二次元共振器アレイ型無線電力伝送における 共振器間通信受信信号強度を利用した位置推定

摘要

磁界共振結合型無線電力伝送は送電器と受電器の間に中継器を配置することで伝送距離の延長が可能である．我々はこの性質に着目し，室内の床や壁に共振器を敷き詰め，室内全体に無線電力伝送を可能とするシステムの研究を行っている[1]．このシステムでは，図1 のように中継器のON/OFF を切り替えることで受電器に対して線状の電力パスを生成し，無線電力伝送を行う．このシステムは広い範囲で給電が可能であり，移動体への給電にも適しているが，受電器に対して個別にパスを生成して給電を行うため，受電器の位置推定が重要な課題となる．以前我々は，壁や床に敷き詰めた共振器にNFCリーダを取り付け受電器にNFC タグを付けることで共振器間通信を行い，それによる位置推定を行うシステムを提案した[2]．共振器間通信を利用した位置推定システムでは，リーダの出力を大きくするなどして磁気結合が弱い場合でも通信を可能とし位置推定範囲を広げることができるが，それにより複数のタグと通信ができてしまう場合が生じ，その場合には自身と最も磁気結合が強いタグやリーダを判別できないという問題が起こると考えられる．そこで本稿では，受信信号強度(RSSI) を利用して，結合係数推定を伴う位置推定を提案する．結合係数を推定することで，給電に最適な共振器を選択することができると考える．汎用のIC を用いてタグ付き中継器及びRSSI が測定可能なリーダ付き受電器を試作し，様々な位置関係でRSSI と結合係数の関係を測定することで，RSSI を利用した磁気結合にもとづく位置推定の可能性を示す．