(57)【要約】 【課題】小型軽量化を実現し、搭載スペースの制約を受ける宇宙機に搭載したり、極地や被災地へ容易に運んだりすることができるようにする。【解決手段】高電圧電源２と、高電圧電源２から供給される電源により発振するマグネトロン３と、発振状態にあるマグネトロン３に基準信号を注入して発振周波数を基準信号に同期させる基準信号注入用導波管４と、送電アンテナ５と、マグネトロン３から送電アンテナ５にマイクロ波を導く導波路６と、導波路６に設けた連通孔６ａを通して供給されたマイクロ波の信号を受けて上記高電圧電源２に電流制御信号を出力するフィードバック回路７を備えている。【選択図】図１
2005176214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧電源と、この高電圧電源から供給される電源により発振するマグネトロンと、発振状態にあるマグネトロンに基準信号を注入して発振周波数を基準信号に同期させる基準信号注入用導波管と、送電アンテナと、上記マグネトロンから送電アンテナにマイクロ波を導く導波路と、この導波路に設けた連通孔を通して供給されたマイクロ波の信号を受けて上記高電圧電源に電流制御信号を出力するフィードバック回路を備えていることを特徴とするマイクロ波送電装置。
【請求項２】
マグネトロンに接続する基準信号注入用導波管に断熱機能を保持させた請求項１に記載のマイクロ波送電装置。
【請求項３】
送電アンテナは平板状を成し、この送電アンテナの送電面とは反対側には、高電圧電源やマグネトロンや基準信号注入用導波管等の機器を固定する台座を適宜間隔をおいて設け、送電アンテナと台座との間を導波路として形成した請求項１又は２に記載のマイクロ波送電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、宇宙における太陽発電システムに用いたり、極地や被災地における観測機器に電力を送電するのに用いたりするのに好適なマイクロ波送電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、マイクロ波を送電する技術としては、例えば、高圧直流安定化電源によりマグネトロンにアノード電流を流して発振状態とし、このマグネトロンから出力されるマイクロ波と高安定な基準信号とをサーキュレータ（マグネットにより電波の進行方向を誘導するもの）で合成することによって、出力波の安定化を図るようにした技術がある。
【０００３】
この際、同期補完として、マグネトロンから出力される電力の一部を方向性結合器によって分岐させ、注入同期信号部において分配器で分岐した基準信号と上記電力の一部とを混合器で比較し、その差分を制御演算器で算出した後、高圧直流安定化電源を制御するための信号をフィードバック回路から出力するようにしている。
【特許文献１】特開２００２−４３８４８号公報
【特許文献２】特開昭６０−１２３１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記した従来のマイクロ波送電技術は、未だ原理確認の域を出ておらず、実際に、太陽発電システムや、極地及び被災地への送電システムに用いるには、構造が大きすぎてしまううえ、マグネトロンからのマイクロ波に基準信号を注入して合成するのにサーキュレータを使用していることから、装置全体としての体積及び質量が大きくなってしまい、マイクロ波の送電において重要なファクターである質量出力電力比（ｇ／Ｗ）が悪いという問題があり、この問題を解決することが従来の課題となっていた。
【０００５】
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、小型軽量化を実現することで、搭載スペースの制約を受ける宇宙機に搭載したり、極地や被災地へ容易に運んだりすることが可能になるマイクロ波送電装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１のマイクロ波送電装置は、高電圧電源と、この高電圧電源から供給される電源により発振するマグネトロンと、発振状態にあるマグネトロンに基準信号を注入して発振周波数を基準信号に同期させる基準信号注入用導波管と、送電アンテナと、上記マグネトロンから送電アンテナにマイクロ波を導く導波路と、この導波路に設けた連通孔を通して供給されたマイクロ波の信号を受けて上記高電圧電源に電流制御信号を出力するフィードバック回路を備えている構成としたことを特徴としており、このマイクロ波送電装置の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【０００７】
本発明の請求項２のマイクロ波送電装置は、マグネトロンに接続する基準信号注入用導波管に断熱機能を保持させた構成としている。
【０００８】
本発明の請求項３のマイクロ波送電装置において、送電アンテナは平板状を成し、この送電アンテナの送電面とは反対側には、高電圧電源やマグネトロンや基準信号注入用導波管等の機器を固定する台座を適宜間隔をおいて設け、送電アンテナと台座との間を導波路として形成した構成としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１のマイクロ波送電装置では、上記した構成としているので、小型軽量化を実現することが可能であり、その結果、人一人が容易に取り扱うことができ、加えて、搭載スペースの制約を受ける宇宙機に搭載したり、極地や被災地へ容易に運搬したりすることが可能になるという非常に優れた効果がもたらされる。
【００１０】
また、本発明の請求項２のマイクロ波送電装置では、上記した構成としていることから、マグネトロンの周辺に位置するフィードバック回路や送電アンテナ等の機器が、マグネトロンで生じる熱によって劣化したり変形したりするのを防止することができ、加えて、基準信号注入用導波管を冷却するための送風機等の基材が必要でなくなるため、一層の小型軽量化を実現することが可能になるという非常に優れた効果がもたらされる。
【００１１】
本発明の請求項３のマイクロ波送電装置では、上記した構成としているため、マグネトロンと送電アンテナとの間に導波管を設けなくて済む分だけ、より一層の小型軽量化を実現することができるという非常に優れた効果がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明において、重量増の要因であるサーキュレータを排し、基準信号注入用導波管で信号の注入同期を行い、導波路に設けた連通孔を通してフィードバック回路へのマイクロ波の信号供給を行うことで、小型軽量化を実現した。
【実施例】
【００１３】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１及び図２は本発明に係わるマイクロ波送電装置の一実施例を示しており、図１及び図２に示すように、このマイクロ波送電装置１は、高電圧電源２と、この高電圧電源２から供給される電源により発振するマグネトロン３と、発振状態にあるマグネトロン３に基準信号を注入して発振周波数を基準信号に同期させる基準信号注入用導波管（いわゆる方向性結合器）４と、円板状を成す送電アンテナ５と、上記マグネトロン３から送電アンテナにマイクロ波を導く導波路６と、上記高電圧電源２に電流制御信号を出力するフィードバック回路７を備えている。
【００１５】
高電圧電源２，マグネトロン３，基準信号注入用導波管４及びフィードバック回路７は、いずれも薄型円筒８内にコンパクトに収容してあり、薄型円筒８の上部開口は天板９で閉塞してあると共に、薄型円筒８の下部開口は送電アンテナ５で閉塞してある。
【００１６】
この場合、送電アンテナ５の送電面とは反対側には、台座１０が適宜間隔をおいて設けてあって、高電圧電源２，マグネトロン３，基準信号注入用導波管４及びフィードバック回路７等の機器はこの台座１０に固定してあり、送電アンテナ５とこの台座１０との間を導波路６として形成してある。
【００１７】
また、導波路６には、フィードバック回路７への連通孔６ａが設けてあり、この連通孔６ａを通してフィードバック回路７へマイクロ波の信号を供給するようになっている。
【００１８】
さらに、このマイクロ波送電装置１では、マグネトロン３に接続する基準信号注入用導波管４に断熱機能を保持させており、マグネトロン３で生じる熱を天板９側に逃がすようにしている。
【００１９】
この実施例において、フィードバック回路７、及び、基準信号注入用導波管４を通して注入される注入同期信号により、マグネトロン３から出力される発振マイクロ波の安定化を図っている。図３に、上記マイクロ波送電装置１のマイクロ波送電放射指向性のパターンを示す。
【００２０】
上記マイクロ波送電装置１において、マグネトロン３で発生したマイクロ波は、基準信号注入用導波管４で注入される基準信号と同期して安定したマイクロ波となる。
【００２１】
そして、マイクロ波は導波路６を介して送電アンテナ５に給電され、この際、導波路６の連通孔６ａを通してフィードバック回路７へマイクロ波の信号が供給され、このフィードバック回路７では、高電圧電源２に電流制御信号を出力する。
【００２２】
したがって、上記マイクロ波送電装置１では、マグネトロン３からのマイクロ波に基準信号を注入して合成するのにサーキュレータを使用していないので、小型軽量化を実現することができ、マイクロ波の送電において重要なファクターである質量出力電力比が従来に比して大幅に向上する。
【００２３】
このように、小型軽量化を実現することができるので、人一人が極めて簡単に取り扱うことができ、その結果、搭載スペースの制約を受ける宇宙機に搭載したり、極地や被災地へ容易に運搬したりすることが可能になる。
【００２４】
例えば、上記マイクロ波送電装置１を宇宙太陽発電システムに用いる場合には、一旦複数のマイクロ波送電装置１を互いに接続して送電パネルと成し、打ち上げロケットに搭載する際には、折り畳んで搭載することができる。
【００２５】
また、上記マイクロ波送電装置１では、基準信号注入用導波管４に断熱機能を保持させていることから、マグネトロン３の周辺に位置するフィードバック回路７や送電アンテナ５等の機器が、マグネトロン３で生じる熱によって劣化したり変形したりするのを阻止することができるうえ、基準信号注入用導波管４を冷却する送風機等の基材を必要としない分だけ、一層の小型軽量化が図られ、さらに、マイクロ波送電装置１では、送電アンテナ５とこの台座１０との間を導波路６として形成しているので、別個に導波管を設けなくて済む分だけ、より一層の小型軽量化が図られ、加えて、ケーブルを使用する場合よりも小型で且つ低損失を実現でき、大電力の伝送が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明のマイクロ波送電装置では、一つ一つが小型軽量であることから、一度に多数のマイクロ波送電装置を運ぶことができ、このマイクロ波送電装置を必要数用意することで、必要な送電電力及び送電ビーム幅（指向性幅）を選択し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のマイクロ波送電装置の一実施例を部分的に断面にして示した全体斜視説明図である。（実施例１）
【図２】図１におけるマイクロ波送電装置の構成要素の関連を示すブロック図である。（実施例１）
【図３】図１におけるマイクロ波送電装置のマイクロ波送電放射指向性のパターンを示すグラフである。
【符号の説明】
【００２８】
１    マイクロ波送電装置アクチュエータ
２    高電圧電源
３    マグネトロン
４    基準信号注入用導波管
５    送電アンテナ
６    導波路
６ａ  連通孔
７    フィードバック回路
【図１】
2005176214.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005176214.tif 000005