(57)【要約】【課題】外力やアンテナ面の熱変形により送電用アンテナのアンテナ面の平面精度の低下を防止し、送電の効率の低下を防止することができる送電用アンテナを提供すること。【解決手段】電波を送受信し、且つ当該電波を電力に変換する送電用アンテナ１において、送電用アンテナ１のアンテナ面２が受ける外力を検出し、当該受けた外力に対応する力を当該アンテナ面２が平面となるように付加する付加手段（電動ジャッキ１０）を設ける。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を送受信し、且つ当該電波を電力に変換する送電用アンテナにおいて、
前記送電用アンテナのアンテナ面が受ける外力を検出し、当該受けた外力に対応する力を当該アンテナ面が平面となるように付加する付加手段を設けることを特徴とする送電用アンテナ。
【請求項２】
前記付加手段が電動ジャッキであることを特徴とする請求項１に記載の送電用アンテナ。
【請求項３】
電波を送受信し、且つ当該電波を電力に変換する送電用アンテナにおいて、
前記送電用アンテナのアンテナ面の熱による熱変形を検出し、当該熱変形量に応じて当該アンテナ面が平面となるように修正する修正手段を設けることを特徴とする送電用アンテナ。
【請求項４】
前記修正手段が電動ジャッキであることを特徴とする請求項３に記載の送電用アンテナ。
【請求項５】
前記送電用アンテナのアンテナ面を支持するアンテナ面支持手段を設けることを特徴とする請求項２または４に記載の送電用アンテナ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、送電用アンテナに関し、更に詳しくは、大型でアンテナ面の平面精度を要求する送電用アンテナに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電波（例えば、マイクロ波）を電力に変換するためには、電波を送受信するレクテナ素子などの半導体素子が用いられている。ここで、１個のレクテナ素子の入出力は数Ｗと低いため、大電力を送電するためには、送電用アンテナのアンテナ面に複数個のレクテナ素子を配置する必要がある。従って、大電力を送電するためには、送電用アンテナのアンテナ面は広くする必要がある。
【０００３】
また、一般的に電波の送受信距離が長い場合は、大型のアンテナが必要になるが、このようなアンテナには通常、放射面反射器を有するパラボラアンテナが用いられる。パラボラアンテナは、放射面反射器に当った電波がこの放射面反射器により反射し焦点に集まることで電波の受信を行い、焦点から放射された電波が放射面反射器に当たりこの放射面反射器により反射することで電波の送信を行う。つまり、電力を送電する送電用アンテナにパラボナアンテナを用いるためには、入出力の大きい素子を使用する必要がある。ところが、送電用アンテナには、上述のように入出力の小さいレクテナ素子が必要となる。従って、大電力を送電するためには、送電用アンテナのアンテナ面は平面である必要がある。
【０００４】
一方、地上間で送電用アンテナを用いて電力を送電する場合は、地形やその他の要因により送電用アンテナ間の距離は数十メートルからときには十数キロメートルとなる場合がある。この送電用アンテナ間の距離が長い場合は、送電用アンテナのアンテナ面の向きが微小角度ずれるだけで送電の効率が低下する。従って、送電用アンテナのアンテナ面の平面精度及び電波の送受信を行う送電用アンテナどうしの３次元における位置関係が重要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
送電用アンテナのアンテナ面を広くすると、さまざまな外力の影響を受けることとなる。特に、屋外に設置する場合は、台風などによる風の影響が大きく、アンテナ面に風が当たることでアンテナ面が撓み、このアンテナ面の平面精度に影響を与える。また、アンテナ面が広いため、太陽光が長時間当たる部分の温度は上昇し熱変形を起こすこととなる。つまり、送電用アンテナの使用時にアンテナ面の全部が均一な温度とならないため、一部が熱膨張を起こし、アンテナ面の平面精度が低下し、送電の効率が低下するという問題があった。
【０００６】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、外力やアンテナ面の熱変形により送電用アンテナのアンテナ面の平面精度の低下を防止し、送電の効率の低下を防止することができる送電用アンテナを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明では、電波を送受信し、且つ当該電波を電力に変換する送電用アンテナにおいて、送電用アンテナのアンテナ面が受ける外力を検出し、当該受けた外力に対応する力を当該アンテナ面が平面となるように付加する付加手段を設けることを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、送電用アンテナのアンテナ面が受ける外力を検出し、当該受けた外力に対応する力を当該アンテナ面が平面となるように付加する付加手段を設けるので、送電用アンテナのアンテナ面が外力を受けることで、アンテナ面の平面精度が低下しても、付加手段により受けた外力に対応する力をアンテナ面に付加し、アンテナ面の平面精度を回復させ、アンテナ面の平面精度の低下を防止し、送電の効率の低下を防止することができる。
【０００９】
また、この発明では、請求項１に記載の送電用アンテナにおいて、付加手段が電動ジャッキであることを特徴とする。
【００１０】
この発明によれば、付加手段が電動ジャッキであるので、簡単な構成で送電用アンテナのアンテナ面が受けた外力に対応する力をアンテナ面が平面となるように付加することができる。また、ガタがなく、且つ応答性が速い（例えば、バックラッシュがほとんどない）電動ジャッキを用いることで、送電用アンテナのアンテナ面が外力を受けていない場合におけるアンテナ面の平面精度を確保することができるとともに、このアンテナ面に受けた外力に対応する力をアンテナ面に素早く付加することができる。
【００１１】
また、この発明では、電波を送受信し、且つ当該電波を電力に変換する送電用アンテナにおいて、送電用アンテナのアンテナ面の熱による熱変形を検出し、当該熱変形量に応じて当該アンテナ面が平面となるように修正する修正手段を設けることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、送電用アンテナのアンテナ面の熱による熱変形を検出し、当該熱変形量に応じて当該アンテナ面が平面となるように修正する修正手段を設けるので、送電用アンテナのアンテナ面が熱変形により、アンテナ面の平面精度が低下しても、修正手段によりアンテナ面の熱変形量に応じてアンテナ面の平面精度を回復させ、アンテナ面の平面精度の低下を防止し、送電の効率の低下を防止することができる。
【００１３】
また、この発明では、請求項３に記載の送電用アンテナにおいて、修正手段が電動ジャッキであることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、修正手段が電動ジャッキであるので、簡単な構成で送電用アンテナのアンテナ面の熱変形量に応じてアンテナ面を平面に修正することができる。また、ガタがなく、且つ応答性が速い（例えば、バックラッシュがほとんどない）電動ジャッキを用いることで、送電用アンテナのアンテナ面が熱変形をしていない場合におけるアンテナ面の平面精度を確保することができるとともに、このアンテナ面が熱変形をした場合にはアンテナ面が平面となるように素早く修正することができる。
【００１５】
また、この発明では、請求項２又は４に記載の送電用アンテナにおいて、送電用アンテナのアンテナ面を支持するアンテナ面支持手段を設けることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、送電用アンテナのアンテナ面を支持するアンテナ面支持手段を設けるので、電動ジャッキがアンテナ面の重量を支持する必要がなくなる。このため、電動ジャッキは、アンテナ面を平面に戻すために必要な個数を送電用アンテナに設けるだけでよくなり、送電用アンテナの製造コストを削減することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものが含まれるものとする。
【００１８】
図１は、この発明にかかる送電用アンテナの概略構成例を示す図であり、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は側面図である。同図に示すように、送電用アンテナ１は、アンテナ面２、支持機構３、電動ジャッキ１０、キャスター２０により構成されている。アンテナ面２は、複数のパネル２ａを連結して構成されており（同図（ａ）では、１６個）、各パネル２ａには、図示は省略するがマイクロ波を電力に変換するレクテナ素子が複数個配置されている。各パネル２ａは、ボルトなどで相互に固定されている。また、各パネル２ａは、送電用アンテナ１間の送電の距離に応じたアンテナ面２の平面精度（例えば、送電用アンテナ１間の距離が十数キロメートルの場合は、平面精度は１／５０００程度）となるように相互に固定されている。ここで、マイクロ波とは、電磁波のうち波長の短い部分であり、直進性に優れている。
【００１９】
支持機構３は、同図（ｂ）に示すように、鋼材などからなるトラス構造であり地面に固定されており、後述する複数の電動ジャッキ１０を介してアンテナ面２が取り付けられている。この支持機構３は、アンテナ面２が正面から受ける外力によりアンテナ面２の地面に対する取付角度が大きく変化すること及び送電用アンテナ１が倒壊することを防止している。
【００２０】
図２は、この発明にかかる送電用アンテナの電動ジャッキの構成例を示す図であり、同図（ａ）は電動ジャッキの構成例、同図（ｂ）は電動ジャッキを送電用アンテナに取り付けた状態を示す図である。同図に示すように、付加手段及び修正手段である電動ジャッキ１０は、電動ジャッキ本体１１、モータ１２などにより構成されている。電動ジャッキ本体１１には、バックラッシュがほとんどないウォームギヤが内蔵されている。電動ジャッキ１０の入力シャフト１３は、カップリング１４を介してモータ１２の図示しない回転軸に連結されているとともに、電動ジャッキ本体１１のウォームギヤのウォームに連結されている。電動ジャッキ１０の出力シャフト１６は、電動ジャッキ本体１１のウォームギヤのウォームホールに連結されており、その先端部にはネジ溝（雄ネジ）１６ａが形成されている。また、アンテナ面２に取り付けられた受け部材１７には、この出力シャフト１６のネジ溝に対応するネジ溝（雌ネジ）１７ａが形成されている。なお、１５は、この電動ジャッキ１０を支持機構３に固定するためのボルトである。
【００２１】
電動ジャッキ１０は、モータ１２の回転軸が回転することで、カップリング１４を介して連結された入力シャフト１３が矢印Ａに示すように回転する。この入力シャフト１３が回転することで、入力シャフト１３に連結されたウォームが回転し、電動ジャッキ本体１１のウォームギヤが駆動する。ウォームギヤの駆動により、ウォームホイールが回転し、このウォームホイールに連結された出力シャフト１６が矢印Ｂに示すように回転する。出力シャフト１６の回転により、出力シャフト１６の先端部の雄ネジ１６ａが、受け部材１７の雌ネジ１７ａ内を回転しながら移動するので、受け部材１７が取り付けられているアンテナ面２は、矢印Ｃに示す方向（同図（ｂ）では、左右方向）に移動することができる。すなわち、雄ネジ１６ａ及び雌ネジ１７ａからなるネジ機構により、アンテナ面２を微小量移動することができる。
【００２２】
図３は、この発明にかかる送電用アンテナのキャスターの構成例を示す図であり、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は正面図である。同図に示すように、アンテナ面支持手段であるキャスター２０は、車輪２１、アンテナ面支持部材２２及び回転部材２３などにより構成されている。アンテナ面支持部材２２は、その上部にアンテナ面２が固定されており、その下部には回転部材２３が矢印Ｅに示すように回転自在に支持されている。回転部材２３の下部には車輪受け部材２５が下方に突設されている。この車輪受け部材２５には、回転軸２４及びボールベアリング２６を介して車輪２１が矢印Ｄに示すように回転自在に支持されている。
【００２３】
キャスター２０は、図１に示すように、アンテナ面２の下部に取り付けられており（同図（ａ）では、４個）、アンテナ面２の重量を支持している。また、キャスター２０は、電動ジャッキ１０が駆動することにより、アンテナ面２の支持機構３に対する位置が変化した場合にそれに追従するように移動することができる。
【００２４】
送電用アンテナ１間で電力を送電する場合は、所定距離（例えば、数十メートルから十数キロメートル）離れた位置に２つの送電用アンテナ１を地面に設置する。送電用アンテナ１の設置位置は、予め測量などを行い事前に決定する。また、地震などが送電用アンテナ１に与える影響を考慮して、岩盤上に設置することが好ましい。さらに、送電用アンテナ１の間に河川や海などがある場合は、これらを航行する船舶が送電用アンテナ１から送信されるマイクロ波の影響を受けないように送電用アンテナ１を所定の高さ（例えば、海抜２０メートル以上）に設置する。
【００２５】
地面に設置された一方の送電用アンテナ１からマイクロ波を送信し、他方の送電用アンテナ１がマイクロ波を受信する。つまり、送電用アンテナ１のアンテナ面２のパネル２ａに取り付けられた複数のレクテナ素子が電力をマイクロ波に変換し、このマイクロ波を他方の送電用アンテナ１のアンテナ面２に向けて出力する。他方の送電用アンテナ１のアンテナ面２のパネルに取り付けられた複数のレクテナ素子は、一方の送電用アンテナ１のレクテナ素子から出力されたマイクロ波が入力し、入力されたマイクロ波を電力に変化する。送電された電力は、送電用アンテナ１の外部に供給される。ここで、電動ジャッキ１０は、ネジ機構（雄ネジ１６ａ、雌ネジ１７ａ）によりガタがないので、通常の電力の送電時に送電用アンテナ１のアンテナ面２の平面精度が低下することはない。なお、送電用アンテナ１にバッテリーを設けて、送電された電力を蓄電しても良い。
【００２６】
次に、送電用アンテナ１のアンテナ面２が外力を受けた場合の動作について説明する。ここでは、外力を風力として説明する。送電用アンテナ１のアンテナ面２が風を受けると、この風を受けたアンテナ面２のパネル２ａが撓む。パネル２ａが撓むことによって、アンテナ面２の平面精度が低下する。このアンテナ面２の平面精度の低下を検出し、検出信号を図示しない制御装置に出力する。なお、アンテナ面の平面精度の低下の検出は、各電動ジャッキ１０に取り付けられた図示しない歪ゲージや、送電用アンテナ１に設置された図示しないアンテナ面２の上下左右の直線精度を計測するレーザ計測装置などにより行う。
【００２７】
上記検出信号により、制御装置はアンテナ面２が平面となるように、すなわちアンテナ面２の平面精度が回復するように風を受け撓んだパネル２ａに取り付けられた電動ジャッキ１０又は近傍の電動ジャッキ１０に駆動信号を出力する。各電動ジャッキ１０は、制御装置からの駆動信号によりモータ１２を回転し、電動ジャッキ本体１１のウォームギヤを駆動し、出力シャフト１６を矢印Ｂに示すいずれかの方向に回転する。この出力シャフト１６が回転することで、出力シャフト１６の先端部の雄ネジ１６ａが受け部材１７の雌ネジ１７ａ内を回転し、受け部材１７が取り付けられたパネル２ａ、すなわちアンテナ面２の風により撓んだ部分が矢印Ｃに示すいずれかの方向に移動する。なお、電動ジャッキ本体１１のウォームギヤはバックラッシュがほとんどないので、電動ジャッキ１０は制御装置からの駆動信号に対して正確に素早く応答することができる。ここで、受け部材１７は、図１（ａ）に示すように、１つのパネル２ａに取り付けられていても良いし、複数のパネル２ａにまたがって取り付けられていても良い。
【００２８】
風を受け撓んだパネル２ａが矢印Ｃに示すいずれかの方向に移動することで、アンテナ面２の平面精度が回復する。上記のように、送電用アンテナ１のアンテナ面２が受けた外力である風力を検出し、この風力に対応する力を付加手段である電動ジャッキ１０によりアンテナ面２が平面となるように、すなわちアンテナ面２の平面精度が回復するように付加するので、アンテナ面２の平面精度の低下を防止し、送電の効率の低下を防止することができる。なお、外力が風力である場合は、送電用アンテナ１に風速計を設置して、この風速計の出力信号により各電動ジャッキ１０を駆動しても良い。
【００２９】
次に、送電用アンテナ１のアンテナ面２が熱により熱変形を起こした場合の動作について説明する。送電用アンテナ１のアンテナ面２の一部に長時間太陽光が当ると、その部分のパネル２ａが熱膨張により熱変形を起こす。パネル２ａが熱変形を起こすことによって、アンテナ面２の平面精度が低下する。このアンテナ面２の平面精度の低下を検出し、すなわち熱変形を起こしたパネル２ａの熱変形量を検出し、検出信号を図示しない制御装置に出力する。なお、アンテナ面２の平面精度の低下の検出は、上記に記載されている方法を用いて行う。
【００３０】
上記検出信号により、制御装置はアンテナ面２が平面となるように、すなわちアンテナ面２の平面精度が回復するように熱変形を起こしたパネル２ａに取り付けられた電動ジャッキ１０又は近傍の電動ジャッキ１０に駆動信号を出力する。各電動ジャッキ１０は、制御装置からの駆動信号によりモータ１２を回転し、電動ジャッキ本体１１のウォームギヤを駆動し、出力シャフト１６を矢印Ｂに示すいずれかの方向に回転する。この出力シャフト１６が回転することで、出力シャフト１６の先端部の雄ネジ１６ａが受け部材１７の雌ネジ１７ａ内を回転し、受け部材１７が取り付けられたパネル２ａ、すなわちアンテナ面２の熱変形を起こした部分が矢印Ｃに示すいずれかの方向に移動する。なお、電動ジャッキ本体１１のウォームギヤはバックラッシュがほとんどないので、電動ジャッキ１０は制御装置からの駆動信号に対して正確に素早く応答することができる。ここで、受け部材１７は、図１（ａ）に示すように、１つのパネル２ａに取り付けられていても良いし、複数のパネル２ａにまたがって取り付けられていても良い。
【００３１】
熱変形を起こしたパネル２ａが矢印Ｃに示すいずれかの方向に移動することで、アンテナ面２の平面精度が回復する。上記のように、送電用アンテナ１のアンテナ面２の熱による熱変形を検出し、この熱変形量に応じてアンテナ面２が平面となるように、すなわちアンテナ面２の平面精度が回復するように修正する修正手段である電動ジャッキ１０を設けるので、アンテナ面２の平面精度の低下を防止し、送電の効率の低下を防止することができる。なお、熱による熱変形を検出する方法は、アンテナ面２の各パネル２ａに温度センサを取り付け、この温度センサの出力信号及び予め制御装置に記憶されているパネル２ａの材料固有の熱膨張率により、各電動ジャッキ１０を駆動しても良い。
【００３２】
上記実施形態では、付加手段及び修正手段として電動ジャッキ１０を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ガタ（バックラッシュ）がなく、且つ応答性の早いジャッキであれば、いずれでも良い。また、上記実施形態では、送電用アンテナ１に電動ジャッキ１０を１６個取り付けているが、各パネル２ａに対して、それぞれ電動ジャッキ１０を取り付けても良い。この場合は、アンテナ面２の平面精度を確実に回復することができる。また、送電用アンテナ１は、支持機構３により地面に固定されているが、電力を送電する際に地面に固定することができれば、例えば上記キャスター２０を支持機構３の下部にも取り付けて移動可能にしても良い。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明によれば、送電用アンテナのアンテナ面が受ける外力を検出し、当該受けた外力に対応する力を当該アンテナ面が平面となるように付加する付加手段を設けるので、送電用アンテナのアンテナ面が外力を受けることで、アンテナ面の平面精度が低下しても、付加手段により受けた外力に対応する力をアンテナ面に付加し、アンテナ面の平面精度を回復させ、アンテナ面の平面精度の低下を防止し、送電の効率の低下を防止することができる。
【００３４】
また、請求項２に記載の発明によれば、付加手段が電動ジャッキであるので、簡単な構成で送電用アンテナのアンテナ面が受けた外力に対応する力をアンテナ面が平面となるように付加することができる。また、ガタがなく、且つ応答性が速い（例えば、バックラッシュがほとんどない）電動ジャッキを用いることで、送電用アンテナのアンテナ面が外力を受けていない場合におけるアンテナ面の平面精度を確保することができるとともに、このアンテナ面に受けた外力に対応する力をアンテナ面に素早く付加することができる。
【００３５】
また、請求項３に記載の発明によれば、送電用アンテナのアンテナ面の熱による熱変形を検出し、当該熱変形量に応じて当該アンテナ面が平面となるように修正する修正手段を設けるので、送電用アンテナのアンテナ面が熱変形により、アンテナ面の平面精度が低下しても、修正手段によりアンテナ面の熱変形量に応じてアンテナ面の平面精度を回復させ、アンテナ面の平面精度の低下を防止し、送電の効率の低下を防止することができる。
【００３６】
また、請求項４に記載の発明によれば、修正手段が電動ジャッキであるので、簡単な構成で送電用アンテナのアンテナ面の熱変形量に応じてアンテナ面を平面に修正することができる。また、ガタがなく、且つ応答性が速い（例えば、バックラッシュがほとんどない）電動ジャッキを用いることで、送電用アンテナのアンテナ面が熱変形をしていない場合におけるアンテナ面の平面精度を確保することができるとともに、このアンテナ面が熱変形をした場合にはアンテナ面が平面となるように素早く修正することができる。
【００３７】
また、請求項５に記載の発明によれば、送電用アンテナのアンテナ面を支持するアンテナ面支持手段を設けるので、電動ジャッキがアンテナ面の重量を支持する必要がなくなる。このため、電動ジャッキは、アンテナ面を平面に戻すために必要な個数を送電用アンテナに設けるだけでよくなり、送電用アンテナの製造コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる送電用アンテナの概略構成例を示す図であり、同図（ａ）は正面図、同図（ｂ）は側面図である。
【図２】この発明にかかる送電用アンテナの電動ジャッキの構成例を示す図であり、同図（ａ）は電動ジャッキの構成例、同図（ｂ）は電動ジャッキを送電用アンテナに取り付けた状態を示す図である。
【図３】この発明にかかる送電用アンテナのキャスターの構成例を示す図であり、同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は正面図である。
【符号の説明】
１　　　　送電用アンテナ
２　　　　アンテナ面
２ａ　　　パネル
３　　　　支持機構
１０　　　電動ジャッキ
１１　　　電動ジャッキ本体
１２　　　モータ
１３　　　入力シャフト
１４　　　カップリング
１５　　　ボルト
１６　　　出力シャフト
１６ａ　　ネジ溝（雄ネジ）
１７　　　受け部材
１７ａ　　ネジ溝（雌ネジ）
２０　　　キャスター
２１　　　車輪
２２　　　アンテナ面支持部材
２３　　　回転部材
２４　　　回転軸
２５　　　車輪受け部材
２６　　　ボールベアリング
【図１】
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【図２】
2004032629.tif 000004
【図３】
2004032629.tif 000005