(57)【要約】【課題】大開口化が可能になるとともに上空移動体に搭載したときに風の影響を受けにくい受電アンテナを提供する。【解決手段】受電アンテナは、隔壁で区切られて形成された複数の断面多角形の貫通孔を有する所定厚さの絶縁性構造体と、前記絶縁性構造体の厚さ方向の一方の端面側に設けられたメッシュ構造の導電性部材と、前記絶縁性構造体の前記複数の貫通孔を形成している前記隔壁の側面に形成された複数のレクテナ素子と、を備える。【選択図】図４
2020178463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔壁で区切られて形成された複数の断面多角形の貫通孔を有する所定厚さの絶縁性構造体と、
前記絶縁性構造体の厚さ方向の一方の端面側に設けられたメッシュ構造の導電性部材と、
前記絶縁性構造体の前記複数の貫通孔を形成している前記隔壁の側面に形成された複数のレクテナ素子と、を備えることを特徴とする受電アンテナ。
【請求項２】
請求項１の受電アンテナにおいて、
前記複数のレクテナ素子はそれぞれ、ダイポール型のアンテナ素子と前記アンテナ素子の出力部に設けた整流器とを有することを特徴とする受電アンテナ。
【請求項３】
請求項１の受電アンテナにおいて、
前記複数のレクテナ素子はそれぞれ、折り返しダイポール型のアンテナ素子と前記アンテナ素子の出力部に設けた整流器とを有することを特徴とする受電アンテナ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかの受電アンテナにおいて、
前記絶縁性構造体の前記複数の貫通孔の断面形状は四角形であり、
前記複数のレクテナ素子は、第１直線偏波の電波を受信する複数の第１レクテナ素子と、前記第１直線偏波と直交する第２直線偏波の電波を受信する複数の第２レクテナ素子と、を含むことを特徴とする受電アンテナ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかの受電アンテナにおいて、
前記絶縁性構造体は、
前記複数のレクテナ素子が形成された、互いに平行に所定間隔で並んだ複数の第１絶縁性基板と、
前記複数のレクテナ素子が形成され、前記複数の第１絶縁性基板に交差するように結合された、互いに平行に所定間隔で並んだ複数の第２絶縁性基板と、を有することを特徴とする受電アンテナ。
【請求項６】
請求項５の受電アンテナにおいて、
前記メッシュ構造の導電性部材は、複数の導電性ワイヤを交差させて構成され、
前記第１絶縁性基板及び前記第２絶縁性基板はそれぞれ、前記複数の導電性ワイヤが装着される貫通孔又は切り欠きを有することを特徴とする受電アンテナ。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかの受電アンテナと、
前記受電アンテナで受信した電波から得られた電力で駆動される電気機器と、を備えることを特徴とする上空移動体。
【請求項８】
上空を移動する上空移動体に設けられた請求項１乃至６のいずれかの受電アンテナと、
前記上空移動体の前記受電アンテナに対して送電電波を送信する送電装置と、を備えることを特徴とする無線電力伝送システム。
【請求項９】
複数のレクテナ素子が形成された複数の第１絶縁性基板を作製することと、
複数のレクテナ素子が形成された複数の第２絶縁性基板を作製することと、
互いに平行に所定間隔で並べた前記複数の第１絶縁性基板と、互いに平行に所定間隔で並べた前記複数の第２絶縁性基板とを、互いに交差するように結合させ、隔壁で区切られて形成された複数の断面多角形の貫通孔を有する所定厚さの絶縁性構造体を作製することと、
前記絶縁性構造体の厚さ方向の一方の端面側にメッシュ構造の導電性部材を装着することと、を含むことを特徴とする受電アンテナの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受電アンテナ、受電アンテナを備えた上空移動体及び無線電力伝送システム、並びに、受電アンテナの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、航空機、ドローン、気球、飛行船、ソーラープレーン、飛行型ラジコン玩具など、電力を消費する機器を搭載した種々の上空移動体が知られている。特許文献１には、地上に設置された送電装置から送信された送電電波を受信する受電アンテナを備え、受電アンテナが受信した電波から得られる電力を貯蔵及び利用するドローンが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１９−０５４７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記送電装置から送信された送電電波を上空移動体の受電アンテナで受信する無線電力伝送を効率よく行うには、送電装置に対向する開口面の面積が大きな大開口の受電アンテナが必要になる。しかしながら、大開口の受電アンテナは上空での風の影響を受けやすく、上空移動体の移動の妨げになるおそれがある。例えば、地上の送電装置に対向するように大開口の受電アンテナをドローンの下側に設けると、ドローンのプロペラからの風を受電アンテナが遮って十分な浮力が得られないおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様に係る受電アンテナは、隔壁で区切られて形成された複数の断面多角形の貫通孔を有する所定厚さの絶縁性構造体と、前記絶縁性構造体の厚さ方向の一方の端面側に設けられたメッシュ構造の導電性部材と、前記絶縁性構造体の前記複数の貫通孔を形成している前記隔壁の側面に形成された複数のレクテナ素子と、を備える。
前記受電アンテナにおいて、前記複数のレクテナ素子はそれぞれ、ダイポール型のアンテナ素子と整流器とを用いて構成してもよいし、又は、折り返しダイポール型のアンテナ素子と整流器とを用いて構成してもよい。
前記受電アンテナにおいて、前記絶縁性構造体の前記複数の貫通孔の断面形状は四角形であり、前記複数のレクテナ素子は、第１直線偏波の電波を受信する複数の第１レクテナ素子と、前記第１直線偏波と直交する第２直線偏波の電波を受信する複数の第２レクテナ素子と、を含んでもよい。
前記受電アンテナにおいて、前記絶縁性構造体は、前記複数のレクテナ素子が形成された、互いに平行に所定間隔で並んだ複数の第１絶縁性基板と、前記複数のレクテナ素子が形成され、前記複数の第１絶縁性基板に交差するように結合された、互いに平行に所定間隔で並んだ複数の第２絶縁性基板と、を有してもよい。
前記受電アンテナにおいて、前記メッシュ構造の導電性部材は、複数の導電性ワイヤを交差させて構成され、前記第１絶縁性基板及び前記第２絶縁性基板はそれぞれ、前記複数の導電性ワイヤが装着される貫通孔又は切り欠きを有してもよい。
【０００６】
本発明の他の態様に係る上空移動体は、前記いずれかの受電アンテナと、前記受電アンテナで受信した電波から得られた電力で駆動される電気機器と、を備える。
【０００７】
また、本発明の更に他の態様に係る無線電力伝送システムは、上空を移動する上空移動体に設けられた前記いずれかの受電アンテナと、前記上空移動体の前記受電アンテナに対して送電電波を送信する送電装置と、を備える。
【０００８】
また、本発明の更に他の態様に係る受電アンテナの製造方法は、前記複数のレクテナ素子が形成された複数の第１絶縁性基板を作製することと、前記複数のレクテナ素子が形成された複数の第２絶縁性基板を作製することと、互いに平行に所定間隔で並べた前記複数の第１絶縁性基板と、互いに平行に所定間隔で並べた前記複数の第２絶縁性基板とを、互いに交差するように結合させ、隔壁で区切られて形成された複数の断面多角形の貫通孔を有する所定厚さの絶縁性構造体を作製することと、前記絶縁性構造体の厚さ方向の一方の端面側にメッシュ構造の導電性部材を装着することと、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、受電アンテナの大開口化が可能になるとともに上空移動体に搭載したときに風の影響を受けにくい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線電力伝送システムの全体構成の一例を示す概略構成図。
【図２】実施形態に係るドローンの一例を示す外観図。
【図３】実施形態に係るドローンの主要構成の一例を示す機能ブロック図。
【図４】実施形態に係る受電アンテナ（レクテナ）の構成の一例を示す部分平面図。
【図５】実施形態に係る受電アンテナ（レクテナ）の回路構成の一例を示す説明図。
【図６】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、実施形態に係る受電アンテナ（レクテナ）のレクテナ素子の一例を示す正面図及び背面図。
【図７】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、実施形態に係る受電アンテナ（レクテナ）のレクテナ素子の他の例を示す正面図及び背面図。
【図８】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、図７の受電アンテナ（レクテナ）のレクテナ素子の正面側及び背面側から見た斜視図。
【図９】（ａ）は実施形態に係る受電アンテナ（レクテナ）の水平偏波用レクテナアレイ基板の一例を示す側面図。（ｂ）は実施形態に係る受電アンテナの垂直偏波用レクテナアレイ基板の一例を示す側面図。
【図１０】水平偏波用レクテナアレイ基板と垂直偏波用レクテナアレイ基板とを組み合わせて構成した受電アンテナの一例を示す斜視図。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、実施形態に係る受電アンテナ（レクテナ）の指向性のコンピュータシミュレーションの結果の一例を示す特性図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る無線電力伝送システムの全体構成の一例を示す概略構成図である。図１において、無線電力伝送システムは、上空を移動する上空移動体としてのドローン１０に設けられた受電アンテナ１００と、ドローン１０の受電アンテナ１００に対して送電電波３０を送信する送電アンテナ２００を有する送電装置２０とを備える。本実施形態の無線電力伝送システムでは、地上の送電アンテナ２００からのマクロ波無線電力伝送によりドローン１０を給電することができる。ドローン１０の受電アンテナ１００は、送電電波３０を受信して直流（ＤＣ）の電圧（電流）に変換する整流器を有するため、「レクテナ」とも呼ばれる。
【００１２】
無線電力伝送システムの送電効率（無線電力伝送の効率）は、送電装置２０の送電アンテナ２００の開口面（送電面の開口）とドローン１０の受電アンテナ１００の開口面（受電面の開口）に大きく依存する。高効率の電力伝送のためには、後述のようにドローン１０に大開口の受電アンテナを備える必要がある。
【００１３】
なお、本実施形態における送電電波３０はマイクロ波であるが、マイクロ波以外の電磁波であってもよい。送電装置２０は、図示のように地上に設置されていてもよいし、又は、海上などの水上に設置されていてもよい。また、送電装置２０は、自動車、バス、トラックなどの車両、電車、船舶等の移動体に設け、移動中又は移動停止中の移動体からドローン１０に向けて電力伝送するようにしてもよい。
【００１４】
ドローン１０は、操縦者が搭乗しないで外部からの遠隔制御又は自律制御により上空（大気圏外の宇宙空間を含む）における飛行が制御される航空機等の上空移動体である。ドローン１０は、例えば、トライコプター（ローター３個）、クアッドコプター(ローター４個)、ヘキサコプター(ローター６個)、オクトコプター(ローター８個)等のマルチコプター（マルチローター）型ドローンのほか、一般的なヘリコプター、固定翼型ドローンでもよい。ドローン１０は一般的には無人であるが、有人であってもよい。
【００１５】
また、送電装置２０から送電する送電対象は、上空（大気圏外の宇宙空間を含む）を移動する移動体であれば、ドローン以外の上空移動体であってもよい。例えば、送電対象は、上空を移動可能な空中浮揚型の通信中継装置（無線中継装置）としての高高度プラットフォーム局（ＨＡＰＳ）（「高高度疑似衛星」、「成層圏プラットフォーム」ともいう。）であってもよい。ＨＡＰＳは、無人飛行船タイプのＨＡＰＳでもよいし、ソーラープレーンタイプのＨＡＰＳでもよい。また、送電対象は、航空機、気球、飛行型ラジコン玩具など、電力を消費する機器を搭載した種々の上空移動体であってもよい。
【００１６】
図２は、実施形態に係るドローン１０の一例を示す外観図である。図２において、ドローン１０は、本体１１と、下向きの気流である風Ｗを発生させて浮力を発生させるための複数のローター（「プロペラ」ともいう。）１２と、本体１１の下側に位置するように支持された受電アンテナ１００とを備える。受電アンテナ１００は、地上の送電装置から送信された送電電波３０を効率よく受信できるように、受電面１００ａが下向きになるに取り付けられている。
【００１７】
図３は、実施形態に係るドローン１０の主要構成の一例を示す機能ブロック図である。ドローン１０は、本体１１と、複数のローター１２と、各ローター１２を駆動するローター駆動部１３と、受電アンテナ１００とを備える。本体１１は、制御用アンテナ１４ａを介して、ドローン１０を操縦するための操縦装置（以下「プロポ」ともいう。）と通信する飛行制御部（ＦＣ）１４と、各部を制御する制御部１５と、バッテリー１６ａを有する電源部１６とを備える。制御部１５は、例えば、飛行制御部（ＦＣ）１４がプロポから受信した制御信号に基づいてローター駆動部１３を制御することにより、ドローン１０の飛行開始及び停止、上昇、下降、飛行方向、飛行速度、飛行姿勢などを制御することができる。また、電源部は、受電アンテナ１００で受電して直流に変換された電力によりバッテリー１６ａを充電することともに、飛行制御部（ＦＣ）１４、制御部１５、ローター駆動部１３などの各部に電力を供給する。なお、飛行制御部（ＦＣ）１４は、通信網を介してサーバから操縦指示を受信し、その操縦指示に基づいてローター駆動部１３を制御してもよい。
【００１８】
上記構成のドローン１０において地上からの高効率の電力伝送を行うためには、受電アンテナ１００の受電面（開口面）１００ａを大きくする必要がある。しかしながら、大開口の受電アンテナ１００をドローン１０の下方に設けると、ドローン１０のローター１２からの下向きの気流である風Ｗを遮って十分な浮力を得ることができなくおそれがある。そこで、本実施形態のドローン１０では、図２に示すように大開口の受電アンテナ１００を厚さ方向に風Ｗが通過し得る構造にすることにより、ドローン１０の十分な浮力を確保しつつ電力伝送の高効率化を図っている。
【００１９】
図４は、実施形態に係る受電アンテナ（レクテナ）１００の構成の一例を示す部分平面図である。受電アンテナであるレクテナ１００は、メッシュ構造の導電性部材であるメッシュリフレクタ部材１１０と、複数のレクテナ素子１２０とを備える。メッシュリフレクタ部材１１０は、後述の所定厚さの絶縁性構造体の一方の端面側に設けられ、例えば図示のように複数の導電性ワイヤとしての金属ワイヤ１１１，１１２を編み込んで互いに交差するように形成することができる。導電性ワイヤは金属以外の材料で形成してもよい。
【００２０】
複数のレクテナ素子１２０は、第１直線偏波としての水平偏波の電波を受信する複数の第１レクテナ素子（以下「Ｈ偏波用レクテナ素子」という。）１２０ｈと、第１直線偏波と直交する第２直線偏波としての垂直偏波の電波を受信する複数の第２レクテナ素子（以下「Ｖ偏波用レクテナ素子」という。）１２０ｖとを含む。Ｈ偏波用レクテナ素子１２０ｈ及びＶ偏波用レクテナ素子１２０ｖは、互いに直交するように、後述の絶縁性構造体の複数の貫通孔を形成している隔壁の側面に形成される。Ｈ偏波用レクテナ素子１２０ｈ及びＶ偏波用レクテナ素子１２０ｖを互いに直交するように配置することにより、送電電波３０が円偏波であっても、その円偏波の送電電波をロスなく受電することができる。
【００２１】
図５は、実施形態に係る受電アンテナ（レクテナ）１００の回路構成の一例を示す説明図である。図中のレクテナ１００のメッシュリフレクタ部材１１０の上方に設けられた複数のレクテナ素子１２０のダイポールアンテナ１２１はそれぞれ、整流器１２５を介して、＋Ｖ（正極性）の直流（ＤＣ）出力線と、−Ｖ（負極性）の直流（ＤＣ）出力線に接続されている。
【００２２】
図６（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、実施形態に係る受電アンテナ（レクテナ）１００のレクテナ素子１２０の一例を示す正面図及び背面図である。図６のレクテナ素子１２０は、図中のメッシュリフレクタ部材１１０の上方に設けられた後述の絶縁性構造体を構成する基板１３０に形成されたダイポールアンテナ１２１を有するダイポール型のレクテナ素子の例である。ダイポールアンテナ１２１の２つの電極からなる出力部には、ダイオード１２６及びキャパシタ１２７からなる整流器が設けられ、その出力部の端部が−Ｖ（負極性）の直流（ＤＣ）出力線に接続される。
【００２３】
また、受電アンテナ（レクテナ）１００のゲイン（以下「利得」ともいう。）を高めるため、図中のダイポールアンテナ１２１とメッシュリフレクタ部材１１０との間隔はそれぞれ、例えば送電電波の自由空間波長λ０の４分の１（λ０／４）である。また、誘電体からなる基板１３０の実効誘電率による波長短縮の影響を受けた送信電波の波長をλ’０とすると、ダイポールアンテナ１２１の全長は前記波長λ’０の２分の１（λ’０／２）である。ダイオード１２６とキャパシタ１２７との間隔は、例えば伝送線路１２８の電気長λｔｌの４分の１（λｔｌ／４）に設定してもよい。伝送線路１２８はコプレーナストリップ線路などで構成してもよい。
【００２４】
図７（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、実施形態に係る受電アンテナ（レクテナ）１００のレクテナ素子１２０の他の例を示す正面図及び背面図である。図８（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、図７の受電アンテナ（レクテナ）のレクテナ素子の正面側及び背面側から見た斜視図である。図７及び図８のレクテナ素子１２０は、図中のメッシュリフレクタ部材１１０の上方に設けられた後述の絶縁性構造体を構成する基板１３０に形成されたループ状の折り返しダイポールアンテナ１２２を有する折り返しダイポール型のレクテナ素子の例である。折り返しダイポールアンテナ１２２の全長は、前述のダイポールアンテナ１２１と同様に、前記波長短縮の影響を受けた送信電波の波長λ’０の２分の１（λ’０／２）である。折り返しダイポールアンテナ１２２の２つの電極からなる出力部には、ダイオード１２６及びキャパシタ１２７からなる整流器が設けられ、その出力部の端部が−Ｖ（負極性）および＋Ｖの直流（ＤＣ）出力線に接続される。ＤＣ電位−Ｖ，＋Ｖを分離する目的で折り返しダイポールアンテナ１２２にＤＣカットキャパシタ１２９を実装してもよい。
【００２５】
また、受電アンテナ（レクテナ）１００のゲインを高めるため、図中の、折り返しダイポールアンテナ１２２とメッシュリフレクタ部材１１０との間隔はそれぞれ、例えば送電電波の自由空間波長λ０の４分の１（λ０／４）に設定してもよい。更に、ダイオード１２６とキャパシタ１２７との間隔は、例えば伝送線路１２８の電気長λｔｌの４分の１（λｔｌ／４）に設定してもよい。伝送線路１２８はコプレーナストリップ線路などで構成してもよい。
【００２６】
図６〜図８において、受電アンテナ（レクテナ）１００のレクテナ素子１２０の底部に導電性のメッシュリフレクタ部材１１０を配置することにより、アンテナ利得を稼ぎ、高効率化を図ることができる。
【００２７】
図９（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、実施形態に係る受電アンテナ（レクテナ）１００の水平偏波用レクテナアレイ基板１３１及び垂直偏波用レクテナアレイ基板１３２の一例を示す側面図である。なお、図９（ａ）及び（ｂ）では、Ｈ偏波用レクテナ素子１２０ｈ及びＶ偏波用レクテナ素子１２０ｖがそれぞれ折り返しダイポール型のレクテナ素子の場合の例を示しているが、Ｈ偏波用レクテナ素子１２０ｈ及びＶ偏波用レクテナ素子１２０ｖはそれぞれダイポール型のレクテナ素子であってもよい。
【００２８】
受電アンテナ１００を構成する後述の絶縁性構造体１４０は、複数の第１絶縁性基板としての水平偏波用レクテナアレイ基板１３１と、複数の第２絶縁性基板としての垂直偏波用レクテナアレイ基板１３２とを組み合わせて構成される。図９（ａ）の水平偏波用レクテナアレイ基板１３１は、複数のＨ偏波用レクテナ素子１２０ｈが形成され、互いに平行に所定間隔で並ぶように配置される。図９（ｂ）の垂直偏波用レクテナアレイ基板１３２は、複数のＶ偏波用レクテナ素子１２０ｖが形成され、複数のＨ偏波用レクテナ素子１２０ｈに交差するように結合され、互いに平行に所定間隔で並ぶように配置される。
【００２９】
また、複数の水平偏波用レクテナアレイ基板１３１それぞれの下部に複数の結合用の切り込み１３１ｂが形成され、複数の垂直偏波用レクテナアレイ基板１３２それぞれの上部に複数の結合用の切り込み１３２ｂが形成されている。複数の水平偏波用レクテナアレイ基板１３１と複数の垂直偏波用レクテナアレイ基板１３２が交差するように結合されるとき、水平偏波用レクテナアレイ基板１３１の下部に形成された複数の切り込み１３１ｂと、垂直偏波用レクテナアレイ基板１３２の上部に形成された複数の切り込み１３２ｂが互いにかみ合うことにより、結合強度を高めることができる。
【００３０】
また、水平偏波用レクテナアレイ基板１３１及び垂直偏波用レクテナアレイ基板１３２はそれぞれ、メッシュリフレクタ部材１１０を構成する複数の金属ワイヤ（導電性ワイヤ）１１２、１１１が装着される複数の貫通孔１３１ａ及び１３２ａを有する。貫通孔１３１ａ及び１３２ａに通しながら金属ワイヤ（導電性ワイヤ）１１２、１１１を互いに編み込んでメッシュリフレクタ部材１１０を形成することにより、水平偏波用レクテナアレイ基板１３１及び垂直偏波用レクテナアレイ基板１３２それぞれのＨ偏波用レクテナ素子１２０ｈ及びＶ偏波用レクテナ素子１２０ｖとメッシュリフレクタ部材１１０との間隔を所定間隔に維持しながら各基板１３１、１３２にメッシュリフレクタ部材１１０を確実に結合させることができる。なお、各基板１３１、１３２には、貫通孔１３１ａ及び１３２ａの代わりに切り欠きを形成することで、メッシュリフレクタ部材１１０との組み立て篏合を容易にできる。
【００３１】
図１０は、水平偏波用レクテナアレイ基板１３１と垂直偏波用レクテナアレイ基板１３２とを組み合わせて構成した受電アンテナ（レクテナ）１００の一例を示す斜視図である。図１０のレクテナ１００は、例えば次の（１）〜（４）手順で製造することができる。
（１）複数のＨ偏波用レクテナ素子１２０ｈがそれぞれ形成された複数の水平偏波用レクテナアレイ基板１３１を作製する。
（２）複数のＶ偏波用レクテナ素子１２０ｖが形成された複数の垂直偏波用レクテナアレイ基板１３２を作製する。
（３）互いに平行に所定間隔で並べた複数の水平偏波用レクテナアレイ基板１３１と、互いに平行に所定間隔で並べた複数の垂直偏波用レクテナアレイ基板１３２とを、互いに交差（図示の例では直交）するように結合させ、水平偏波用レクテナアレイ基板１３１及び垂直偏波用レクテナアレイ基板１３２からなる隔壁で区切られて形成された複数の断面多角形（図示の例は断面四角形）の貫通孔１４１を有する所定厚さの絶縁性構造体１４０を作製する。
（４）絶縁性構造体１４０の厚さ方向の受電面１００ａとは反対側（本体１１側）の一方の端面側に導電性のメッシュリフレクタ部材１１０を装着する。
【００３２】
なお、絶縁性構造体１４０の貫通孔１４１の断面形状は、三角形であってもよいし、五角形以上の多角形であってもよい。また、絶縁性構造体１４０はハニカム形状又は略ハニカム形状であってもよい。
【００３３】
以上、本実施形態によれば、大開口のレクテナ１００の受電面１００ａを下向きにしてドローン１０の本体１１に取り付けた場合でも、ドローン１０の浮力を得るためにローター１２で発生した下向きの気流である風Ｗが遮られることなく、レクテナ１００の絶縁性構造体１４０の貫通孔１４１及びメッシュリフレクタ部材１１０を通過することができる。従って、レクテナ１００の大開口化が可能になるとともにドローン１０に搭載したときにローター１２の風の影響を受けにくくなるので、無線電力伝送の高効率化を図るとともに、ドローン１０の十分な浮力を得ることができる。
【００３４】
図１１（ａ）及び（ｂ）はそれぞれコンピュータシミュレーションによる折り返しダイポールアンテナ放射パターンを計算した結果である。絶縁性構造体１４０としては比誘電率２．１６、厚さ０．９８ｍｍの誘電体基板を想定する。また、解析周波数は５．８ＧＨｚを想定する。一般に、反射板なしのダイポールアンテナではフロント側とバック側のアンテナ利得は等しくなるが、本実施形態によれば、図１１（ａ）及び（ｂ）のコンピュータシミュレーション結果に示すように、レクテナ１００の受電面１００ａとは反対側に導電性のメッシュリフレクタ部材１１０を設けることにより、レクテナ１００のフロント側（受電面１００ａ側）のゲインをバック側（本体１１側）のゲインよりも高めることができる。例えば、図１１（ａ）のメッシュ間隔ｄ（＝１０ｍｍ＝λ／５）を有するメッシュリフレクタ部材１１０を設けた場合は、フロントゲイン＝１１．４ｄＢｉが得られ、図１１（ｂ）のメッシュ間隔ｄ（＝２０ｍｍ＝２λ／５）を有するメッシュリフレクタ部材１１０を設けた場合は、フロントゲイン＝９．７５４ｄＢｉが得られた。
【００３５】
なお、上述した実施形態で示した受電アンテナ１００を用いる無線電力電送システムは、ドローン１０に設置されるものに限られず、ＨＡＰＳ、気球、飛行船、飛行型ラジコン玩具など、電力を消費する機器を搭載した他の上空移動体（飛行体）にも適用することができる。
【００３６】
なお、本明細書で説明された処理工程並びにドローンの本体、送電装置、ＨＡＰＳ等の通信中継装置の中継通信局、フィーダ局、ゲートウェイ局、管理装置、監視装置、遠隔制御装置、サーバ、端末装置（ユーザ装置、移動局、通信端末）、基地局及び基地局装置の構成要素は、様々な手段によって実装することができる。例えば、これらの工程及び構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、又は、それらの組み合わせで実装されてもよい。
【００３７】
ハードウェア実装については、実体（例えば、ドローンの本体、送電装置、無線中継局、フィーダ局、ゲートウェイ局、基地局、基地局装置、無線中継局装置、端末装置（ユーザ装置、移動局、通信端末）、管理装置、監視装置、遠隔制御装置、サーバ、ハードディスクドライブ装置、又は、光ディスクドライブ装置）において前記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、１つ又は複数の、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、電子デバイス、本明細書で説明された機能を実行するようにデザインされた他の電子ユニット、コンピュータ、又は、それらの組み合わせの中に実装されてもよい。
【００３８】
また、ファームウェア及び／又はソフトウェア実装については、前記構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段は、本明細書で説明された機能を実行するプログラム（例えば、プロシージャ、関数、モジュール、インストラクション、などのコード）で実装されてもよい。一般に、ファームウェア及び／又はソフトウェアのコードを明確に具体化する任意のコンピュータ／プロセッサ読み取り可能な媒体が、本明細書で説明された前記工程及び構成要素を実現するために用いられる処理ユニット等の手段の実装に利用されてもよい。例えば、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば制御装置において、メモリに記憶され、コンピュータやプロセッサにより実行されてもよい。そのメモリは、コンピュータやプロセッサの内部に実装されてもよいし、又は、プロセッサの外部に実装されてもよい。また、ファームウェア及び／又はソフトウェアコードは、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、プログラマブルリードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、電気的消去可能ＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、ＦＬＡＳＨメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、磁気又は光データ記憶装置、などのような、コンピュータやプロセッサで読み取り可能な媒体に記憶されてもよい。そのコードは、１又は複数のコンピュータやプロセッサにより実行されてもよく、また、コンピュータやプロセッサに、本明細書で説明された機能性のある態様を実行させてもよい。
【００３９】
また、前記媒体は非一時的な記録媒体であってもよい。また、前記プログラムのコードは、コンピュータ、プロセッサ、又は他のデバイス若しくは装置機械で読み込んで実行可能であれよく、その形式は特定の形式に限定されない。例えば、前記プログラムのコードは、ソースコード、オブジェクトコード及びバイナリコードのいずれでもよく、また、それらのコードの２以上が混在したものであってもよい。
【００４０】
また、本明細書で開示された実施形態の説明は、当業者が本開示を製造又は使用するのを可能にするために提供される。本開示に対するさまざまな修正は当業者には容易に明白になり、本明細書で定義される一般的原理は、本開示の趣旨又は範囲から逸脱することなく、他のバリエーションに適用可能である。それゆえ、本開示は、本明細書で説明される例及びデザインに限定されるものではなく、本明細書で開示された原理及び新規な特徴に合致する最も広い範囲に認められるべきである。
【符号の説明】
【００４１】
１０      ：ドローン
１１      ：本体
１２      ：ローター
１３      ：ローター駆動部
１４ａ    ：制御用アンテナ
１５      ：制御部
１６      ：電源部
１６ａ    ：バッテリー
２０      ：送電装置
３０      ：送電電波
１００    ：受電アンテナ（レクテナ）
１００ａ  ：受電面
１１０    ：メッシュリフレクタ部材
１１１，１１２    ：金属ワイヤ
１２０    ：レクテナ素子
１２０ｈ  ：Ｈ偏波用レクテナ素子
１２０ｖ  ：Ｖ偏波用レクテナ素子
１２１    ：ダイポールアンテナ
１２２    ：折り返しダイポールアンテナ
１２５    ：整流器
１２６    ：ダイオード
１２７    ：キャパシタ
１３０    ：基板
１３１    ：水平偏波用レクテナアレイ基板
１３１ａ  ：貫通孔
１３１ｂ  ：切り込み
１３２    ：垂直偏波用レクテナアレイ基板
１３２ａ  ：貫通孔
１３２ｂ  ：切り込み
１４０    ：絶縁性構造体
１４１    ：貫通孔
２００    ：送電アンテナ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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