概要 RVMX 電波による電力伝送シュミレーション(α版)の紹介です。
無線による電力伝送はいろいろあります、電磁誘導・磁界共振・電波による方法など。
電磁誘導によるものはSUICAなどに使われていて非常に近距離です、また磁界共振はEVの非接触充電に利用されています、これも近距離用です。
電波による方法は遠距離伝送が可能で、宇宙空間での太陽光発電を地球へ送電なども考えられています、
またドローンなどに電波で給電し長時間の飛行を実現し災害時の中継器として使えないかと考えています。
総務省も920M・2.4G・5.7G帯で検討しているみたいです。
RVMXではこの電波による電力伝送のシュミレーションを開発中です、動作は不完全ですが、概要紹介用に公開しました。
本来別ソフトですが、サンプルとして回線設計より参考で利用出来るようにしました。
RVMX 電波による電力伝送シュミレーション(α版)に太陽光発電衛星よりの機能及びGoogleEarth・地図表示を追加を付加しています。
回線設計の2023年版以降で動作とする予定です。
１．利用方法
回線設計とは直接関係機能の為、サンプルソフト提供機能より提供します。
２．基本操作説明
・初期画面
-1.送電側設定 送電側の条件の設定
a.位置情報 送電側の緯度経度及び高度
a-1.経度 〃 の経度
a-2.緯度 〃 の緯度
a-3.標高 〃 の空中線海抜高m
a-4.地図ボタン 地図上より位置を指定できます。
新しい位置でマウスでダブルクリックでその一の緯度経度を取得します
b.空中線 送電側空中線の設定
b-1.設定ボタン 〃 のフェイズドアレイ空中線の設定
詳細はRVMX フェイズドアレイ空中線シュミレーション(α版)参考機能を参照
b-2.方向自動 現在は自動で固定(常に目的方向を向いている)
実際には相手側よりパイロット信号を受信して、方位仰角を求めて制御
b-3.空中線系損失 ケーブル・機器などによる付加損失
b-4.水平角 現在は自動で固定の為無視されます。
b-4.チルト 〃
c.確定ボタン 設定を確定します。
d.キャンセルボタン 〃 中止します。
-2.受電側設定 受電側の条件の設定
a.位置情報 送電側の緯度経度及び高度
a-1.経度 〃 の経度
a-2.緯度 〃 の緯度
a-3.標高 〃 の空中線海抜高m
a-4.地図ボタン 地図上より位置を指定できます。
新しい位置でマウスでダブルクリックでその一の緯度経度を取得します<
b.空中線 受電側空中線(レクテナ)の設定
b-1.設定ボタン 〃 のフェイズドアレイ空中線の設定
詳細はRVMX フェイズドアレイ空中線シュミレーション(α版)参考機能を参照
b-2.方向自動 現在は自動で固定(常に目的方向を向いている)
実際には相手側よりパイロット信号を受信して、方位仰角を求めて制御
b-3.空中線系損失 ケーブル・機器などによる付加損失
b-4.水平角 現在は自動で固定の為無視されます。
b-4.チルト 〃
c.確定ボタン 設定を確定します。
d.キャンセルボタン 〃 中止します。
-3.要求受信電力 希望する受信電力、0の時は設定なしとします。
-4.無線条件 基本的な無線条件を設定します。
a.周波数(GHz) 使用する周波数(GHz)、総務省では920M・2.4G・5.7G帯を想定しているみたいです。
周波数が低いとフェイズドアレイ空中線のサイズが大きくなります、また10Gを超えると降雨による減衰も考慮が必要となります。
b.送信出力(W) 送信する無線機の出力
c.K 地球の等価倍率（電波は空気中を進むとき地表に沿って曲がることを考慮する係数）
-5.計算ボタン シュミレーション開始
-6.終了 本ソフトの停止
・プルダウンメニュー
-1.システム
a.ファイル
a-1.読み込み データを読み込み、mobil4=すべてが含まれ,mobil=サービスエリアのみ
a-2.保存 現在のデータを保存(mobil4)、サービスエリア+障害物データ+計算結果
b.終了 ソフトの終了
-2.Help
a.説明 本説明
b.バージョン バージョン表示
３．シュミレーション結果
・条件
-1.送信電力 送信機の出力
-1-1.動的シュミレーション 動的に送信電力を変更します
-2.周波数(GHz) 使用周波数(GHz)
-2-1.動的シュミレーション 動的に周波数を変更します
-3.距離 送受間の距離
-3-1.動的シュミレーション 動的に距離を変更します
-4.送信空中線利得(dB) 送信側の空中線利得(dB)、但し周波数によりアレイ間は波長の1/2に自動的に設定されます
-4-1.動的シュミレーション 動的に送信側の空中線のアレイ数を変更します
-5.受信空中線利得(dB) 受信側の空中線利得(dB)、但し周波数によりアレイ間は波長の1/2に自動的に設定されます
-5-1.動的シュミレーション 動的に受信側の空中線のアレイ数を変更します
・計算結果
-6.自由空間損失(dB) 送受間の自由空間損失
-7.ビーム損失(dB) 送受間のビーム損失(指向性を絞りビームかしている為、受信空中線の有効面積に対してビームが大きすぎや小さすぎにより出る損失)
-8.受信電力 受信電力(W)
(dbm) 受信電力(dBm)
-9.メータ チェックでメータ表示をします。
・グラフ 空中線の方向自動が有効な時に機能します。
-10.X軸
距離と周波数が切り替えられます。
-11.Y軸(dBm) Y軸をdBmとします、OFFの時はW
-12.作図ボタン グラフ作成開始
-13.終了ボタン 画面を閉じます。
４．結果例
-1.距離-受信出力のグラフ例
W
dBm
-2.周波数-受信出力のグラフ例
W
dBm
５．その他
-1.本シュミレーションは開発中で、結果に関しては参考です。
-2.空中線はRVMXフェイズドアレイ空中線クラスの機能を使っていますが、これも開発中の為利得は参考値となります。
-3.電波による電力伝送は、使われている周波数が通信と同じであるため、通信への妨害が無いようにする必要がある、
送信の指向性はできる限り狭帯域とし、必要でない方向への放射を控えるとともに、サイドローブを抑える必要があります、
空中線のアレイ数を増やして目的の機能を実現しています。
-4.受電側のレクテナは空中線とダイオードを組み合わせたもので、空中線出力を直接整流し直流として電力を取り出します。
又、そのダイオードは高周波特性と電力取り出しの為耐圧・高電流の特性が要求されます、構成はブリッジとなると思います。
６．関連操作説明
-1.RVMX フェイズドアレイ空中線シュミレーション(α版)参考機能
-2.RVMX 電波による電力伝送シュミレーション(α版)に太陽光発電衛星よりの機能を追加
注意：
.Net Framework4.5以上がインストールされている必要が有ります。
現在開発中で、完成予定は未定です。
本ソフトは、回線設計より参考で提供中はサポートの対象外となります
提供ソフトのＱ＆Ａ
(有)ＲＶＭＸ
回線設計の2023年版以降で動作とする予定です。
１．利用方法
回線設計とは直接関係機能の為、サンプルソフト提供機能より提供します。
２．基本操作説明
・初期画面
-1.送電側設定 送電側の条件の設定
a-1.経度 〃 の経度
a-2.緯度 〃 の緯度
a-3.標高 〃 の空中線海抜高m
a-4.地図ボタン 地図上より位置を指定できます。
新しい位置でマウスでダブルクリックでその一の緯度経度を取得します
b.空中線 送電側空中線の設定
b-1.設定ボタン 〃 のフェイズドアレイ空中線の設定
b-2.方向自動 現在は自動で固定(常に目的方向を向いている)
実際には相手側よりパイロット信号を受信して、方位仰角を求めて制御
b-3.空中線系損失 ケーブル・機器などによる付加損失
b-4.水平角 現在は自動で固定の為無視されます。
b-4.チルト 〃
c.確定ボタン 設定を確定します。
d.キャンセルボタン 〃 中止します。
-2.受電側設定 受電側の条件の設定
a-1.経度 〃 の経度
a-2.緯度 〃 の緯度
a-3.標高 〃 の空中線海抜高m
a-4.地図ボタン 地図上より位置を指定できます。
新しい位置でマウスでダブルクリックでその一の緯度経度を取得します<
b.空中線 受電側空中線(レクテナ)の設定
b-1.設定ボタン 〃 のフェイズドアレイ空中線の設定
b-2.方向自動 現在は自動で固定(常に目的方向を向いている)
実際には相手側よりパイロット信号を受信して、方位仰角を求めて制御
b-3.空中線系損失 ケーブル・機器などによる付加損失
b-4.水平角 現在は自動で固定の為無視されます。
b-4.チルト 〃
c.確定ボタン 設定を確定します。
d.キャンセルボタン 〃 中止します。
-3.要求受信電力 希望する受信電力、0の時は設定なしとします。
-4.無線条件 基本的な無線条件を設定します。
a.周波数(GHz) 使用する周波数(GHz)、総務省では920M・2.4G・5.7G帯を想定しているみたいです。
周波数が低いとフェイズドアレイ空中線のサイズが大きくなります、また10Gを超えると降雨による減衰も考慮が必要となります。
b.送信出力(W) 送信する無線機の出力
c.K 地球の等価倍率（電波は空気中を進むとき地表に沿って曲がることを考慮する係数）
-5.計算ボタン シュミレーション開始
-6.終了 本ソフトの停止
・プルダウンメニュー
-1.システム
a-1.読み込み データを読み込み、mobil4=すべてが含まれ,mobil=サービスエリアのみ
a-2.保存 現在のデータを保存(mobil4)、サービスエリア+障害物データ+計算結果
b.終了 ソフトの終了
-2.Help
b.バージョン バージョン表示
３．シュミレーション結果
・条件
-1.送信電力 送信機の出力
-1-1.動的シュミレーション 動的に送信電力を変更します
-2.周波数(GHz) 使用周波数(GHz)
-2-1.動的シュミレーション 動的に周波数を変更します
-3.距離 送受間の距離
-3-1.動的シュミレーション 動的に距離を変更します
-4.送信空中線利得(dB) 送信側の空中線利得(dB)、但し周波数によりアレイ間は波長の1/2に自動的に設定されます
-4-1.動的シュミレーション 動的に送信側の空中線のアレイ数を変更します
-5.受信空中線利得(dB) 受信側の空中線利得(dB)、但し周波数によりアレイ間は波長の1/2に自動的に設定されます
-5-1.動的シュミレーション 動的に受信側の空中線のアレイ数を変更します
・計算結果
-6.自由空間損失(dB) 送受間の自由空間損失
-7.ビーム損失(dB) 送受間のビーム損失(指向性を絞りビームかしている為、受信空中線の有効面積に対してビームが大きすぎや小さすぎにより出る損失)
-8.受信電力 受信電力(W)
(dbm) 受信電力(dBm)
-9.メータ チェックでメータ表示をします。
・グラフ 空中線の方向自動が有効な時に機能します。
-10.X軸
-11.Y軸(dBm) Y軸をdBmとします、OFFの時はW
-12.作図ボタン グラフ作成開始
-13.終了ボタン 画面を閉じます。
４．結果例
-1.距離-受信出力のグラフ例
W
dBm
-2.周波数-受信出力のグラフ例W
dBm
５．その他
-1.本シュミレーションは開発中で、結果に関しては参考です。
-2.空中線はRVMXフェイズドアレイ空中線クラスの機能を使っていますが、これも開発中の為利得は参考値となります。
-3.電波による電力伝送は、使われている周波数が通信と同じであるため、通信への妨害が無いようにする必要がある、
送信の指向性はできる限り狭帯域とし、必要でない方向への放射を控えるとともに、サイドローブを抑える必要があります、
空中線のアレイ数を増やして目的の機能を実現しています。
-4.受電側のレクテナは空中線とダイオードを組み合わせたもので、空中線出力を直接整流し直流として電力を取り出します。
又、そのダイオードは高周波特性と電力取り出しの為耐圧・高電流の特性が要求されます、構成はブリッジとなると思います。
６．関連操作説明
-1.RVMX フェイズドアレイ空中線シュミレーション(α版)参考機能
-2.RVMX 電波による電力伝送シュミレーション(α版)に太陽光発電衛星よりの機能を追加
注意：
.Net Framework4.5以上がインストールされている必要が有ります。
現在開発中で、完成予定は未定です。
本ソフトは、回線設計より参考で提供中はサポートの対象外となります
提供ソフトのＱ＆Ａ
(有)ＲＶＭＸ
注意：
.Net Framework4.5以上がインストールされている必要が有ります。
現在開発中で、完成予定は未定です。
本ソフトは、回線設計より参考で提供中はサポートの対象外となります
提供ソフトのＱ＆Ａ
(有)ＲＶＭＸ