（様式 20）成果報告書

TSUBAME 共同利用 平成 27 年度 産業利用 成果報告書

ワイヤレス電力伝送による漏えい電波の環境解析技術の研究開発
Research and development of environment analysis technique of leaked electromagnetic field from wireless power transfer

池田 和彦
Kazuhiko Ikeda

株式会社パナソニックシステムネットワークス開発研究所
Panasonic System Networks R&D Lab. Co., Ltd.
http://panasonic.co.jp/avc/psnrd/

家電機器の充電などに用いられるワイヤレス電力伝送（WPT：Wireless Power Transfer）システムが近年検討されている．WPT システムから漏えいする電磁界は他の様々な電子機器に影響を与える可能性があり，その干渉影響を定量的に評価する必要がある．WPT システムの設置が想定される戸建て住宅や商業施設などの環境では近傍に様々な無線機器が存在するため，それらに影響を及ぼす恐れのある周波数帯での漏えい電磁界特性の評価が必要である．また，WPT システムが住宅内または商業施設内に複数配置されるケースや，近隣住宅まで影響が及ぶケースが想定され，そのような場合の漏えい電磁界特性を把握する必要がある．しかしながら，戸建て住宅や商業施設全体の漏えい電磁界を測定するには多大な時間と労力がかかり，シミュレーションでは解析空間サイズが大規模になる課題がある．そこで本利用課題では，スーパーコンピュータ
TSUBAME 2.5 を用いて，戸建て住宅または商業施設全体を含む大規模な空間における漏えい電磁界を解析し，測定結果との比較による妥当性の検証や，複数の WPT が同時動作する場合の漏えい電磁界特性を検討する．
The wireless power transfer (WPT) system for electronics devices and so on has been actively developed in recentyears. Since the electromagnetic field leaked from the WPT system interferes with the other devices, it is required toquantitatively evaluate the electromagnetic interference. In the housing or commercial facilities environment, the WPTsystem is located generally close to other various devices. If the frequencies of the fundamental and high-harmoniccomponent of the WPT system are overlapped with operating frequency of these devices, the electromagnetic fieldleaked from the WPT system threatens to interfere with these devices. Thus, it is required to quantitatively evaluate theleaked electromagnetic field at various frequencies. In addition, the study of its performance in simultaneous operating
condition of multiple WPT systems is critical issue since they often are severally located in living, dining or bed rooms
in residential house and are in operation at the same time. However, the measurement in the whole house or commercial
facilities involves immense amount of time and effort, and the simulation requires the enormous analysis size. In thispaper, we simulate the leaked electromagnetic field in the house and the commercial facilities by using supercomputer
TSUBAME 2.5, and evaluate the validity of the simulation.
Keywords: Electromagnetic simulation, Ray launching, Wireless power transfer, Leaked electromagnetic field

1. まえがきに影響を及ぼす恐れのある周波数帯（kHz 帯から家庭用電子機器や電気自動車の充電に用いられるGHz 帯）の漏えい電磁界評価が重要となる．WPT

ワイヤレス電力伝送（WPT：Wireless Power Transfer）

システムのユースケースを考慮すると，WPT システ

システムが近年検討されている[1],[2]．WPT システ

ムが住宅内や商業施設内に複数配置されるケースや，ムから漏えいする電磁界は他の様々な電子機器の誤近隣住宅まで影響が及ぶケースが想定され，そのよ作動の要因になり得るため，その強度規制値の国際うな場合の漏えい電磁界特性を把握する必要がある．

標準化に向けた議論が進められている．多種多様な

しかしながら，戸建て住宅や商業施設全体の漏え

WPT システムからの漏えい電磁界によって引き起い電磁界を測定するには多大な時間と労力がかかるこされる干渉問題が重要な課題であり，様々な設置ため，シミュレーションを用いて漏えい電磁界を解環境や高次高調波を考慮した定量的な評価が必要不析することが望ましい．戸建て住宅または商業施設

可欠である．例えば，住宅環境においては，WPT シ

全体を含むシミュレーションの解析空間は大規模なステムの近傍にラジオ受信機や携帯端末，無線 LANものになるため，並列演算によって大規模解析が可ルータなどの無線機器が存在し，それら被干渉機器能なスーパーコンピュータの利用が有効となる[3]．

（様式 20）成果報告書
そこで本利用課題では，ラジオ受信機，携帯端末，無線 LAN ルータへの干渉を想定し，WPT システム

815MHz の漏えい電界特性を電磁界解析手法（有限積分法）により解析する．の高調波である 87MHz，815MHz，3.5GHz，5.3GHzの漏えい電磁界の戸建て住宅内及び商業施設内外に2.1 波源モデルおける特性を，スーパーコンピュータ TSUBAME

図 2.1 に本章で用いる波源モデルを示す．各周波

2.5[4]を用いて解析する．戸建て住宅，商業施設及び数で高い電界強度を放射するために周波数ごとに波漏えい電磁界波源をモデリングして漏えい電磁界を源モデルを設計しており，87MHz では直径 50mm 巻

解析し，測定結果と比較することで解析モデルの妥

き数 3 のスパイラルコイル，815MHz では 88.5×当性を検証する．また，複数の WPT が同時動作す88.5mm 素子のパッチアンテナを波源として用いる．

る場合として 3 個の波源を同時励振した場合の漏えい電磁界特性や，商業施設を用いた大規模解析での2.2 実験住宅における漏えい電磁界の測定と解析解析空間サイズと計算時間の関係を検討する．なお，

本節では，戸建て住宅としてパナソニック保有の87MHz，815MHz の解析には有限積分法を用いた電実験住宅をモデリングし，住宅内での漏えい電界を磁界シミュレータである CST 社の MICROWAVE解析する．住宅内の一部の場所での測定結果と比較

STUDIO[5]を，3.5GHz，5.3GHz の解析には筆者らがすることで解析モデルの妥当性を確認した上で，複開発した Ray Launching 法を用いた電波伝搬シミュ

数の WPT が同時動作する場合の漏えい電界特性をレータ[3]を使用して解析する．

解析する．

2. 電磁界解析による漏えい電磁界の測定と解析

2.2.1 測定及びシミュレーション条件

本章では，ラジオ受信機及び携帯端末への干渉を表 2.1 に測定及びシミュレーション条件を示す．

想定し，WPT システムの高調波である 87MHz 及び解析手法は有限積分法電磁界解析を用い，実験住宅全体を含む電磁界シミュレーションを可能にするた

190mm

50mm
88.5mmHouse B
88.5mmHouse A

190mm

Z（a）87MHz
図 2.1

Y
X

3turns（b）815MHz
解析モデル（波源）
Total size： 32×21×8 m

表 2.1

測定及びシミュレーション条件

計算機システムTSUBAME 2.5

解析手法

有限積分法電磁界解析

解析周波数87MHz，815MHz

送信電力

10dBm

波源

87MHz

直径 50mm スパイラルコイル

815MHz88.5×88.5mm パッチアンテナ

解析モデル

実験住宅モデル

波源の配置位置

住宅 A の部屋 A，C，D観測区間の位置

住宅 A の部屋 B，住宅 B の部屋 F（a）全景
Steel beamSteel meshin the foundation

Steel floor（b）内部金属構造
図 2.2

解析モデル（実験住宅）

（様式 20）成果報告書
め，スーパーコンピュータ TSUBAME 2.5 を利用すしている．送信電力は各波源それぞれ 10dBm とした．

る．特に数 100MHz を超える周波数帯域では 10m をまた，漏えい電界の観測区間は住宅 A の部屋 B の区

超えるサイズの解析空間は数 10 億メッシュの大規

間 1 と，隣家にあたる住宅 B の部屋 F の区間 2 を選模なメッシュ数となるため，並列処理による解析の定し，観測区間の高さもそれぞれ床から 1m とした．

高速化が必要不可欠である．
図 2.2 に実験住宅モデルを示す．パナソニック保2.2.2 評価結果

有の実験住宅をモデリングしたものであり，延べ床22

図 2.4 に 3 波源同時動作時の 87MHz 漏えい電界強面積 176m の住宅 A と延べ床面積 102m の住宅 B が度に対する各波源間の位相差の影響を示す．測定で隣接した構成となっている．それぞれの壁面の位置は各波源の位相を制御することが難しいため，漏えや寸法は実構造に準拠しており，材質も実構造と同い電界強度の最大値と平均値を測定した．シミュレ等に設定した．また，図 2.2（b）に示す基礎内部のーションでは波源 1 及び波源 2 の位相を 0˚で固定し鉄筋や階層間の金属梁などの金属構造が漏えい電磁波源 3 の位相を 30˚刻みで変化させ，計 12 通りを解界特性に大きな影響を与えることがわかっているた析した．観測区間は部屋 B の区間 1 である．図 2.4め[3]，これらの構造もモデリングしている．実験住より，3 波源が同時動作する場合は各波源の位相に宅全体を含む解析空間のサイズは 32×21×8m であ応じて漏えい電界強度が変動することがわかる．1る．

波源（波源 1 のみ）の場合と比較すると，最大 6dB

図 2.3 に波源及び漏えい電界の観測区間の位置をほど漏えい電界強度が増加している．区間 1 では波示す．各部屋の WPT システムが同時動作するユー

源 1 からの距離と波源 3 からの距離が同程度であり，スケースを想定し，波源を住宅 A の部屋 A，部屋 C

主にこれら 2 つの波源が干渉していると予想される及び部屋 D に 1 個ずつ配置した．配置高さはそれぞことから，6dB 程度の電界強度の増加が起こると考れ床から 1m である．ここで，87MHz では波源となえられる．測定結果とシミュレーション結果の傾向

るスパイラルコイルの開口面が地面に対し平行になはほぼ同様となっている．

るよう配置し，815MHz ではパッチアンテナの最大

図 2.5 及び図 2.6 に 3 波源同時動作時の 87MHz 及放射方向が図 2.3 の矢印に示す向きになるよう配置

び 815MHz の漏えい電界強度の測定結果とシミュレーション結果の比較を示す．測定では漏えい電界強＜1F＞ House B度の平均値，シミュレーションでは各波源間の位相

House A差が 0˚の場合の瞬時値を示している．図 2.5 より

Room C

87MHz における区間 1（区間 2）での測定とシミュ

Room F

Source 2

Line 2

Line 1

レーションの電界強度の区間平均差分は約 2.4dB（3.8dB），図 2.6 より 815MHz における区間平均差

Room B
Source 1
Room A

分は約 0.6dB（2.1dB）であり，傾向がほぼ一致する＜2F＞
Room D

Room G
Source 3

Room H

図 2.3

波源の配置位置及び観測区間の位置

8580

1 source only
0.0

X

Max.

90

75

YZ

95

Average

87 MHz, Line 1
Measurement

1.0
2.0
Distance （m）（m）
始点からの距離（a）測定
図 2.43.0

field strengthElectric（dBmV/m）
電界強度（dBuV/m）

電界強度（dBuV/m）field strengthElectric（dBmV/m）95

Room E

Average

12 patterns

9085

1 source only

80

87 MHz, Line 1
Simulation

75
0.0

1.0
2.0
Distance （m）（m）
始点からの距離3.0（b）シミュレーション

3 波源動作時の各波源間の位相差の影響

（様式 20）成果報告書ことが確認できる．また，区間 2 における漏えい電

2.3 商業施設における漏えい電磁界の解析

界強度の区間平均値は区間 1 よりも 10dB 程度以上

本節では，商業施設をモデリングして商業施設内低くなっているが，これは外壁による透過損失及び及びその周辺の漏えい電界を解析する．商業施設を距離減衰によるものである．

含む解析空間のサイズを変化させた場合のメッシュ

以上の結果より，本利用課題の条件では解析モデ数，TSUBAME 並列ノード数，計算時間を比較し，ルは妥当であると考えられる．また，3 波源が同時解析空間サイズと計算時間の関係について検討する．に動作する場合には漏えい電界強度が最大 6dB 程度変動することや，隣家での漏えい電界強度は住宅壁面による透過減衰と伝搬損失によって数 10dB 程度減衰することが確認できた．

2.3.1 シミュレーション条件
表 2.2 にシミュレーション条件を示す．解析手法
は有限積分法電磁界解析を用い，商業施設全体を含120
100806040Meas.
Simu.

200.087 MHz, Line 1

1.0
2.0
Distance （m）
Distance (m)strength(dBmV/m)
field
Electric（dBmV/m）strength
field
Electric

strength
field
Electric
strength(dBmV/m)
field
Electric（dBmV/m）

む電磁界シミュレーションを可能にするためスーパ
120ーコンピュータ TSUBAME 2.5 を利用する．解析周100

波数は 87MHz 及び 815MHz である．

60てモデリングしたものであり，主に+X 軸側の商品

40

Meas.
Simu.

20

3.00.0（a）区間 1
図 2.5

図 2.7 に商業施設モデルを示す．実店舗を想定し

80

87 MHz, Line 2

1.02.0Distance （m）
Distance (m)3.0（b）区間 2

陳列スペースとX 軸側のイートインスペースを含む商業施設と，その周辺の駐車場から構成されている．それぞれの壁面などの材質は図 2.2 の実験住宅

3 波源動作時の 87MHz 漏えい電界特性モデルを参考に設定した．商業施設及びその周辺の

120
100
80

6040

Meas.
Simu.

200.0815 MHz, Line 1

0.5
1.0Distance （m）
Distance (m)1.5（a）区間 1
図 2.6

strength(dBmV/m)
field
Electric（dBmV/m）strength
field
Electric

strength
field
Electricstrength(dBmV/m)fieldElectric（dBmV/m）

駐車場を含む解析空間のサイズは 40×40×10m であ120

る．波源は図 2.7（b）に示すように商業施設内イー100

トインスペースのテーブル裏に配置し，送信電力は8010dBm としている．

6040

Meas.
Simu.

200.0

815 MHz, Line 20.5
1.0
Distance （m）
Distance (m)Commercial facility

Parking1.5Z（b）区間 2YX

3 波源動作時の 815MHz 漏えい電界特性

表 2.2

シミュレーション条件
Total size： 40×40×10 m

計算機システムTSUBAME 2.5

解析手法

有限積分法電磁界解析

解析周波数87MHz，815MHz

送信電力

10dBm

波源

87MHz

直径 50mm スパイラルコイル

815MHz88.5×88.5mm パッチアンテナ

解析モデル

商業施設モデル

波源の配置位置

商業施設内イートインスペースのテーブル裏観測区間の位置

商業施設含む L×L（m）エリア（a）全景
Source （under the table）（b）店舗内の断面図
図 2.7

解析モデル（商業施設）

（様式 20）成果報告書
図 2.8 に評価する解析空間サイズの条件を示す．

表 2.4 に 815MHz の解析における解析空間サイズ

X とY を変えることで L の値を L=40～300m の範に対するメッシュ数，TSUBAME 並列ノード数，計囲で変更し，駐車場の大きさを変えることによって算時間を示す．815MHz では 87MHz と比較して波長解析空間サイズが計算時間に与える影響を検証する．

が短いためメッシュが細かくなり，メッシュ数が大幅に増加する．このため，並列ノード数は計算機シ

2.3.2 評価結果

ステム仕様上の限界に近い 80 ノードに設定した．表

表 2.3 に 87MHz の解析における解析空間サイズに対2.4 より，L=40m の場合でも並列ノード数 80 の条件

するメッシュ数，TSUBAME 並列ノード数，計算時で 10 時間以上の計算時間が必要であることがわか間を示す．並列ノード数は 1 ノードあたり 1 億メッる．L=50m 以上の解析空間サイズでは計算時間が 20シュを目安に L=40～300m で同値の 8 ノードとして時間以上となることが予想され，実用レベルでないいる．表 2.3 より，解析空間サイズに比例してメッと考えられる．

シュ数が増大し，それに伴い計算時間が増加するこ以上の結果より，本利用課題の条件では，解析空とが確認できる．87MHz では，L=300m の条件でも間サイズ及び解析周波数に応じてメッシュ数が増大

4 時間以内での解析が可能である．

し，それに伴って計算時間が増加する傾向を確認した．数 10 億メッシュを超える大規模モデルの電磁界解析ではソルバー解析にかかる時間よりもメッシュ生成にかかる時間が支配的となっており，計算時間YLの短縮が大きな課題である．
40m

X/2

X/2

3. 幾何光学的電波伝搬解析による漏えい電磁界40mの測定と解析L
図 2.8

本章では，携帯端末及び無線 LAN ルータへの干

解析空間サイズ

渉を想定し，WPT システムの高調波である 3.5GHz及び 5.3GHz の漏えい電界特性を幾何光学伝搬解析

表 2.387MHz 解析での解析空間サイズと計算時間

解析空間
サイズ

メッシュ数

並列ノード数手法（Ray Launching 法）により解析する．

計算時間

40×40m

0.3 億

80.3h

100×100m

1.2 億

80.7h

160×160m

2.5 億

81.2h

220×220m

4.4 億

81.9h

300×300m

7.8 億

83.5h

（a） 3.5GHz(b)5.3GHz

図 3.1

解析モデル（波源）

表 2.4 815MHz 解析での解析空間サイズと計算時間
解析空間サイズ40×40m45×45m

メッシュ数19.3 億23.3 億並列ノード数80

計算時間11.2h

ZY80

ZX

16.5h

50×50m30.2 億

80－60×60m

39.9 億80－X（a） 3.5GHz

図 3.2(b)5.3GHz

解析モデル（受信機器）Y（様式 20）成果報告書
3.1 波源及び受信機器モデル

3.2.2 評価結果

図 3.1 に本章で用いる波源モデルを示す．各周波数で高い電界強度を放射するために周波数ごとに波

本節では，3 波源を同時動作させた場合の漏えい電磁界特性について説明する．

源モデルを設計しており，3.5GHz では 20.3×20.3mm

図 3.4 に 3 波源同時動作時の 3.5GHz 漏えい電界強素子のパッチアンテナ，5.3GHz では 12.6×12.6mm 素度に対する各波源間の位相差の影響を示す．測定で子のパッチアンテナを波源として用いる．図 3.2 には各波源の位相を制御することが困難のため，漏え受信機器モデルを示す．3.5GHz ではスマートフォン，い電界強度の平均値を測定した．シミュレーション

5.3GHz では無線 LAN ルータを受信機器に用いる．

では波源 1 及び波源 2 の位相を 0°で固定して波源 3の位相を 30˚刻みで変化させ，計 12 通りを解析した．

3.2 実験住宅における漏えい電磁界の測定と解析
本節では，2.2 節と同様の実験住宅モデルを用いて，観測区間は部屋 B の区間 1 である．図 3.4 より，3波源が同時動作する場合は各波源の位相に応じて漏住宅内での漏えい電界を解析する．住宅内の一部のえい電界強度が最大 5dB 程度変動することがわかる．

場所での測定結果と比較することで解析モデルの妥

また，1 波源（波源 1 のみ）の場合と比較すると，当性を検証した上で，複数の WPT が同時動作するシミュレーションでは 3.1dB，測定では 2.4dB 漏え場合の漏えい電界特性を解析する．

い電界強度が増加しており，シミュレーションと測定で同様な傾向が得られている．

3.2.1 測定及びシミュレーション条件

図 3.5 及び図 3.6 に 3 波源同時動作時の漏えい電界

表 3.1 に測定及びシミュレーション条件を示す．

強度の測定結果とシミュレーション結果の比較を示

解析手法は Ray Launching 法電波伝搬解析を用い，す．測定では漏えい電界強度の平均値，シミュレースーパーコンピュータ TSUBAME 2.5 を利用する．

ションでは各波源間の位相差が 0˚の場合の移動区間

図 3.3 に解析モデルを示す．
図 3.3 に示すように，2.2.1中央値を示している．図 3.5 に示すように 3.5GHz

節で説明した実験住宅モデルに加えて，住宅の周囲における区間 1（区間 2）での測定とシミュレーショ150m 四方に存在する建物をモデリングする．なお，これら周囲の建物については外壁のみモデリングしている．波源の配置位置及び観測区間の場所（＝受信機器の配置位置）については，2.2.1 節と同様である．送信電力は各波源それぞれ 10dBm とした．

測定及びシミュレーション条件
TSUBAME 2.5

解析手法

Ray Launching 法電波伝搬解析解析周波数

3.5GHz，5.3GHz

送信電力

10dBm

波源

3.5GHz20.3×20.3mm パッチアンテナ

5.3GHz12.6×12.6mm パッチアンテナ

受信3.5GHz

スマートフォン

機器

5.3GHz

無線 LAN ルータ

解析モデル

実験住宅モデル

波源の配置位置

住宅 A の部屋 A，C，D

受信機器の位置

住宅 A の部屋 B，住宅 B の部屋 F

図 3.3

解析モデル（実験住宅周辺の建物）

Average-40

Received level [dBm]

計算機システム

Received level [dBm]

表 3.1-50-60-70

1 source only

-80
00.25

0.50.75

1Distance [m](a) 測定
図 3.4

1.25

1.5

12 patterns-40-50-60-70

1 source only Average

-80
00.25

0.50.75

11.25

1.5

Distance [m](b) シミュレーション

3 波源動作時の各波源間の位相差の影響

（様式 20）成果報告書
ンの電界強度の区間平均差分は約 0.1dB（0.1dB），

3.3 商業施設における漏えい電磁界の解析

図 3.6 に示すように 5.3GHz における区間平均差分は

本節では，2.3 節と同様の商業施設を用いて商業施

約 2.9dB（1.9dB）であり，傾向が一致していること

設内及びその周辺の漏えい電界を解析する．また，がわかる．また，3.5GHz，5.3GHz 共に，区間 2 にお商業施設を含む解析空間サイズが計算時間に与えるける漏えい電界強度の区間平均値は区間 1 よりも影響を検討する．

20dB 程度低くなっているが，これは外壁による損失

3.3.1 シミュレーション条件と距離減衰によるものである．
以上の結果より，本利用課題の条件では，3 波源

表 3.2 にシミュレーション条件を示す．波源は 3.1を同時動作させた場合，漏えい電界強度が最大 5dB

節で示したパッチアンテナを用い，受信機器はダイ程度変動することと，WPT を設置した住宅の隣家でポールアンテナである．送信電力は 10dBm とした．

は漏えい電磁界の影響が少ないことがわかった．

図 3.7 に商業施設モデルと波源位置を示す．商業-40-50-60-70

Meas.
Sim.

-80-90受信レベル [dBm]level [dBm]
Received

受信レベル
[dBm]
[dBm]
level
Received施設を中心として，周辺の建物をモデリングする．
波源は商業施設内のイートインスペースのテーブル

-40

Meas.
Sim.

-50-60裏に配置する．受信機器は図 3.8 に示すように商業-70

施設を含む 40×40m の空間に 0.1m 間隔で格子状に-80-90配置しており，このことから受信機器設置位置数は-100-10000.25

0.5
0.75
1
移動距離 [m]

1.25

1.5

00.25

1.25

1.5Distance [m]Distance [m](a) 区間 1
図 3.50.50.75
1
移動距離 [m](b) 区間 2160000 点となる．配置高さは地面から 1m とした．
図 3.9 に評価する解析空間サイズの条件を示す．

3 波源動作時の 3.5GHz 漏えい電界特性

解析空間サイズとしては，図 3.7 で示したモデルの-40-50-60-70

Meas.
Sim.

-80-90受信レベル [dBm]level [dBm]
Received

受信レベル[dBm]level[dBm]
Received

全エリア（600m×600m），及び商業施設を中心として 40m×40m，120m×120m，200m×200m，280m×280m

-40

Meas.
Sim.

-50-60の範囲を抽出した 5 種類とする．図 3.9 に示すよう-70に解析空間の境界上にある建造物については解析空-80-90間内の壁面のみ残すように設定する．また，商業-100-10000.25

0.50.751
移動距離 [m]1.25

1.500.25

1.25

1.5

Distance [m]Distance [m](a) 区間 1
図 3.60.50.75
1
移動距離 [m](b) 区間 2

商業施設

3 波源動作時の 5.3GHz 漏えい電界特性
波源

表 3.2

シミュレーション条件

計算機システムTSUBAME 2.5

解析手法

Ray Launching 法電波伝搬解析

解析周波数3.5GHz，5.3GHz

出力

10dBm

波源

3.5GHz20.3×20.3mm パッチアンテナ

5.3GHz12.6×12.6mm パッチアンテナ

受信機器

ダイポールアンテナ

解析モデル

商業施設モデル

波源の配置位置

商業施設内イートインスペース

図 3.7

商業施設モデルと波源位置

h=1.0m

1mのテーブル裏
受信機器配置位置

商業施設含む 40m×40m エリア

図 3.81m

受信機器設定位置

（様式 20）成果報告書
施設の周辺建物の影響を評価するため，どの解析空値が小さくなっている．これは，幾何光学伝搬解析

間サイズの評価においても受信機器は商業施設を含シミュレータの動作パラメータの一つである最大パ

む 40m×40m の領域にのみ設定する．

スロス閾値を全ての周波数で同一としていることが要因である．シミュレータではレイのレベルが最大

3.3.2 評価結果

パスロス閾値以下になった場合計算を打ち切るが，

表 3.5 及び表 3.6 に 3.5GHz 及び 5.3GHz における周波数が高いほど距離に対する減衰度が大きく，比各解析空間サイズの計算時間を示す．TSUBAME 並

較的短い伝搬距離で計算が打ち切られるため上記の列ノード数は 50 とした．表 3.5 及び表 3.6 により，ような傾向となる．

各周波数帯において解析空間サイズの違いによる計以上の結果より，本利用課題の条件では，受信機算時間，使用メモリの変化が小さいことがわかる．

器設置位置数が 160000 点程度の場合，考慮する建物

これは，本条件では受信機器設置位置数が 160000の範囲が増加した場合でも計算時間はほとんど変化点と多くなり，レイと建物との交点検索に要する計がないことがわかった．

算時間よりも受信点における到達レイの検索など他の処理に要する計算時間が多いためである．

4. まとめ一方，周波数の違いによる計算時間，使用メモリ

本利用課題では，スーパーコンピュータの変化については，周波数が高くなるほど各項目のTSUBAME 2.5 を用いて，住宅内で複数の WPT が同時動作する場合の漏えい電磁界，及び商業施設にお商業施設ける漏えい電磁界を解析した．測定結果と傾向が一致する解析モデルを用い，複数の WPT の位相差が漏えい電磁界特性に影響を与えることや，隣家への漏えい電磁界の影響が小さいことを把握した．
TSUBAME 2.5 を用いることにより，隣家を含む戸建て住宅や商用施設などといった大規模なモデルの解析を 12 時間程度以内で解析でき，有限積分法電磁界解析及び Ray launching 法電波伝搬解析における

図 3.9

解析空間サイズTSUBAME 2.5 の有用性を確認した．
なお，本研究は総務省平成 27 年度電波資源拡大の表 3.5

3.5GHz 解析での解析空間サイズと計算時間ための研究開発「ワイヤレス電力伝送による漏えい電波の環境解析技術の研究開発」の一部である．

解析空間サイズ

使用メモリ

計算時間

40×40m

17.7GB

3.3h

120×120m

18.3GB

3.3h

参考文献

200×200m

18.1GB

3.3h

280×280m

18.0GB

3.6h[1] Q. Chen et al., “Antenna Characterization for WirelessPower Transmission System Using Near field Coupling,”
IEEE Antennas and Propagation Magazine, Vol.54, No.4,Aug.2012.

表 3.6

5.3GHz 解析での解析区間サイズと計算時間[2] J. Kim et al., “Electromagnetic Interference andRadiation from Wireless Power Transfer Systems,” 2014
IEEE International Symposium on Electro- magnetic
Compatibility, Aug. 2014.

解析空間サイズ

使用メモリ

計算時間

40×40m

5.8GB

1.8h

120×120m

7.7GB

1.9h

[3] K. Takagi, T. Yui, M. Anada, T. Izumi, H. Uno, H.
Watanabe and Y. Saito, “Analysis of Electromagnetic
Field Leaked from Wireless Power Transfer System in
Case-study House,” WPTC 2015, P2.5, May 2015.

200×200m

6.2GB

1.8h

[4] 東京工業大学 学術国際情報センター, TSUBAME(http:// www.gsic.titech.ac.jp/tsubame).

280×280m

7.1GB

1.8h

[5] CST MICROWAVE STUDIO（http://www.cst.com/）