環境電波のハーベスティングに関する一検討

摘要

Energy harvesting from ambient RF sources has been studied in this report. The preliminary measurement campaign carried out in a common suburban environment showed that the received power obtained from 800 MHz band mobile telephone base station was averagely stronger than that from Digital TV broadcasting. To get high electric power and high output DC voltage, Cockcroft-Walton circuit was adopted in the RF-to-DC conversion circuit. As a set of experiments at an indoor circumstance, the electric power obtained from the 800 MHz mobile telephone base station with using the RF-to-DC circuit was led to a 1.0 F electric double layer capacitor to be charged up to 235 mV in 1500 minutes. We demonstrated that the accumulated power in the capacitor was enough to drive a LCD clock for 20 seconds after boosted with a DC-DC converter.%身の周りの環境に存在する電波のハーベスティング手法とその電力源としての可能性について検討した結果を報告する．国内でどく一般的に利用可能な電波ソースとしてラジオ放送局，TV放送・中継局，携帯電話基地局等が考えられるが，面的に高い平均受信電力が得られ，また小型のアンテナを用いるという観点から地上波デジタルTVと携帯電話基地局に着目し、予備評価として郊外環境であるATR周辺においてそれらの受信電力の測定を行った．その結果，携帯電話基地局の電波の方が平均的に高い受信電力が得られると判断し、後段の実験に用いる事とした．次にハーベスティングに用いるRf-DC変換回路の構成法については出力電圧を高くするため，Cockcroft-Walton回路をベースとしたRF-DC回路を作製し、変換効率等の評価を行った．室内にて携帯電話基地局の電波を受信し、このRF-DC変換回路を通して1．0Fの電気二重層キャパシタに蓄電する実験を行った結果，1500分で235mVの蓄電が出来，その電力をさらにDC-DCコンバータを用いて昇圧することで，1．5V仕様の液晶時計を約20秒動作することができた．