部は、前記第１送電処理及び前記第２送電処理において、前記複数のアンテナのうちの前記複数の第１アンテナ以外の１又は複数の第２アンテナの送電位相を固定する、項目１乃至４のいずれか１項に記載の給電システム。
（項目６）
前記給電装置は、前記複数のアンテナのうち、前記受電装置から送信される信号の受信強度が所定強度以上の複数のアンテナを前記複数の第１アンテナとして選択し、前記受信強度が前記所定強度未満の１又は複数のアンテナを前記１又は複数の第２アンテナとして選択する、アンテナ選択部をさらに有する、項目５に記載の給電システム。
（項目７）
前記受電装置から送信される信号は、前記差分信号を表す信号である、項目６に記載の給電システム。
（項目８）
前記送電制御部は、
前記第１送電処理及び前記第２送電処理を行う準備期間と、前記複数の前記差分信号に基づいて前記複数の第１アンテナが送電する前記複数の第１送電信号の位相を制御して、前記複数の第１アンテナから前記受電装置に送電する送電期間とを含むフレーム処理を繰り返し行い、
前記複数のアンテナのうち、前記アンテナ選択部によって前記差分信号を表す信号の受信強度に基づいて選択された前記複数の第１アンテナを、当該フレームの次のフレームにおける前記複数の第１アンテナとして利用する、項目７に記載の給電システム。
（項目９）
前記受電装置は、移動可能である、項目１乃至８のいずれか１項に記載の給電システム。
（項目１０）
前記送電制御部は、前記複数の前記差分信号に基づいて、前記受電装置が前記複数の第１アンテナから受電する前記複数の第１送電信号の受電位相が揃うように、前記複数の第１アンテナが送電する前記複数の第１送電信号の送電位相を制御する、項目１乃至９のいずれか１項に記載の給電システム。
（項目１１）
受電装置に送電信号を送電する給電装置であって、
電力を送電可能な複数のアンテナを有するアレイアンテナと、
前記複数のアンテナから前記受電装置に送電する送電信号の位相の制御と送電制御とを行う送電制御部と
を含み、
前記送電制御部は、
前記複数のアンテナに含まれる複数の第１アンテナのうちの１つを選択し、前記複数の第１アンテナのうちの非選択の第１アンテナの送電位相を固定して第１送電信号を送電させた状態において、所定位相の第１送電信号を前記選択した第１アンテナから送電する第１送電処理と、前記所定位相を反転させた反転位相の第１送電信号を前記選択した第１アンテナから送電する第２送電処理とを、前記複数の第１アンテナを１つずつ選択しながら行い、
前記複数の第１アンテナの各々を選択したことによって得られる複数の差分信号に基づいて、前記複数の第１アンテナが送電する前記複数の第１送電信号の位相を制御し、
前記差分信号は、前記受電装置が、前記第１送電処理において前記複数の第１アンテナから受電した、前記所定位相の第１送電信号と、前記送電位相が固定された第１送電信号との第１合成信号と、前記第２送電処理において前記複数の第１アンテナから受電した、前記反転位相の第１送電信号と、前記送電位相が固定された第１送電信号との第２合成信号との差分信号である、給電装置。
（項目１２）
給電装置と、
前記給電装置から送電される送電信号を受電する受電装置と
を含む給電システムにおける給電方法であって、
前記給電装置は、
電力を送電可能な複数のアンテナを有するアレイアンテナと、
前記複数のアンテナから前記受電装置に送電する送電信号の位相の制御と送電制御とを行う送電制御部と
を有し、
前記送電制御部が、前記複数のアンテナに含まれる複数の第１アンテナのうちの１つを選択し、前記複数の第１アンテナのうちの非選択の第１アンテナの送電位相を固定して第１送電信号を送電させた状態において、所定位相の第１送電信号を前記選択した第１アンテナから送電する第１送電処理と、前記所定位相を反転させた反転位相の第１送電信号を前記選択した第１アンテナから送電する第２送電処理とを、前記複数の第１アンテナを１つずつ選択しながら行い、
前記受電装置が、前記第１送電処理において前記複数の第１アンテナから受電した、前記所定位相の第１送電信号と、前記送電位相が固定された第１送電信号との第１合成信号と、前記第２送電処理において前記複数の第１アンテナから受電した、前記反転位相の第１送電信号と、前記送電位相が固定された第１送電信号との第２合成信号との差分信号を求めて前記送電制御部に送信し、
前記送電制御部が、前記複数の第１アンテナの各々を選択したことによって得られる複数の前記差分信号に基づいて、前記複数の第１アンテナが送電する前記複数の第１送電信号の位相を制御する、給電方法。
【符号の説明】
【0175】
１０ 領域
５０ デバイス
５０Ａ 特定デバイス
５０Ｂ 非特定デバイス
５１ アンテナ
ＳＷ スイッチ
５２ 制御部
５３ ＲＦ／ＤＣ変換部
５４ バッテリ
５５ 直交検波部
５６ 算出部
５７ 角度変換部
５８ 通信部
１００ 給電装置
１１０ アレイアンテナ
１１０Ａ アンテナサブセット
１１１ アンテナ素子
１２０ フェーズシフタ
１２５ ＩＣチップ
１３０ マイクロ波発生源
１４０ 制御装置
１４１ 主制御部
１４２ サブセット選択部
１４３ 送電制御部
１４４ メモリ
５０ デバイス
５０Ａ 特定デバイス
５０Ｂ 非特定デバイス
５１ アンテナ
ＳＷ スイッチ
５２ 制御部
５３ ＲＦ／ＤＣ変換部
５４ バッテリ
５５ 直交検波部
５６ 算出部
５７ 角度変換部
５８ 通信部
１００ 給電装置
１１０ アレイアンテナ
１１０Ａ アンテナサブセット
１１１ アンテナ素子
１２０ フェーズシフタ
１２５ ＩＣチップ
１３０ マイクロ波発生源
１４０ 制御装置
１４１ 主制御部
１４２ サブセット選択部
１４３ 送電制御部
１４４ メモリ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図6E】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【図13D】
【図13E】
【図14】