特表 2023-543961 通信ネットワーク機器への電力送達方法及び関連システム、並びに同軸ケーブル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-10-19

(54)【発明の名称】通信ネットワーク機器への電力送達方法及び関連システム、並びに同軸ケーブル

(51)【国際特許分類】

   H01B 9/04 20060101AFI20231012BHJP

   H01R 24/38 20110101ALI20231012BHJP

   H01B 11/18 20060101ALI20231012BHJP

【ＦＩ】

H01B9/04

H01R24/38

H01B11/18 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023505971

(86)(22)【出願日】2021-07-23

(85)【翻訳文提出日】2023-03-24

(86)【国際出願番号】 US2021042865

(87)【国際公開番号】W WO2022026301

(87)【国際公開日】2022-02-03

(31)【優先権主張番号】63/057,070

(32)【優先日】2020-07-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】519407091

【氏名又は名称】コムスコープ テクノロジーズ リミティド ライアビリティ カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100153729

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 有一

(72)【発明者】

【氏名】ゾラン マリセビック

(72)【発明者】

【氏名】マルセル シェマン

(72)【発明者】

【氏名】エリック ジェイ．コーミアー

(72)【発明者】

【氏名】ブライアン ジェイ．ソロモン

(72)【発明者】

【氏名】ジョン オー．カエザ

【テーマコード（参考）】

5E223

5G319

【Ｆターム（参考）】

5E223AA01

5E223BA15

5E223CB24

5E223CC09

5E223EC08

5E223EC26

5E223GA23

5E223GA83

5G319FA01

5G319FA10

5G319FB01

(57)【要約】

通信アクセスネットワークの機器に電力を送達する方法が本明細書にて提供される。特に、機器に電力を送達する方法は、機器と電力モニタとの間に結合される同軸ケーブルを介して伝送される、１０ｋＨｚ～５００ｋＨｚの周波数を有するＡＣ電力信号を生成することを含む。方法は、電力モニタを使用して、同軸ケーブルを介して電力モニタへのＡＣ電力信号の反射を識別することを含む。更に、本方法は、反射を識別することに応答して、ＡＣ電力信号の電圧を調整することを含む。関連システム及び同軸ケーブルも提供される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

通信アクセスネットワークの機器に電力を送達するように構成されるシステムであって、
前記システムが、
発電機と前記通信アクセスネットワークの前記機器との間に結合されており、かつ１０キロヘルツ（ｋＨｚ）～５００ｋＨｚの周波数を有する交流電流（ＡＣ）電力を送達するように構成されている、同軸ケーブルを備える、システム。

【請求項2】

前記発電機が、１０ｋＨｚ～５００ｋＨｚの前記周波数を有する信号を生成するように構成されているＡＣ電源を備え、
前記発電機が直流電流（ＤＣ）電源を更に備え、
前記ＡＣ電源が前記同軸ケーブルの第１の端部と前記ＤＣ電源との間に結合されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記ＡＣ電力をＤＣ電力に変換するように構成されている電圧整流器を更に備え、
前記電圧整流器が、前記同軸ケーブルの第２の端部と前記通信アクセスネットワークの前記機器との間に結合されている、請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記ＡＣ電源と前記同軸ケーブルとの間に結合されている電力モニタを更に備え、
前記電力モニタが、前記同軸ケーブルを介した前記電力モニタへの前記信号の反射を識別するように構成されており、
前記ＡＣ電源が、前記反射を識別する前記電力モニタに応答して、前記ＡＣ電源が出力するＡＣ電圧を調整するように構成されている、請求項２に記載のシステム。

【請求項5】

前記ＡＣ電源が前記ＡＣ電圧を調整するように構成されている共振変換器を備える、請求項４に記載のシステム。

【請求項6】

前記ＡＣ電力が２５０ボルト以上の電圧を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記同軸ケーブルの端部がばねを備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

前記ばねが、前記同軸ケーブルの中心導体の端部に面する端部を有する中心導体ピンの周りに延在する、誘電体ばねを備え、
前記中心導体の前記端部が、前記誘電体ばねが圧縮されるときに、前記中心導体ピンの前記端部に電気的に接続され、
前記中心導体の前記端部が、前記誘電体ばねが弛緩されるときに、前記中心導体ピンの前記端部から電気的に接続解除される、請求項７に記載のシステム。

【請求項9】

前記中心導体の前記端部が、前記同軸ケーブルの内側誘電体絶縁体の端部を超えて突出し、かつ前記内側誘電体絶縁体によって囲まれる前記中心導体の一部分の材料とは異なるアーク抑制材料を含み、
前記同軸ケーブルの前記端部上のコネクタが、前記中心導体の前記端部及び前記中心導体ピンの前記端部の周りに延在する、請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

前記同軸ケーブルの前記端部にバヨネットコネクタを更に備え、
前記バヨネットコネクタが、前記中心導体ピンの前記端部の周りに延在する、請求項８に記載のシステム。

【請求項11】

前記ばねが、前記同軸ケーブルの中心導体の端部に面する端部を有する中心導体ピンの周りに延在する、金属ばねを備え、
前記同軸ケーブルの前記端部が、前記金属ばねの内側、又は前記金属ばねと前記中心導体の前記端部との間にある環状誘電体リングを更に備え、
前記中心導体の前記端部が、前記金属ばねが圧縮されるときに、前記中心導体ピンの前記端部に電気的に接続され、
前記中心導体の前記端部が、前記金属ばねが弛緩されるときに、前記中心導体ピンの前記端部から電気的に接続解除される、請求項７に記載のシステム。

【請求項12】

前記同軸ケーブルの前記端部にバヨネットコネクタを更に備え、
前記バヨネットコネクタが、前記環状誘電体リング及び前記中心導体ピンの前記端部の周りに延在する、請求項１１に記載のシステム。

【請求項13】

前記機器が、前記通信アクセスネットワークの屋外機器を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項14】

前記同軸ケーブルに結合されているファイバケーブルを更に備え、
前記ファイバケーブル及び前記同軸ケーブルが両方とも、前記発電機と前記通信アクセスネットワークの前記機器との間に結合される、請求項１に記載のシステム。

【請求項15】

同軸ケーブルであって、
中心導体と、
前記中心導体の端部に面する端部を有する中心導体ピンと、
前記中心導体ピンの周りに延在するばねと、を備え、
前記中心導体の前記端部が、前記ばねが圧縮されるときに、前記中心導体ピンの前記端部に電気的に接続され、
前記中心導体の前記端部が、前記ばねが弛緩されるときに、前記中心導体ピンの前記端部から電気的に接続解除される、同軸ケーブル。

【請求項16】

前記ばねが、誘電体ばねを備える、請求項１５に記載の同軸ケーブル。

【請求項17】

前記中心導体の部分を囲む内側誘電体絶縁体と、
前記内側誘電体絶縁体、前記中心導体の前記端部、及び前記中心導体ピンの前記端部の周りに延在する、コネクタと、を更に備え、
前記中心導体の前記端部が、前記内側誘電体絶縁体の端部を超えて突出し、かつ前記内側誘電体絶縁体によって囲まれている前記中心導体の前記部分の材料とは異なるアーク抑制材料を含む、請求項１６に記載の同軸ケーブル。

【請求項18】

前記中心導体ピンの前記端部の周りに延在するバヨネットコネクタを更に備える、請求項１５に記載の同軸ケーブル。

【請求項19】

前記ばねの内側、又は前記ばねと前記中心導体の前記端部との間にある、環状誘電体リングを更に備え、
前記ばねが金属ばねを備える、請求項１５に記載の同軸ケーブル。

【請求項20】

前記環状誘電体リング及び前記中心導体ピンの前記端部の周りに延在する、バヨネットコネクタを更に備える、請求項１９に記載の同軸ケーブル。

【請求項21】

前記ばねと前記中心導体の前記端部との間にある、移動可能な誘電体ストッパを更に備え、
前記ばねが金属ばねを備える、請求項１５に記載の同軸ケーブル。

【請求項22】

前記移動可能な誘電体ストッパ及び前記中心導体ピンの前記端部の周りに延在する、バヨネットコネクタを更に備え、
前記移動可能な誘電体ストッパが、前記バヨネットコネクタを回転させることに応答して、前記中心導体ピンの前記端部と前記中心導体の前記端部との間から後退するように構成されている、請求項２１に記載の同軸ケーブル。

【請求項23】

通信アクセスネットワークの機器に電力を送達する方法であって、前記方法が、
前記機器と電力モニタとの間に結合されている同軸ケーブルを介して伝送される１０キロヘルツ（ｋＨｚ）～５００ｋＨｚの周波数を有する交流電流（ＡＣ）電力信号を生成することと、
前記電力モニタを使用して、前記同軸ケーブルを介した前記電力モニタへの前記ＡＣ電力信号の反射を識別することと、
前記反射を識別することに応答して、前記ＡＣ電力信号の電圧を調整することと、を含む、方法。

【請求項24】

前記ＡＣ電力信号を生成することが、直流電流（ＤＣ）電源と前記電力モニタとの間に結合されている共振変換器によって行われ、
前記電圧を調整することが、前記共振変換器によって行われる、請求項２３に記載の方法。

【請求項25】

前記同軸ケーブルの端部を前記電力モニタに、又は前記機器と前記同軸ケーブルとの間に結合されている電圧整流器に電気的に接続することを更に含み、
前記同軸ケーブルの前記端部が、
中心導体と、
前記中心導体の端部に面する端部を有する中心導体ピンと、
前記中心導体ピンの周りに延在するばねと、を備え、
前記同軸ケーブルの前記端部を電気的に接続することが、前記ばねを圧縮して、前記中心導体ピンの前記端部を前記中心導体の前記端部と電気的に接続することを含む、請求項２３に記載の方法。

【請求項26】

前記同軸ケーブルの前記端部上にあるバヨネットコネクタを回転させることに応答して、前記中心導体ピンの前記端部と前記中心導体の前記端部との間から誘電体ストッパを後退させることを更に含む、請求項２５に記載の方法。

【請求項27】

前記反射を識別することに応答して、前記同軸ケーブルの破損を識別することを更に含む、請求項２３に記載の方法。

【請求項28】

前記破損を識別することが、前記反射を識別することに応答して、前記同軸ケーブルにおける前記破損の位置を特定することを含む、請求項２７に記載の方法。

【請求項29】

前記電圧を調整することが、前記破損を識別することに応答して、前記電圧を低減させることを含む、請求項２７に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２０年７月２７日に出願された米国仮特許出願第６３／０５７，０７０号明細書の利益を主張する、２０２１年７月２３日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０２１／０４２８６５号明細書に対する優先権を主張するものであり、その全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本開示は、通信ネットワーク機器への電力送達に関する。

【背景技術】

【0003】

エンドユーザ（例えば、加入者）に通信サービスを送達する通信ネットワークの「ラストマイル」又は「アクセスネットワーク」とも称され得る、最終区間は、無線周波数Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ（「ＲＦ」）信号に加えて電力を必要とするアクティブ機器を含み得る。最終区間では、無線（例えば、携帯電話及び／又はコミュニティＷｉ－Ｆｉ）及び／又はＨｙｂｒｉｄ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏａｘ（「ＨＦＣ」）及び／又はＦｉｂｅｒ ｔｏ ｔｈｅ Ｐｒｅｍｉｓｅｓ（「ＦＴＴＰ」）などの有線ネットワークを含む、様々なタイプのネットワークを使用することができる。多くの場合、アクセスネットワークのアクティブ要素への電力送達は、帯域幅／データスループット能力の提供に加えて必要である。

【0004】

ＦＴＴＰの一タイプであるＰａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（「ＰＯＮ」）は、電力を必要としない場合がある１つの例外である。しかしながら、他のタイプのＦＴＴＰは、例えば、各アクティブ分割キャビネットが１００ワット（「Ｗ」）の電力を使用し得るＨｙｂｒｉｄ Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ（「ＨＰＯＮ」）などの、いくらかの電力を必要とする場合がある。

【0005】

他の有線ネットワークは、更に現場給電のアクティブ要素に依存し得る。例えば、数百のＨｏｍｅｓ Ｐａｓｓｅｄ（ＨＰ）を賄うことができるＨＦＣサービスグループエリアは、（ａ）約５００Ｗの電力を必要とする場合がある、アクティブ要素としてのＦｉｂｅｒ－Ｄｅｅｐ（ＦＤ）ノード、又は（ｂ）同じエリアに対して約１，２００Ｗを必要とする場合がある、ＲＦ増幅器に続くＨＦＣファイバノードに依存し得る。これらのアクティブ要素への電力は、通常、ＲＦ信号が、最大９０ボルト（「Ｖ」）の電圧及び最大１５アンペア（「Ａ」）の電流を有する、方形波６０ヘルツ（「Ｈｚ」）信号を使用するのと同じ同軸ケーブル上に分配され、これは、約１，３５０Ｗまでの送達可能な総電力を限定する。

【0006】

無線アクセスネットワークは、必要な電力レベルを更に増大させ得る。例えば、ミニセルタワー（例えば、６つのセクタ／アンテナを有する）は、２キロワット（「ｋＷ」）を超える電力を必要とし得る。サービスされる特定の領域の５Ｇ－運用の密度の増加とともに、更なる電力が要求され得る。９２Ｖ未満の電力が、ネットワークの設置及び維持に訓練を受けた電気技師を必要としない有線ネットワークとは異なり、無線アクセスは、一例として、＋／－１９０Ｖの直流電流（ＤＣ）送達を伴う専用電力ケーブル、及びケーブル内の電圧降下／電力損失が最小であるにもかかわらず、高電流で数千フィートに達する非常に重いゲージワイヤ（例えば、８又は１０Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｗｉｒｅ Ｇａｕｇｅ（「ＡＷＧ」）に依存し得る。

【0007】

３つの場合（ＦＴＴＰ、ＨＦＣ、及び無線）全てにおいて、電力送達は、これらのネットワークを設計及び運用するミッションクリティカルで、なおかつ費用集約的な態様であり得る。更に、追加の容量需要は、必要とされる電力量を増加させ得る。これらの全ての場合、交流電流（ＡＣ）（例えば、６０Ｈｚ）又はＤＣのいずれかが電力に使用され得る。更に、ネットワーク設計者／オペレータは、（ａ）電流ドローとケーブル損失を低減するために、可能な限り通電用の高い電圧を使用することと、（ｂ）アクセスネットワークの設置と保守を行う作業員の安全を保護するために十分低い電圧を使用するということの間のトレードオフに直面する。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0008】

本明細書のいくつかの実施形態による、通信アクセスネットワークの機器に電力を送達するように構成されるシステムは、発電機と通信アクセスネットワークの装置間に結合されており、かつ１０キロヘルツ（ｋＨｚ）～５００ｋＨｚの周波数を有するＡＣ電力を送達するように構成される、同軸ケーブルを含み得る。

【0009】

いくつかの実施形態では、発電機は、１０ｋＨｚ～５００ｋＨｚの周波数を有する信号を生成するように構成されたＡＣ電源を含み得る。発電機は、ＤＣ電源を含み得る。更に、ＡＣ電源は、同軸ケーブルの第１の端部とＤＣ電源との間に結合され得る。

【0010】

いくつかの実施形態によれば、システムは、ＡＣ電力をＤＣ電力に変換するように構成されている電圧整流器を含み得る。電圧整流器は、同軸ケーブルの第２の端部と通信アクセスネットワークの機器との間に結合され得る。

【0011】

いくつかの実施形態では、システムは、ＡＣ電源と同軸ケーブルとの間に結合されている電力モニタを含み得る。電力モニタは、同軸ケーブルを介した電力モニタへの信号の反射を識別するように構成され得る。更に、ＡＣ電源は、反射を識別する電力モニタに応答して、ＡＣ電源が出力するＡＣ電圧を調整するように構成され得る。

【0012】

いくつかの実施形態によれば、ＡＣ電源は、ＡＣ電圧を調整するように構成された共振変換器を含み得る。更に、ＡＣ電力は、２５０ボルト以上の電圧を含み得る。

【0013】

いくつかの実施形態では、同軸ケーブルの一端は、ばねを含み得る。例えば、ばねは、同軸ケーブルの中心導体の端部に面する端部を有する中心導体ピンの周りに延在する、誘電体ばねであり得、中心導体の端部は、誘電体ばねが圧縮されるときに、中心導体ピンの端部に電気的に接続され得、中心導体の端部は、誘電体ばねが弛緩されたときに中心導体ピンの端部から電気的に接続解除され得る。中心導体の端部は、同軸ケーブルの内側誘電体絶縁体の端部を超えて突出し得、かつ内側誘電体絶縁体によって囲まれた中心導体の一部分の材料とは異なるアーク抑制材料を含み得、同軸ケーブルの端部のコネクタは、中心導体の端部及び中心導体ピンの端部の周りに延在し得る。更に、システムは、同軸ケーブルの端部にバヨネットコネクタを含み得、バヨネットコネクタは、中心導体ピンの端部の周りに延在し得る。別の例として、ばねは、同軸ケーブルの中心導体の端部に面する端部を有する中心導体ピンの周りに延在する金属ばねであり得、同軸ケーブルの端部は、金属ばねの内側、又は金属ばねと中心導体の端部との間にある環状誘電体リングを含み得、中心導体の端部が、金属ばねが圧縮されるときに中心導体ピンの端部に電気的に接続され得、中心導体の端部が、金属ばねが弛緩されるときに、中心導体ピンの端部から電気的に接続解除されることができる。更に、システムは、同軸ケーブルの端部にバヨネットコネクタを含み得、バヨネットコネクタは、環状誘電体リング及び中心導体ピンの端部の周りに延在し得る。

【0014】

いくつかの実施形態によれば、機器は、通信アクセスネットワークの屋外機器であり得る。更に、システムは、同軸ケーブルに結合されているファイバケーブルを含み得、ファイバケーブル及び同軸ケーブルは両方とも、発電機と通信アクセスネットワークの機器と結合され得る。

【0015】

同軸ケーブルは、本明細書のいくつかの実施形態によると、中心導体を含み得る。同軸ケーブルは、中心導体の端部に面する端部を有する中心導体ピンを含み得る。同軸ケーブルは、中心導体ピンの周りに延在するばねを含み得る。中心導体の端部は、ばねが圧縮されたときに、中心導体ピンの端部に電気的に接続され得る。更に、中心導体の端部は、ばねが弛緩されているときに、中心導体ピンの端部から電気的に接続解除され得る。

【0016】

いくつかの実施形態では、ばねは誘電体ばねであり得る。更に、同軸ケーブルは、中心導体の一部分を囲む内側誘電体絶縁体を含み得る。同軸ケーブルはまた、内側誘電体絶縁体、中心導体の端部、及び中心導体ピンの端部の周りに延在する、コネクタを含み得る。中心導体の端部は、内側誘電体絶縁体の端部を超えて突出し得、かつ内側誘電体絶縁体によって囲まれた中心導体の一部分の材料とは異なるアーク抑制材料を含み得る。

【0017】

いくつかの実施形態によれば、同軸ケーブルは、中心導体ピンの端部の周りに延在するバヨネットコネクタを含み得る。

【0018】

いくつかの実施形態では、同軸ケーブルは、ばねの内側、又はばねと中心導体の端部との間にある環状誘電体リングを含み得、ばねは、金属ばねであり得る。更に、同軸ケーブルは、環状誘電体リング及び中心導体ピンの端部の周りに延在する、バヨネットコネクタを含み得る。

【0019】

いくつかの実施形態によれば、同軸ケーブルは、ばねと中心導体の端部との間にある、移動可能な誘電体ストッパを含み得、ばねは、金属ばねであり得る。更に、同軸ケーブルは、移動可能な誘電体ストッパ及び中心導体ピンの端部の周りに延在する、バヨネットコネクタを含み得る。移動可能な誘電体ストッパは、バヨネットコネクタを回転させることに応答して、中心導体ピンの端部と中心導体の端部との間で後退するように構成され得る。

【0020】

本明細書のいくつかの実施形態による、通信アクセスネットワークの機器に電力を送達する方法は、機器と電力モニタとの間に結合されている同軸ケーブルを介して伝送される１０ｋＨｚ～５００ｋＨｚの周波数を有するＡＣ電力信号を生成することを含み得る。方法は、電力モニタを使用して、同軸ケーブルを介した電力モニタへのＡＣ電力信号の反射を識別することを含み得る。更に、方法は、反射を識別することに応答して、ＡＣ電力信号の電圧を調整することを含み得る。

【0021】

いくつかの実施形態では、ＡＣ電力信号の生成は、ＤＣ電源と電力モニタとの間に結合されている共振変換器によって行われ得る。更に、電圧の調整は、共振変換器によって行われ得る。

【0022】

いくつかの実施形態によれば、方法は、同軸ケーブルの端部を、電力モニタ又は機器と同軸ケーブルとの間に結合されている電圧整流器に電気的に接続することを含み得る。同軸ケーブルの端部は、中心導体と、中心導体の端部に面する端部を有する中心導体ピンと、中心導体ピンの周りに延在するばねと、を備える。同軸ケーブルの端部を電気的に接続することは、ばねを圧縮して、中心導体ピンの端部を中心導体の端部と電気的に接続することを含み得る。更に、方法は、同軸ケーブルの端部上にあるバヨネットコネクタを回転させることに応答して、中心導体ピンの端部と中心導体の端部との間から誘電体ストッパを後退させることを含み得る。

【0023】

いくつかの実施形態では、方法は、反射を識別することに応答して同軸ケーブルの破損を識別することを含み得る。破損を識別することは、反射を識別することに応答して同軸ケーブルの破損の位置を特定することを含み得る。更に、電圧を調整することは、破損を識別することに応答して電圧を低減させることを含み得る。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】情報及び通信技術インフラストラクチャに対する増加するデータ接続ニーズを示す概略図である。

【図2】本発明の概念の実施形態による、通信アクセスネットワークの機器に電力を送達するように構成される、システムの概略ブロック図である。

【図3A】図２の同軸ケーブルの長手方向の寸法に沿った断面図である。

【図3B】隣接する雌コネクタから接続解除された図３Ａの同軸ケーブルを示す断面図である。

【図3C】図３Ｂの隣接する雌コネクタに接続された図３Ａの同軸ケーブルを示す断面図である。

【図3D】本発明の概念のいくつかの実施形態による誘電体環状リングを有する図３Ａの同軸ケーブルを示す断面図である。

【図3E】本発明の概念の他の実施形態による後退する移動可能な誘電体ストッパを有する図３Ａの同軸ケーブルを示す断面図である。

【図3F】中心導体とばね式付勢ピンとの間で再配置される、図３Ｅの移動可能な誘電体ストッパを示す断面図である。

【図4A】図２の電力コントローラのブロック図である。

【図4B】図４Ａの電力コントローラにおいて使用され得る例示のプロセッサ及びメモリの詳細を示すブロック図である。

【図5A-5D】本発明の概念の実施形態による、通信アクセスネットワークの機器に電力を送達する動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明の概念は、電力送達に関する従来の仮定のいくつかを再考する一方で、安全要件及び送達する必要のある電力の量も考慮する。例えば、アクセスネットワーク配電のための６０Ｈｚ（又はヨーロッパ若しくはアジアの大部分などでは５０Ｈｚ）を有する従来のＡＣ電力の使用は、電力会社から容易に入手可能に運用される。対照的に、本発明の概念の実施形態は、約１０ｋＨｚ～約５００ｋＨｚの範囲の周波数で電力を送達し得る。Ｎｉｋｏｌａ Ｔｅｓｌａによって実証されるように、ヒト神経系は、こうした周波数を有する電流に対して無感受性であり得る。この範囲の正確な周波数選択は、（ａ）範囲のより高い部分を優先し得る、作業員のリスクの低減と、（ｂ）範囲のより低い部分を優先し得る、伝送線の損失の低減との間のトレードオフであり得る。

【0026】

別の例として、電力送達のための従来的なケーブルは、高価で、漏れやすく、かつ長い距離にわたって電流が制限される場合があるペア電線を使用することが多い。対照的に、本発明の概念の実施形態は、同軸ケーブルを介してより高い周波数の電力を送達し得る。ペア電線の代わりに同軸ケーブルを使用して、約１０ｋＨｚ～約５００ｋＨｚの範囲の高電力信号を伝送することは、いくつかの利点を有する。まず、同軸ケーブルを使用することによって、電力信号の漏れと干渉を大幅に低減することができる。また、同軸ケーブルを使用した場合の電力損失は、送達される電力に関係なく、一定の割合であり得る。例えば、２つの方程式（ｉ）電力Ｐ＝Ｖ＊Ｉ及び（ｉｉ）電圧Ｖ＝Ｉ＊Ｚ（それぞれ、Ｉ及びＺは電流及び特性インピーダンスを示す）を組み合わせることによって、Ｐ＝Ｚ＊（Ｉ＾２）及び損失は、Ｉ＾２に比例し、損失割合／パーセントが一定である。第２に、同じＤＣループ抵抗の場合、同軸ケーブルのコストは、高ゲージの電線ペアのコストよりも低い場合が多い。これは、生産規模（数千マイルのハードライン同軸ケーブルと比較的特殊な用途の大型ＡＷＧケーブルなど）と原材料のコスト（例えば、ハードライン同軸ケーブル用の主に低コストのアルミニウム対電線対用の主に高コストの銅）の両方によって運用される。

【0027】

同軸ケーブルを介してより高い周波数の電力を首尾よく送達するために、（ｉ）電力発生装置と（ｉｉ）電力を受ける側の両方は、透過線インピーダンスの一致ルールに従い、それによって不一致損失を低減／最小化する必要がある場合がある。例えば、７５オームの同軸ケーブルが電力伝送に使用される場合、発生装置内部負荷値及び受信装置インピーダンス値の両方は、最適に７５オームであるべきか又は厳密に一致すべきである。そうでない場合、不一致の場合、伝送線上に高定在波が発生し、電力の送達が低減し、損失が増加する可能性がある。

【0028】

更なる実施例では、従来のＤＣ及び５０／６０ＨｚのＡＣケーブルは、電力の接続及び分配のためのユーティリティ電力方法を使用する。特に、従来のケーブルの一方の端部が電力に接続されている場合、ケーブルの対向端部も電力に接続されている。対照的に、本発明の概念の実施形態は、同軸ケーブルの端部にばね式付勢コネクタを使用し得る。典型的な高電圧ＡＣ又はＤＣ電力信号において、約１０ｋＨｚ～約５００ｋＨｚの範囲の周波数は、作業員に影響を与える可能性が低いが、ばね式付勢コネクタは、更なるレベルの予防策を提供する。特に、コネクタは、別のコネクタに接触する中心導体ピンがばね式付勢であり、コネクタがねじれて他のコネクタから接続解除されると、同軸ケーブルの中心導体から電気的に接続解除される、プッシュオン同軸ケーブルコネクタのタイプである。

【0029】

ばね式付勢コネクタは、他の状態では誘電体充填材料を含む同軸ケーブルの領域に位置するばねを含む。更に、電圧を調整することは、破損を識別することに応答して電圧を低減させることを含み得る。

【0030】

更に別の例では、従来的なＤＣ又はＡＣ配電では、伝送ケーブルを介して、最高で安全／許容される電圧を使用することができ、その後、配電ネットワークの遠端部にある、Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｍｏｄｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ（「ＳＭＰＳ」）を使用して、所望の特性を有する給電電圧を生成することができる。対照的に、本発明の概念の実施形態は、ＳＭＰＳの「チョッパ」部分を排除し得、したがってＳＭＰＳの複雑さ及びコストを低減し得る。伝送された電力信号は、すでに典型的なＳＭＰＳの「チョッパ」動作周波数の範囲内にあり得るため、受信側上で「ブリッジ」整流器を使用してから、ＳＭＰＳの残りの電圧調整段階を進めることで十分であり得る。

【0031】

本発明の概念の例示的な実施形態は、添付の図面を参照してより詳細に説明される。

【0032】

図１は、情報及び通信技術インフラストラクチャに対する増加するデータ接続ニーズを示す概略図である。図１に示すように、都市部又は郊外環境１００では、携帯電話ネットワーク事業者などの通信プロバイダは、中央オフィス１１０及びマクロセル基地局１２０を動作させ得る。加えて、通信プロバイダは、複数のスモールセル基地局１３０、Ｗｉ－Ｆｉアクセスポイント１４０、固定無線ノード１５０、アクティブキャビネット１６０（例えば、ファイバ用）、ＤＳＬ（例えば、Ｇ．ｆａｓｔ）流通点１７０、セキュリティカメラ１８０などを動作させ得る。図１はまた、携帯電話又は他の通信サービスが所望され得る、一戸建ての家１０２－Ａ、マルチユニット商業及び／又は住宅用建物１０２－Ｂ、及びオフィス／産業用建物１０２－Ｃを含む、複数の建物１０２を示している。

【0033】

図２は、本発明の概念の実施形態による、通信アクセスネットワークの機器２９０に電力を送達するように構成される、システム２００の概略ブロック図である。システム２００は、発電機と機器２９０との間に結合される同軸ケーブル２４５を含む。発電機は、ＤＣ電圧ＤＶを駆動部２２０に出力するように構成されたＤＣ電源２１０を含み得、駆動部２２０に結合され、約１０ｋＨｚ～約５００ｋＨｚの周波数を有するＡＣ電力ＡＰを出力するように構成されたＡＣ電源を更に含み得る。いくつかの実施形態では、ケーブル２４５は、７５オームのインピーダンスを有し得、これは共振変換器回路のインピーダンスなど、有利にＡＣ電源のインピーダンスと一致し得る。更に、ケーブル２４５は、機器２９０に向かってＡＣ電力ＡＰを送達するように構成され得る。

【0034】

システム２００のＡＣ電源は、駆動部２２０に結合されて、約１０ｋＨｚ～約５００ｋＨｚの周波数を有する信号を生成するように構成されている共振変換器２３０を備え得る。特に、共振変換器２３０は、ＤＣ電源２１０（駆動部２２０を介して）とケーブル２４５の第１の端部との間に連結され得る。したがって、共振変換器２３０は、約１０ｋＨｚ～約５００ｋＨｚの周波数でＡＣ電力ＡＰをケーブル２４５に供給することができる。一例として、共振変換器２３０は、約１０ｋＨｚ～約５００ｋＨｚのスイッチング周波数を含む１つ以上のスイッチングトランジスタ２３１、並びにスイッチングトランジスタ２３１に結合されて、約１０ｋＨｚ～約５００ｋＨｚの周波数で共振するように構成された１つ以上の共振器を含み得る。このように、共振変換器２３０は、超音波周波数発生器の一例であり得る。別の例として、スイッチング変換器（例えば、ハーフブリッジ変換器）をシステム２００のＡＣ電源として使用し得る。

【0035】

共振変換器２３０の少なくとも１つのコンデンサ及び少なくとも１つのコイルを含む共振回路などの共振器は、（方形波ではなく）正弦波振動を有し得、これは出力スペクトルの高調波を低減するのに役立つ場合がある。しかしながら、実施形態によっては、共振変換器２３０は、方形波振動を生成することができる。５０／６０Ｈｚの電源と比較して、より高い周波数のシステムのコンデンサは、はるかに小さくすることができる。大型電解コンデンサは、屋外機器の故障の主な原因となる傾向があり、これらは、システム２００などのより高い周波数の電力送達システムを使用することによって回避することができる。更に、共振変換器２３０は、いくつかの実施形態では、コンデンサ及びインダクタに加えて、トランスを備え得る。

【0036】

更に、共振変換器２３０などの電源／発電機は、連続波形（ＣＷ）信号を提供し得る。対照的に、従来的なアプローチは、発電機から信号を送信すること、その後、フィードバックを待つのを一時停止することを含み得る。本明細書の一部の実施形態では、システム２００は、発電機が送信するＣＷ信号の周波数で定在波変化モニタリングを使用することによって、発電機側から、一時停止することなく“聞く”ことができる。

【0037】

いくつかの実施形態では、共振変換器２３０によって提供されるＡＣ電力ＡＰは、２５０Ｖ以上のＡＣ電圧を含み得る。例えば、ＡＣ電力ＡＰは、約３００Ｖ～約１，０００ＶのＡＣ電圧を有し得る。更に、ケーブル２４５は、ケーブル２４５のインピーダンスに応じて、最大約６１ｋＷなど、約１０ｋＷの電力レベルでさえもＡＣ電力ＡＰを支持し得る。例として、比較的大きな断面（例えば、７／８インチ、１インチなど）を有するケーブル２４５を実装すると、損失を低減し、より高い電圧（及び従って約１０ｋＷを超える電力）を可能にし、誘電体／空気の絶縁破壊の可能性を低減することができる。したがって、ケーブル２４５は、５／８インチ、３／４インチ、７／８インチ、１インチ、又はより広いものなど、０．５インチよりも大きい総直径を有し得る。

【0038】

システム２００の電力コントローラ２５０は、共振変換器２３０を制御して、共振器が出力する電圧を変更するように構成され得る。具体的には、ＤＣ電源２１０から出力されるＤＣ電圧ＤＶは一定に保たれ得るが、電力コントローラ２５０は、共振変換器２３０から出力されるＡＣ電圧を調整することができる。更に、ＤＣ電源２１０は、いくつかの施形態では、システム２００から省略され得、及び／又はＡＣ電源で置き換えられ得る。更に、可変発振器２６０は、電力コントローラ２５０と駆動部２２０との間に結合され得る。

【0039】

システム２００は更に、ＡＣ電力ＡＰを機器２９０に供給されるＤＣ電力ＤＰに変換するように構成された電圧整流器２７０を含み得る。整流器２７０は、機器２９０とケーブル２４５の第２の端部との間に結合され得、電圧フィルタ及びレギュレータ２８０は、機器２９０と整流器２７０との間に結合され得る。ケーブル２４５の第１及び第２の端部は、対向端部であり得る。

【0040】

図２には１つの負荷（機器２９０）のみが示されているが、システム２００は、いくつかの実施形態では、同じケーブル２４５を介して複数の負荷に電力を送達し得る。例えば、負荷は全て、互いに近接し得（例えば、ＡＣ電力ＡＰの波長の約１／１０以内など）、所望のインピーダンス（例えば、７５オームのグループインピーダンス）を集合的に提供し得る。ケーブル２４５を通して伝送された後、ＡＣ電力ＡＰは、分割され、個々の負荷に送達され得る。

【0041】

いくつかの実施形態では、ファイバケーブルは、ケーブル２４５の第１の端部又は第２の端部に結合され得る。一例として、ケーブル２４５及びファイバケーブルは、機器２９０と発電機との間で結合され得る。代替的に、ケーブル２４５は、機器２９０に向かって別個の信号搬送ファイバに沿って延在する専用の同軸（すなわち、同軸のみ）ケーブルであり得る。

【0042】

システム２００の電力モニタ２４０は、共振変換器２３０とケーブル２４５の第１の端部との間に連結され得る。電力モニタ２４０は、共振変換器２３０がケーブル２４５に提供する信号の反射ＲＰを識別するように構成される。特に、反射されたＡＣ電力を含む，反射ＲＰは、ケーブル２４５を介して電力モニタ２４０に伝送される。反射ＲＰの電力モニタ２４０による識別に応答して、システム２００は、共振変換器２３０を制御して、それが出力するＡＣ電圧を調整し得る。

【0043】

伝送線システムでは、望ましくない反射を低減／防止するために、伝送及び受信インピーダンスを伝送線インピーダンスに一致させることが概して好ましい。電源では、インピーダンスの不一致は、利用可能な電力の全てが伝送線に結合されていないことを意味する。受信（負荷）側では、インピーダンスの不一致は、受信側に向けられた電力の一部が伝送線に反射されることを暗示する。結果として、電力は伝送線を通して、（ｉ）最初に送達元から負荷まで、及び（ｉｉ）その後、負荷から送達元へ反射されるフラクションの２回輸送される。この反射されるフラクションは（例えば、反射ＲＰ）は、電力伝送における望ましくない損失を増加させる。次に、電源が伝送線に良好によく一致しない場合、前述のフラクションのフラクションが再び反射され、その結果、再反射が生じる。しかしながら、負荷が良好に一致している場合、負荷では電力反射が発生せず、再反射も回避され得る。

【0044】

負荷インピーダンスの一致は、最も重要である場合があり、良好に一致した負荷は、必ずしも良好に一致ソースを必要としない場合がある。７５オームなどの、伝送線インピーダンスＺに対して、好ましい負荷インピーダンスはＺであり得る。これは、平均平方根（「ＲＭＳ」）電圧ＶＲが負荷に提示される場合、負荷は電力Ｐ＝Ｖ_Ｒ＾２／Ｚを消費しなければならないことを意味している。これは、電源（例えば、共振変換器２３０）が、電力Ｐ（伝送線及び変換損失を含む）を必要とする負荷のために、電圧が大きさＶ_Ｒ＝√（Ｐ＊Ｚ）で出力されるように、その出力電圧を調整することが好ましいことを意味する。この電圧が出力されない場合、反射（反射ＲＰなど）は概してシステム２００内に存在し得る。システム／電源は、好ましくは、出力電圧及び電流相及び振幅を監視する手段を有する。既知のインピーダンスＺについては、関係Ｖ_Ｒ＝Ｚ＊Ｉが保持されるべきであり、ここでＩは電流である。電力コントローラ２５０は、この要件を満たすために、電源からの出力電圧を調整できる。例えば、フィードバックループ（例えば、電力モニタ２４０及び電力コントローラ２５０を含む）は、（ｉ）電源からの出力電流及び出力電圧を監視し、（ｉｉ）これらを予想されるインピーダンスＺと比較することができる。電力コントローラ２５０は、次に、出力電圧（例えば、Ｖ_Ｒ）を調整して、式Ｖ_Ｒ＝Ｚ＊Ｉの誤差を低減／最小化することができる。

【0045】

いくつかの実施形態では、電源はまた、伝送線のあるセクションにおける電力輸送の方向を判定することができる。例えば、電源は、方向連結器又はその機能を実行する電子実装などの既知の手段を用いて、電力輸送の方向を判定することができる。

【0046】

伝送線に沿った複数の負荷について、インピーダンスの不一致は、伝送線がインピーダンスＺで継続し、負荷が接続されている点で、追加の並列負荷インピーダンスが存在するため、各負荷位置に暗黙的に／固有に存在し得る。この不一致は、コンデンサ、インダクタ、変圧器、又は電子手段を含む一致するネットワークで修正することができる。しかし、注意すべきは、伝送線上の高周波電力信号の波長の１／８内に負荷が位置付けられる場合、これらは概してまとめて、単一の負荷として効果的に作用し、電源での電圧制御が反射を低減するのに十分である、という点である。したがって、透過線に沿って波長の１／８（又は１／４以内であっても）の距離内に負荷を配置することが有利であり得る。

【0047】

更に、電源及び負荷は、いくつかの実施形態では、電源が負荷によってどのような電力が必要とされるかを知るように通信し得る。例えば、有線又は無線通信ネットワークへのエンドユーザのアクセスを提供し得る機器２９０などの負荷は、スモールセル基地局１３０（図１）、Ｗｉ－Ｆｉアクセスポイント１４０（図１）、又はアクティブキャビネット１６０（図１）などの、屋外機器を備え得る。更に、機器２９０は、いくつかの実施形態では、その電力需要に関してシステム２００と通信し得る。一例として、機器２９０は、電力需要を示す信号ＤＭＤを電力コントローラ２５０に伝送し得、電力コントローラ２５０は次に、共振変換器２３０に、それが出力するＡＣ電圧（及び／又は電流）を調整するように指示し得る。

【0048】

図３Ａは、同軸ケーブル２４５の長手方向寸法に沿った断面図である。特に、図３Ａは、ケーブル２４５の端部での最後の数インチの長さを示す。図３Ａにおいて示されるように、ケーブル２４５の端部は、ばね３４０を含む。ばね３４０は、ケーブル２４５の中心導体３１０の端部３１０Ｅに面する端部３５０Ｅを有する中心導体ピン３５０の周りに円周方向に延在し得る。ばね３４０及びピン３５０は、一緒に動くように構成され得る。ばね３４０を圧縮することによって、ピン３５０の端部３５０Ｅは、中心導体３１０の端部３１０Ｅに電気的に接続され得る。逆に、ばね３４０を弛緩させることによって、ピン３５０の端部３５０Ｅは、中心導体３１０の端部３１０Ｅから電気的に接続解除され得る。例えば、端部３１０Ｅ及び３５０Ｅは、ばね３４０が圧縮又は弛緩されているかどうかに基づいて、互いに物理的に接触している状態及び接触しない状態になり得、それゆえ、本明細書では「接触」と称され得る。

【0049】

誘電体材料３５６は、端部３５０Ｅと対向端部３５０ＥＦとの間にあるピン３５０の中央部分を囲み得る。更に、誘電体ピストン３５７は、ピストン３５７がケーブル２４５の長手方向寸法に沿ってピン３５０と一緒に動くように、ピン３５０（例えば、その誘電体材料３５６）に接続され得る。

【0050】

いくつかの実施形態では、端部３１０Ｅ及び３５０Ｅは、その上にそれぞれのアーク抑制材料（例えば、コーティング）３１５及び３５５を有し得る。材料３１５及び３５５はそれぞれ、中心導体３１０の材料とは異なる材料を含み得る。例えば、材料３１５及び３５５はそれぞれタングステンを含み得、中心導体３１０（及び／又はピン３５０）は銅、金、又は銀を含み得る。材料３１５及び３５５の非存在下で、ケーブル２４５が通電電力に接続されている場合、端部３１０Ｅ及び３５０Ｅが互いに接触すると、スパークが発生する場合がある。ばね３４０の特性（例えば、誘電体ばねである場合）は、端部３１０Ｅ及び３５０Ｅを含むケーブル２４５のセクションの他の態様とともに、そのセクションのインピーダンスに影響を与え得、かつケーブル２４５の特性インピーダンスと、そのセクションについての静電容量に対するインダクタンスの比の同じ平方根を有するようにそのセクションについて選択／最適化され得る。

【0051】

ばね３４０に関して、様々な変更が可能である。１つは、ばね３４０をケーブル２４５の外側シェルに移動させることであり、その場合、ばね３４０は金属であり得る。更に、内側誘電体ばね又は外側金属ばねのいずれかに適用可能な別のオプションは、ケーブル２４５内のピン３５０の移動のための予備張力作用を有することである。例えば、接続がケーブル２４５と行われ、端部３１０Ｅ及び３５０Ｅが互いに約１／４インチ離れているとき、ばね３４０内の予備張力は、スナップ／リリースして、端部３１０Ｅ及び３５０Ｅを、バヨネット機構上の手生成の動きによって提供される速度よりもはるかに高速で互いに接近するように推進することができる。このより速い速度は、端部３１０Ｅ及び３５０Ｅが互いに接触するときに、アーク放電を低減するのに役立つ場合がある。

【0052】

コネクタ３６０は、ケーブル２４５の端部にあり得る。特に、コネクタ３６０は、端部３５０Ｅ及び／又は端部３１０Ｅの周りに円周方向に延在し得る。例えば、コネクタ３６０は、Ｂａｙｏｎｅｔ Ｎｅｉｌｌ－Ｃｏｎｃｅｌｍａｎ（「ＢＮＣ」）コネクタなどのバヨネットコネクタであり得る。バヨネットコネクタを接続するためのステップには、以下が含まれ得る。第１に、雄バヨネットコネクタの初期位置が、その外側に２つ以上の「係合ピン」を有する、雌コネクタ３４５（図３Ｂ）の外側（例えば、間隔を置いて）であり得る。第２に、雌コネクタ３４５の係合ピンは、雄バヨネットコネクタの外側金属シェルの内部側壁上にある２つの相互開口／スライドに、放射状へ字角に整列され得る。第３に、ケーブル側／雄バヨネットコネクタは、ばね３４０を圧縮／装填するために、それらの開口部／スライドに沿って押し出され得る。第４に、雄バヨネットコネクタ及び雌側の係合ピンが「スライド」を進むにつれて、スライド自体がねじれを含み、雄バヨネットコネクタの外側金属シェルの対向内部側面の雄側「係合スロット」（例えば、ノッチ）に到着する、静止／ねじれ位置で終了する。この静止／ねじれ位置を、図３Ｃに示す。更に、いくつかの実施形態では、ＢＮＣ型バヨネットは、ピンの挿入とともに作動することができ、バヨネットは保持力を提供することができる。

【0053】

ケーブル２４５はまた、半径方向で、ケーブル２４５の中心導体３１０と導電性シールド３３０との間にある内側誘電体絶縁体３２０を含む。いくつかの実施形態では、絶縁体３２０の上のケーブル２４５の直径（すなわち、外側エッジの間）は、約１．３センチメートル（「ｃｍ」）であり得、中心導体３１０の直径は約０．３センチメートルであり得る。更に、絶縁体３２０は、その誘電体としてポリエチレンを含み得、それゆえ、約２００キロボルト（「ｋＶ」）／ｃｍの破壊電圧をケーブル２４５に提供することができる。中心導体３１０の端部３１０Ｅは、絶縁体３２０の端部３２０Ｅを超えて、ピン３５０に向かって長手方向に突出し得る。更に、導電性シールド３３０及び／又はコネクタ３６０（導電性シールド３３０に電気的に接続されている）は、端部３１０Ｅ及び端部３５０Ｅの周りに円周方向に延在し得る。

【0054】

ケーブル２４５の製造は、絶縁体３２０のセクションを、ケーブル２４５の端部で露出された中心導体３１０（及びいくつかの実施形態では、導電性シールド３３０）を残しながら、ケーブル２４５の端部に空洞を提供するように除去／被覆することを含み得る。次いで、中心導体３１０は、絶縁体３２０の端部３２０Ｅを超えて、ある一定の長さまでクリップダウンされ得る。次に、ばね３４０、ピストン３５７、及びピン３５０などの内側構成要素を空洞内に押し込むことができ、コネクタ３６０を押し付け／ねじ締結することができる。

【0055】

いくつかの実施形態では、ばね３４０は、有利には、ばね３４０を介して中心導体３１０とピン３５０との間の偶発的な電気的接続を妨げる誘電体ばねである。他の実施形態では、ばね３４０は、偶発的な電気的接続のリスクを増加させる場合があるが、誘電体ばねよりも弾性などのばね特性が優れている場合がある、金属ばねである。

【0056】

図３Ｂは、隣接する雌コネクタ３４５から取り離される、図３Ａの同軸ケーブル２４５を示す概略断面図である。図３Ｂに示すように、ばね３４０（図３Ａ）は、ケーブル２４５がコネクタ３４５から接続解除されたときに、自然に弛緩状態３４０Ｒを有する。また、図３Ｂに示すのは、その中にピストン３５７がケーブル２４５の長手方向寸法に沿って滑動できる誘電体ピストン３５８である。ピストン３５８は、長手方向寸法に沿って固定され得る。しかしながら、いくつかの実施形態では、長手方向寸法に沿ったその固定位置内で円筒として回転し得る。こうした回転は、ピン３５０が押し込まれる、及び／又はコネクタ３６０（図３Ａ）のバヨネット機構が回転されるように、ピストン３５７がピストン３５８を過ぎて滑動すると、摩擦を低減するのに役立ち得る。

【0057】

図３Ｃは、図３Ｂの隣接する雌コネクタ３４５に接続された図３Ａの同軸ケーブル２４５を示す断面図である。特に、ピン３５０（図３Ａ）の端部３５０ＥＦ（図３Ｂ）が、コネクタ３４５と電気的接続（例えば、物理的接触）されている。結果として、ケーブル２４５のばね３４０（図３Ａ）は、圧縮状態３４０Ｃに押し込まれており、ピン３５０の端部３５０Ｅ（図３Ａ）は、中心導体３１０の端部３１０Ｅ（図３Ａ）と電気的接続されている。したがって、圧縮状態３４０Ｃにおけるばね３４０を有するケーブル２４５は、ＡＣ電力ＡＰ（図２）をコネクタ３４５に伝送するか、又はコネクタ３４５からＡＣ電力ＡＰを受信することができる。対照的に、弛緩状態３４０Ｒ（図３Ｂ）におけるばね３４０を有するケーブル２４５は、コネクタ３４５との間でのＡＣ電力ＡＰの伝送又は受電を妨げ得る。

【0058】

ピン３５０が押し込まれ、コネクタ３６０のバヨネット部品（図３Ａ）が係合されると、ばね３４０の自由移動は、ばね３４０が端部３１０Ｅと３５０Ｅとの間の接触を確立するために十分に圧縮されるようなものである。ばね３４０を収容／取り囲むピストン３５７、３５８は、互いによって／沿って自由に滑動し得、それゆえに、端部３１０Ｅ、３５０Ｅが物理的に互いに接触している点まで、規則正しいばね３４０の圧縮を可能／更に容易にすることができる。

【0059】

いくつかの実施形態では、ピストン３５７、３５８の内側にある「内側ばね」であり得るばね３４０は、コネクタ３６０が含む／周囲を囲む唯一のばねであり得る。ばね３４０の移動距離は、コネクタ３６０の外側金属シェル上の「係合ピン／スロット」の特定の位置とともに、端部３５０Ｅが端部３１０Ｅ（例えば、その上の材料３１５）に接触及び押圧することの「接続圧力／力」を判定することができる。他の実施形態では、コネクタ３６０の外側金属シェルは、追加のばね装填を有し得る。更に、接触を確立するバヨネット係合／中心導体の動作／特徴は、様々な形態で実施することができ、本明細書に提供される実施例に限定されない。

【0060】

図３Ｄは、本発明の概念のいくつかの実施形態による誘電体（例えば、プラスチック）環状リング３５１を有する図３Ａの同軸ケーブル２４５を示す断面図である。リング３５１は、ばね３４０と中心導体３１０の端部３１０Ｅとの間にある。したがって、ばね３４０が金属ばねである実施形態では、リング３５１は、ばね３４０と中心導体３１０との間の電気的接続を妨げ得、それゆえ、本明細書では「スペーサ」と称され得る。リング３５１の中心は、ばね３４０が圧縮されたときにピン３５０がそれを通って延在するのに十分な幅の固定直径を有する開口部３５１Ｇを有し得る。更に、いくつかの実施形態では、リング３５１は、ばね３４０の内側にある誘電体シリンダの一部（例えば、端部）であり得る。

【0061】

図３Ｅは、本発明の概念の他の実施形態による後退可能な移動可能な誘電体（例えば、プラスチック）ストッパ３５２／３５４を有する図３Ａの同軸ケーブル２４５を示す断面図である。特に、リング３５１（図３Ｄ）の開口部３５１Ｇ（図３Ｄ）の固定直径とは違って、ストッパ３５２／３５４の第１の誘電体部分３５２とストッパ３５２／３５４の第２の誘電体部分３５４との間のギャップ３５３は、部分３５２、３５４の少なくとも１つが移動可能／後退可能であるため、調整可能な直径を有する。例えば、部分３５２、３５４は、それぞれ、コネクタ３６０が回転するときに移動する物理的リンク３６１、３６２に接続され得る。一例として、部分３５２、３５４は、リンク３６１、３６２の移動を介して、ピストン３５８（図３Ｂ）の中央部分からピストン３５８の対向側壁に向かって後退され得る。部分３５２、３５４を互いから離れて後退することによって、ギャップ３５３は、ばね３４０が圧縮されたときに、ピン３５０がそれを通って延在するように十分に幅で開放され得る。

【0062】

図３Ｆは、中心導体３１０（図３Ａ）の端部３１０Ｅとピン３５０の端部３５０Ｅとの間で再配置される、図３Ｅの移動可能な誘電体ストッパ３５２／３５４を示す断面図である。ばね３４０がピン３５０の周囲の周りに延在することによって、ピン３５０はばね式付勢ピンであり得る。例えば、部分３５２、３５４は、ピストン３５８の対向側壁から（図３Ｂ）、リンク３６１、３６２の動きに応答して、ピストン３５８の中央部分に向かって、横方向に移動することができる。部分３５２、３５４を互いにより近くに配置することによって、ギャップ３５３（図３Ｅ）は、ケーブル２４５を保持する人がピン３５０を手で押すときなど、ばね３４０が圧縮されたときにピン３５０がそこを通って偶発的に延在するのを防止するように十分に狭くすることができる。

【0063】

更に、二つの別個の部分３５２、３５４を有すると示されているが、ストッパ３５２／３５４は、コネクタ３６０が回転するときに、ピン３５０の経路の内／外で（例えば、ケーブル２４５の長手方向軸の周りに）回転するノッチ／開口部を有する単一の誘電体部分（例えば、誘電体ディスク）を代替的に備え得る。したがって、単一の誘電体部分は、（ａ）誘電体材料でピン３５０を遮断すること、又は（ｂ）コネクタ３６０の回転に応答してノッチ／開口部がどこで回転するかに応じて、ピン３５０がノッチ／開口部を通過することを可能にすること、のいずれかを行うことができる。

【0064】

ケーブル２４５は、同軸ケーブルであり得、１９０Ｖよりも高い電圧をサポートし得るため、従来のケーブルよりも大幅に高い電力を送達することができる。ケーブル２４５の破壊電圧は、最終的に、ケーブル２４５がサポートすることができる最大電力負荷を判定し得る。例えば、ケーブル２４５は、破壊電圧値１，７４７Ｖ ＲＭＳを有し得、これは、７５オームのインピーダンスで約４０ｋＷ、５０オームで約６１ｋＷの最大電力処理をサポートすることができる。したがって、ケーブル２４５は、９０Ｖ又は１９０Ｖの電圧を使用する従来のケーブルよりも著しく高い電力を送達することができる。

【0065】

図４Ａは、図２の電力コントローラ２５０のブロック図である。電力コントローラ２５０は、プロセッサＰ及びメモリＭ、並びにデジタル－アナログ変換器ＤＡＣを含み得る。電力コントローラ２５０はまた、表示画面ＤＳ、マウスＭＥ、キーボード（又はキーパッド）Ｋ、及び／又はスピーカＳＰなどの、インターフェースＮ及び入力／出力インターフェースを含み得る。更に、電力コントローラ２５０及び／又は電力モニタ２４０（図２）は、少なくとも１つの電流センサ、電圧センサ、及び／又はアナログ－デジタル（ＡＤＣ）変換器を含み得る。

【0066】

プロセッサＰは、デジタル－アナログ変換器ＤＡＣに結合され得る。プロセッサＰはまた、有線及び／又は無線インターフェースを含み得るインターフェースＮに結合され得る。プロセッサＰは、ネットワーク機器２９０（図２）、電力モニタ２４０、可変発振器２６０（図２）、及び／又は共振変換器２３０（図２）と、インターフェースＮを介して通信するように構成され得る。例えば、インターフェースＮは、携帯電話回路又はＷｉ－Ｆｉ回路及び／又はＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）回路などの短距離無線通信回路を含み得る。更に、インターフェースＮは、有線（例えば、イーサネット）ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）インターフェース、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インターフェース、又はシリアルインターフェースなどの有線インターフェースを含み得る。いくつかの実施形態では、インターフェースＮは、インターネット又は他の電源又は電力負荷へのデータインターフェースを含み得る。

【0067】

そのデジタル－アナログ変換器ＤＡＣの出力を調整することによって、電力コントローラ２５０は、（ａ）第１のＡＣ電圧から（ｂ）異なる、第２のＡＣ電圧（すなわち、より高い又は低い電圧／周波数を有する）への共振変換器２３０（又は別のＡＣ電源）の出力の調整を制御できる。例えば、プロセッサＰは、電力モニタ回路からのフィードバックに応答して、デジタル－アナログ変換器ＤＡＣの出力を調整するように構成されるマイクロコントローラを備え得る。例として、電力モニタ２４０は、ＡＣ電力ＡＰ（図２）の反射ＲＰ（図２）の検出に応答して電力コントローラ２５０へフィードバックを提供することができる。デジタル－アナログ変換器ＤＡＣの出力は、電圧制御された発振器（例えば、可変発振器２６０）の入力を駆動し、これは、共振変換器回路（例えば、共振変換器２３０）内の１つ以上のスイッチングトランジスタ（図２）２３１を駆動する。トランジスタ２３１のスイッチング周波数は、共振変換器回路の出力電圧を設定する。他の実施形態では、フィールドプログラマブルゲートアレイ（「ＦＰＧＡ」）又は複雑なプログラマブル論理デバイス（「ＣＰＬＤ」）などのプログラマブル論理によるパルス幅制御又は制御によって、トランジスタ２３１のスイッチング信号を生成し得る。

【0068】

図４Ｂは、図４Ａの電力コントローラ２５０において使用され得る例示のプロセッサＰ及びメモリＭの詳細を示すブロック図である。プロセッサＰは、アドレス／データバスＢを介してメモリＭと通信する。プロセッサＰは、例えば、市販又はカスタムマイクロプロセッサであり得る。更に、プロセッサＰは、複数のプロセッサを含み得る。メモリＭは、非一時的コンピュータ可読記憶媒体であり得、本明細書に記述される電力コントローラ２５０の様々な機能を実施するために使用されるソフトウェア及びデータを含むメモリデバイスの全体的な階層を表し得る。メモリＭには、以下に限定されないが、以下のタイプのデバイス、キャッシュ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュ、静的ＲＡＭ（「ＳＲＡＭ」）、及び動的ＲＡＭ（「ＤＲＡＭ」）が含まれ得る。

【0069】

図４Ｂに示すように、メモリＭは、コンピュータ可読プログラムコードＰＣ及び／又はオペレーティングシステムＯＳなど、様々なカテゴリのソフトウェア及びデータを保持し得る。オペレーティングシステムＯＳは、電力コントローラ２５０の動作を制御する。特に、オペレーティングシステムＯＳは、電力コントローラ２５０のリソースを管理し得る、プロセッサＰによる様々なプログラムの実行を調整し得る。例えば、コンピュータ可読プログラムコードＰＣは、電力コントローラ２５０のプロセッサＰによって実行されたとき、プロセッサＰに、図５Ａのフローチャートのブロック５４０に示される動作を制御させる。

【0070】

図５Ａ～５Ｄは、本発明の概念の実施形態による、通信アクセスネットワークの機器２９０（図２）に電力を送達する動作を示すフローチャートである。図５Ａに示すように、動作は、機器２９０と電力モニタ２４０（図２）との間に結合されている同軸ケーブル２４５（図２）を介して伝送される約１０ｋＨｚ～約５００ｋＨｚの周波数を有するＡＣ電力信号を生成すること（ブロック５２０）を含み得る。例えば、信号は、共鳴変換器２３０（図２）によって生成され、ケーブル２４５を介して電圧整流器２７０（図２）に伝送されるＡＣ電力ＡＰ（図２）を含み得る。

【0071】

その後、電力モニタ２４０は、ＡＣ電力信号の反射ＲＰ（図２）を識別（すなわち、検出（ブロック５３０））し得る。具体的には、反射ＲＰは、ケーブル２４５を介して電力モニタ２４０に提供され得る。反射ＲＰの識別に応答して、電力コントローラ２５０（図２）は、共振変換器２３０を制御して、ＡＣ電力信号の電圧（及び／又は電流）を調整する（ブロック５４０）ことができる。

【0072】

ばね式付勢ピン３５０（図３Ａ）は、ケーブル２４５の端部で、電力モニタ２４０又は電圧整流器２７０に電気的に接続され得る。特に、ばね３４０（図３Ａ）をケーブル２４５の端部で圧縮することによって、ケーブル２４５を電力モニタ２４０のコネクタ３４５（図３Ｂ）又は電圧整流器２７０に取り付けるとき、ピン３５０の端部３５０Ｅ（図３Ａ）は、ケーブル２４５の中心導体３１０（図３Ａ）の端部３１０Ｅ（図３Ａ）に電気的に接続され得る（ブロック５１０）。結果として、中心導体３１０は、電力モニタ２４０又は電圧整流器２７０に電気的に接続することができ、それゆえ、ケーブル２４５は、ＡＣ電力ＡＰを電圧整流器２７０に伝送することができる。次に、ＤＣ電力ＤＰ（図２）を電圧整流器２７０から機器２９０に供給することができる。

【0073】

図５Ａは、ＡＣ電力信号がケーブル２４５を介して伝送される前に、ピン３５０を中心導体３１０に接続することを図示しているが、この順序は、いくつかの実施形態では、逆転し得る。例えば、ケーブル２４５の対向端部は、ピン３５０が中心導体３１０に接続する前に、すでにＡＣ電力ＡＰに結合され得る。更に、ピン３５０は、その後、中心導体３１０から接続解除され得る（ブロック５５０）。反射ＲＰ（図２）の検出に応答して、電力モニタ２４０（図２）はまた、ケーブル２４５の破損に関する情報など、システム２００（図２）の状態についての情報を識別／提供することができ、その後、反射ＲＰの存在は、出力ＡＣ電力ＡＰをより低い、より安全なレベルに低減することをもたらすことができる。例として、反射監視の動作は、測定された反射値／係数を時間領域反射計（「ＴＤＲ」）タイプの監視情報に変換して、ケーブル２４５における破損／不連続性（又は他の損傷）がどれほど遠く（例えば、電力モニタ２４０から）あるかを判定することを含み得る。一部の実施形態では、ＴＤＲ検査は、正確な損傷点を見つけるために、ＲＦ信号の電気的特性（例えば、電力モニタ２４０におけるその反射の電気的特性）を測定し得る。

【0074】

他の実施形態では、ばね式付勢ピン３５０を使用する代わりに、中心導体３１０の端部３１０Ｅへのアクセスを遮断する誘電体カバーを使用することができる。ケーブル２４５を嵌合コネクタ（例えば、コネクタ３４５）に挿入することによってのみ、端部３１０Ｅが嵌合コネクタに結合され得るように、カバーを外に移動させることができる（例えば、物理的に接触する）。

【0075】

図５Ｂを参照すると、ピン３５０を中心導体３１０に接続する動作（ブロック５１０）は、ケーブル２４５の端部上のコネクタ３６０（図３Ａ）を回転させること（ブロック５１０Ａ）を含み得る。例えば、コネクタ３６０は、回転可能なバヨネットコネクタを含み得る。いくつかの実施形態では、ケーブル２４５は、移動可能な誘電体ストッパ３５２／３５４（図３Ｅ）を、コネクタ３６０を回転させることに応答して後退することができる（ブロック５１０Ｂ）。次に、ピン３５０は、ストッパ３５２／３５４のギャップ３５３（図３Ｅ）を通して押されて（ブロック５１０Ｃ）、中心導体３１０と物理的に接触する。

【0076】

図５Ｃを参照すると、ピン３５０を中心導体３１０から接続解除する動作（ブロック５５０）は、コネクタ３６０を回転させること（ブロック５５０Ａ）を含み得る。例えば、ピン３５０は、コネクタ３６０を回転させることに応答して、中心導体３１０から離れて、ストッパ３５２／３５４のギャップ３５３を通して後退され得る（ブロック５５０Ｂ）。次いで、図３Ｆに示すように、ストッパ３５２／３５４は、ギャップ３５３において再位置決め／拡張され得る（ブロック５５０Ｃ）。

【0077】

図５Ｄを参照すると、共振変換器２３０を含むシステム２００（図２）は、電力需要ＤＭＤ（図２）に関し機器２９０と通信することができる（ブロック５１５）。例えば、機器２９０は、その需要ＤＭＤの表示を電力コントローラ２５０に伝送し得る。更に、いくつかの実施形態では、システム２００は、機器２９０にピングして、需要ＤＭＤの表示を要求することができる。例えば、システム２００は、ピン３５０を中心導体３１０に接続した後、ケーブル２４５を介して機器２９０にピングし得る。

【0078】

本発明の概念の実施形態による、同軸ケーブル２４５（図２）を使用して、約１０ｋＨｚ～約５００ｋＨｚの範囲の周波数の電力をネットワーク機器２９０（図２）に送達するシステム２００（図２）は、多くの利点を提供し得る。これらの利点には、安全性の増加が含まれ得、このような周波数は、人を衝撃／殺す可能性を低減することができるからである。いくつかの実施形態では、ケーブル２４５は、中心導体３１０（図３Ａ）との電気的接続を行い、かつ遮断するために、ばね式付勢ピン３５０（図３Ａ）を使用することによって、安全性を更に増加させ得る。更に、ケーブル２４５は、電線ペアを含むケーブルではなく同軸ケーブルであるため、ケーブル２４５は有利に、コスト及び信号漏れを低減し得る。高周波数では他の点で漏れが問題となることがあり、同軸ケーブルよりも概してより高価な金属を使用する電線ペアのコストが非常に高い場合がある。

【0079】

いくつかの実施形態では、システム２００は、電源（例えば、共鳴変換器２３０（図２）に隣接している）で、電力モニタ２４０（図２）を使用するなどして、電源に向かって電力が反射されているかどうかを有利に監視することができる。したがって、システム２００は、監視に応答して、電源における電力信号の電圧（及び電流）を調整／変調することができ、それによって、電源と負荷との間のインピーダンス一致を達成することができる。

【0080】

本発明の概念は、添付図面を参照して上述されている。本発明の概念は、図示した実施形態に限定されない。むしろ、これらの実施形態は、本発明の概念を、当業者に十分かつ完全に開示することを意図している。図面では、同様の番号は、全体を通じて同様の要素を指す。一部の構成要素の厚さ及び寸法は、明確化のために誇張されている場合がある。

【0081】

図に例示されるように、１つの要素又は特徴の別の要素又は特徴との関係を説明するために、本明細書の記述を容易にするように、空間的に相対的な用語、例えば、「下」、「下方」、「下部」、「上」、「上方」、「上部」、「底部」、及びこれに類するものが本明細書で使用され得る。空間的に相対的な用語は、図に示される配向に加えて、使用中又は動作中のデバイスの異なる配向を包含することが意図されることが理解されるであろう。例えば、図中のデバイスが裏返されると、他の要素又は特徴の「下」又は「下方」として記述された要素は、他の要素又は特徴の「上」に配向される。したがって、「下」という例示的な用語は、上及び下の配向の両方を包含することができる。デバイスは、他の状態で配向され得（９０度回転又は他の配向で）、本明細書で使用される空間的に相対的な記述子が相応じて解釈され得る。

【0082】

本明細書において、「取り付けられる」、「接続される」、「相互接続される」、「接触する」、「装着される」などという用語は、別段の記載がない限り、素子間の直接的又は間接的な取り付け又は接触を意味する。

【0083】

周知の機能又は構造は、簡潔さ及び／又は明確さのために詳細に記載されていない場合がある。本明細書で使用される場合、「及び／又は」という表現は、関連する列挙された項目のうちの１つ以上のありとあらゆる組み合わせを含む。

【0084】

本明細書で使用される用語は、特定の実施形態のみを説明する目的のためのものに過ぎず、本発明の概念を限定することを意図するものではない。本明細書で使用された場合、「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」及び「その（ｔｈｅ）」という単数形は、そうでないことを文脈が明確に示していない限り、複数形も含むことが意図されている。更に、本明細書で使用されるとき、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、及び／又は「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語は、記載された特徴、動作、要素、及び／又は構成要素の存在を特定するが、１つ以上の他の特徴、動作、要素、構成要素、及び／又はそれらのグループの存在又は追加を妨げないことが更に理解されるであろう。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図3E】

【図3F】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【国際調査報告】