国際電気通信基礎技術研究所(ATR)は3月27日、「空芯ビーム」と呼ばれる特殊なビームを形成することで、飛行中のドローンに搭載されたカメラなどの機器に影響を与えずに、無線で電力を供給する新技術を開発したと発表した。
同成果は、ATR 波動工学研究所の松室尭之研究員を代表とする研究グループによるもの。
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(左)提案システムのイメージ。(右)空芯ビームによるLED点灯の様子(出所:ATR)
ドローンの社会実装が進む昨今、スポーツ観戦や物流、農業、さらには災害時の情報収集や通信復旧など、さまざまな分野でさらなる活用拡大が期待される。しかしドローンは、搭載できるバッテリーの容量に限りがあるため、連続飛行時間が30分から1時間程度と短いという課題が残されている。
こうした課題を解決するためATRが提案しているのが、マイクロ波を用いた無線電力伝送システムだ。ただし無線電力伝送を行うには、マイクロ波を受信し直流電力に変換する「レクテナ」をドローン株に設置する必要があるとのこと。だがそれでは、ドローンに搭載するカメラなどのミッション機器と、電波的・物理的に干渉してしまうという問題が生じる。
そこで今回研究チームは、電力伝送時の干渉問題を解決するため、空芯ビームを利用した無線電力伝送システムの開発に着手。まず、伝送距離や送受電アンテナの大きさをもとに、空芯ビーム形成のために必要な振幅・位相分布を設計したという。なおこのビームは、アンテナから放射される電波の位相を渦状に回転させるk遠出、伝搬軸上で電波が打ち消し合い、中心部分の電力強度がゼロになるという特徴を持つ。
