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JP2020036098A - Power conversion device - Google Patents

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JP2020036098A JP2018158661A JP2018158661A JP2020036098A JP 2020036098 A JP2020036098 A JP 2020036098A JP 2018158661 A JP2018158661 A JP 2018158661A JP 2018158661 A JP2018158661 A JP 2018158661A JP 2020036098 A JP2020036098 A JP 2020036098A
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眞司 村田
鴫原 亮
Akira Shigihara
亮 鴫原
啓介 野口
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啓介 野口
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Abstract

【課題】十分に大きなインピーダンスを有する電力変換装置を提供する。【解決手段】電力変換装置300は、3本以上の第1導体であって、各第1導体は、受信する電波の周波数における自由空間波長における半波長に対応する長さを有する本体部111と、本体部の一端に接続される第1接続部112と、本体部の他端に接続される第2接続部113とを有し、空間的に隣り合うように配置される3本以上の第1導体110と、3本以上の第1導体の本体部に囲まれる空間内に位置し、第1給電点121Aから延在し、3本以上の第1導体の第1接続部に接続される第1素子120Aと、第1給電点と平衡端子を構成する第2給電点から延在し、3本以上の第1導体の第2接続部に接続される第2素子120Bとを有し、各第1導体と折返しダイポールアンテナ100を構成する第2導体と、第1給電点及び第2給電点に接続される整流回路200とを含む。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conversion device having a sufficiently large impedance. SOLUTION: The power conversion device 300 is three or more first conductors, and each first conductor has a main body 111 having a length corresponding to a half wavelength in a free space wavelength at a frequency of a received radio wave. , A first connecting portion 112 connected to one end of the main body portion and a second connecting portion 113 connected to the other end of the main body portion, and three or more conductors arranged so as to be spatially adjacent to each other. It is located in a space surrounded by one conductor 110 and the main body of three or more first conductors, extends from the first feeding point 121A, and is connected to the first connection of three or more first conductors. It has a first element 120A and a second element 120B extending from a first feeding point and a second feeding point constituting a balanced terminal and connected to a second connecting portion of three or more first conductors. Each first conductor includes a second conductor constituting the folded dipole antenna 100, and a rectifying circuit 200 connected to the first feeding point and the second feeding point. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、電力変換装置に関する。   The present invention relates to a power converter.

従来より、基板の一主面に、平衡二線型のアンテナ、平衡二線線路、整流回路、直流出力部を形成し、整流回路は、直流遮断用キャパシタと、ショットキーバリアダイオードと、平滑用キャパシタを含んでおり、ショットキーバリアダイオードと平滑用キャパシタとの間隔を、受信するマイクロ波の波長をλgとして、λg/22.5〜λg/14としたレクテナ装置がある(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, a balanced two-wire antenna, a balanced two-wire line, a rectifier circuit, and a DC output part are formed on one main surface of a substrate, and the rectifier circuit includes a DC blocking capacitor, a Schottky barrier diode, and a smoothing capacitor. There is a rectenna device in which the distance between the Schottky barrier diode and the smoothing capacitor is λg / 22.5 to λg / 14, where λg is the wavelength of the microwave to be received (for example, see Patent Document 1). ).

特開2007−116515号公報JP 2007-116515 A

ところで、従来のレクテナ装置は、周囲の電波強度が弱い場合に、十分な発電電圧を得るのが難しかった。その理由のひとつは、従来のレクテナ装置のインピーダンスが十分に大きくなかったためである。   By the way, the conventional rectenna device has difficulty in obtaining a sufficient power generation voltage when the surrounding radio wave intensity is weak. One of the reasons is that the impedance of the conventional rectenna device was not sufficiently large.

そこで、十分に大きなインピーダンスを有する電力変換装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object is to provide a power conversion device having a sufficiently large impedance.

本発明の実施の形態の電力変換装置は、3本以上の第1導体であって、各第1導体は、受信する電波の周波数における自由空間波長における半波長に対応する長さを有する本体部と、前記本体部の一端に接続される第1接続部と、前記本体部の他端に接続される第2接続部とを有し、空間的に隣り合うように配置される3本以上の第1導体と、前記3本以上の第1導体の本体部に囲まれる空間内に位置し、第1給電点から延在し、前記3本以上の第1導体の第1接続部に接続される第1素子と、前記第1給電点と平衡端子を構成する第2給電点から延在し、前記3本以上の第1導体の第2接続部に接続される第2素子とを有し、各第1導体と折返しダイポールアンテナを構成する第2導体と、前記第1給電点及び前記第2給電点に接続される整流回路とを含む。   The power converter according to the embodiment of the present invention includes three or more first conductors, each of the first conductors having a length corresponding to a half wavelength in a free space wavelength at a frequency of a radio wave to be received. And a first connection portion connected to one end of the main body portion, and a second connection portion connected to the other end of the main body portion, three or more of which are arranged to be spatially adjacent to each other. A first conductor, located in a space surrounded by the main body of the three or more first conductors, extending from a first feeding point, and connected to a first connection part of the three or more first conductors; A first element and a second element extending from a second feeding point forming a balanced terminal with the first feeding point and connected to a second connection portion of the three or more first conductors. A second conductor forming a folded dipole antenna with each first conductor, and being connected to the first feeding point and the second feeding point. And a flow circuit.

十分に大きなインピーダンスを有する電力変換装置を提供することができる。   A power conversion device having a sufficiently large impedance can be provided.

実施の形態の折返しダイポールアンテナ100を含む電力変換装置300を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a power conversion device 300 including the folded dipole antenna 100 according to the embodiment. 4個のエレメント110を含む折返しダイポールアンテナ100の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a folded dipole antenna 100 including four elements 110. シミュレーション結果を示す図である。It is a figure showing a simulation result. 折返しダイポールアンテナ100のシミュレーション結果を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a simulation result of the folded dipole antenna 100. 折返しダイポールアンテナ100における本体部111の半径r1とエレメント120の半径r2との比r1/r2に対するステップアップ比nの特性を示す図である。Is a diagram showing characteristics of a step-up ratio n 2 with respect to the ratio r1 / r2 of the radius r2 of the radius r1 and the element 120 of the main body portion 111 of the folded dipole antenna 100. 折返しダイポールアンテナ100における本体部111及びエレメント120の半径rに対するステップアップ比nの特性を示す図である。Is a diagram showing characteristics of a step-up ratio n 2 with respect to the radius r of the main body portion 111 and the element 120 in the folded dipole antenna 100. 折返しダイポールアンテナ100における間隔hに対するステップアップ比nの特性を示す図である。Is a diagram showing characteristics of a step-up ratio n 2 with respect to distance h in the folded dipole antenna 100. 折返しダイポールアンテナ100のシミュレーション結果を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a simulation result of the folded dipole antenna 100. ダイポールアンテナ100の各部の寸法を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing dimensions of each part of the dipole antenna 100. 実施の形態の折返しダイポールアンテナ100M1を含む電力変換装置300M1を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a power conversion device 300M1 including the folded dipole antenna 100M1 of the embodiment. 実施の形態の折返しダイポールアンテナ100M2を含む電力変換装置300M2を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a power conversion device 300M2 including the folded dipole antenna 100M2 of the embodiment. 折返しダイポールアンテナ100M3の構成を示す図である。It is a figure showing the composition of folded dipole antenna 100M3. 折返しダイポールアンテナ100M4の構成を示す図である。It is a figure showing composition of folded dipole antenna 100M4.

以下、本発明の電力変換装置を適用した実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments to which the power conversion device of the present invention is applied will be described.

<実施の形態1>
図1は、実施の形態の折返しダイポールアンテナ100を含む電力変換装置300を示す図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram illustrating a power conversion device 300 including the folded dipole antenna 100 according to the embodiment.

電力変換装置300は、折返しダイポールアンテナ100と整流回路200とを含む。電力変換装置300は、折返しダイポールアンテナ100が受信した電波の高周波電力を整流回路200で直流電力に変換して出力する。   Power conversion device 300 includes folded dipole antenna 100 and rectifier circuit 200. The power converter 300 converts the high frequency power of the radio wave received by the folded dipole antenna 100 into DC power by the rectifier circuit 200 and outputs the DC power.

折返しダイポールアンテナ100は、誘導性のインピーダンス特性を有する。このため、電力変換装置300は、折返しダイポールアンテナ100、及び整流回路200の他にフィルタを含まなくても、容量性のインピーダンスを示す整流回路200と折返しダイポールアンテナ100とのインピーダンス整合を取ることができる。以下、この詳細について説明する。   The folded dipole antenna 100 has an inductive impedance characteristic. Therefore, the power conversion device 300 can achieve impedance matching between the rectifier circuit 200 having capacitive impedance and the folded dipole antenna 100 without including a filter other than the folded dipole antenna 100 and the rectifier circuit 200. it can. Hereinafter, this will be described in detail.

折返しダイポールアンテナ100は、N個のエレメント110と、1個のエレメント120とを有する。Nは3以上の整数である。すなわち、折返しダイポールアンテナ100は、3個以上のエレメント110を含む。   The folded dipole antenna 100 has N elements 110 and one element 120. N is an integer of 3 or more. That is, the folded dipole antenna 100 includes three or more elements 110.

図1では、折返しダイポールアンテナ100は、一例として、銅製の金属棒を組み合わせることによって作製されている。しかしながら、折返しダイポールアンテナ100は、銅以外の金属製であってもよく、また、基板等の表面に金属箔をパターニングすることによって作製されてもよい。   In FIG. 1, the folded dipole antenna 100 is manufactured by combining copper metal rods as an example. However, the folded dipole antenna 100 may be made of a metal other than copper, or may be manufactured by patterning a metal foil on the surface of a substrate or the like.

エレメント110は、本体部111と接続部112、113とを有する。エレメント110は、第1導体の一例である。N個のエレメント110は、エレメント120の中心軸Cを中心軸とする仮想的な円筒の外周面上に本体部111の中心軸が位置するように、かつ、隣り合う本体部111同士の円周方向における角度θが等しくなるように配置されている。すなわち、N個のエレメント110は、本体部111がエレメント120の中心軸Cを中心軸とする仮想的な円筒の外周面上に等間隔で配置されるように、配列されている。   The element 110 has a main body 111 and connecting portions 112 and 113. The element 110 is an example of a first conductor. The N elements 110 are arranged such that the central axis of the main body 111 is positioned on the outer peripheral surface of a virtual cylinder having the central axis C of the element 120 as the central axis, and the circumferences of the adjacent main bodies 111 are adjacent to each other. Are arranged so that the angles θ in the directions are equal. That is, the N elements 110 are arranged such that the main body 111 is arranged at equal intervals on the outer peripheral surface of a virtual cylinder having the central axis C of the element 120 as the central axis.

N個のエレメント110は、互いに等しい構成を有するため、ここでは1個のエレメント110について説明する。   Since the N elements 110 have the same configuration, only one element 110 will be described here.

本体部111は、端部111A及び111Bを有する。接続部112は、端部111Aとエレメント120の端部122Aとを接続し、接続部113は、端部111Bとエレメント120の端部122Bとを接続する。   The main body 111 has ends 111A and 111B. The connection part 112 connects the end part 111A and the end part 122A of the element 120, and the connection part 113 connects the end part 111B and the end part 122B of the element 120.

本体部111は、端部111A及び111Bを両端として、細長い円柱状のエレメント120の中心軸Cに平行に延在している。本体部111は、エレメント120と平行に配置されている。   The main body 111 extends with the ends 111A and 111B at both ends in parallel with the central axis C of the elongated cylindrical element 120. The main body 111 is arranged in parallel with the element 120.

本体部111の長さLは、折返しダイポールアンテナ100が受信する電波の自由空間波長λの約半波長(約λ/2)に対応する長さに設定される。これは、エレメント110が折返しダイポールアンテナ100の全長(エレメント120の中心軸方向の端から端までの長さ)に対応する部分だからである。 The length L of the body portion 111 is set to a length corresponding to approximately half the wavelength of the free-space wavelength lambda 0 of the radio wave folded dipole antenna 100 receives (about λ 0/2). This is because the element 110 corresponds to the entire length of the folded dipole antenna 100 (the length from the end of the element 120 in the central axis direction).

ここで、電波の自由空間波長λの半波長(λ/2)に対応する長さとは、厳密に電波の自由空間波長λの半波長(λ/2)には限らず、折返しダイポールアンテナ100として機能させるための調整において、半波長(λ/2)よりも少し短くされる場合の長さを含む意味である。 Here, the length corresponding to the half wavelength of the free-space wavelength lambda 0 of the radio wave (λ 0/2), is not limited to strictly radio free space wavelength lambda 0 of the half wavelength (λ 0/2), folded in adjusting to function as a dipole antenna 100, is meant to include the length of the case is slightly shorter than a half wavelength (λ 0/2).

また、エレメント110の本体部111の素子幅(円柱形状の直径)は、エレメント120の素子幅(円柱形状の直径)よりも太くされており、本体部111の半径はエレメント120の半径より大きく形成されている。折返しダイポールアンテナ100では、エレメント120の素子幅に対するエレメント110の素子幅でインピーダンスが決まる。エレメント120の素子幅よりもエレメント110の素子幅を太くすることにより、折返しダイポールアンテナ100のインピーダンスを増大させることができる。   The element width (diameter of the column) of the main body 111 of the element 110 is larger than the element width (diameter of the column) of the element 120, and the radius of the main body 111 is larger than the radius of the element 120. Have been. In the folded dipole antenna 100, the impedance is determined by the element width of the element 110 with respect to the element width of the element 120. By making the element width of the element 110 larger than the element width of the element 120, the impedance of the folded dipole antenna 100 can be increased.

なお、エレメント110、120が基板の表面の金属箔で構成される場合には、エレメント110の本体部111の厚さに対する素子幅が、エレメント120の厚さに対する素子幅よりも太くされていればよい。   In the case where the elements 110 and 120 are made of metal foil on the surface of the substrate, if the element width of the element 110 with respect to the thickness of the main body 111 is larger than the element width with respect to the thickness of the element 120, Good.

エレメント120は、エレメント120A及び120Bを有する。エレメント120は、第2導体の一例である。   Element 120 has elements 120A and 120B. The element 120 is an example of a second conductor.

エレメント120Aは、給電点121A及び端部122Aを有する。エレメント120Aは、第1素子の一例である。給電点121Aは、第1給電点の一例である。端部122Aは、第1端部の一例である。エレメント120Aは、エレメント110の本体部111に平行である。給電点121Aは、整流回路200の端子201に接続される。   The element 120A has a feeding point 121A and an end 122A. Element 120A is an example of a first element. The feeding point 121A is an example of a first feeding point. The end 122A is an example of a first end. The element 120A is parallel to the main body 111 of the element 110. The feeding point 121A is connected to the terminal 201 of the rectifier circuit 200.

エレメント120Bは、給電点121B及び端部122Bを有する。エレメント120Bは、第2素子の一例である。給電点121Bは、第2給電点の一例であり、エレメント120の中心軸Cに垂直な軸を対称軸として、給電点121Aと点対称になる位置に配置されている。端部122Bは、第2端部の一例である。   The element 120B has a feeding point 121B and an end 122B. Element 120B is an example of a second element. The feeding point 121B is an example of a second feeding point, and is located at a point symmetrical with the feeding point 121A with an axis perpendicular to the central axis C of the element 120 as a symmetric axis. The end 122B is an example of a second end.

給電点121A及び121Bは、平衡端子の一例である。給電点121A及び121Bには、整流回路200の端子201、202が接続される。給電点121A及び121Bと整流回路200の端子201、202との間は、例えば、最短距離で銅箔パターン等により接続すればよい。図1では、給電点121A及び121Bと整流回路200の端子201、202との接続部を2本の破線で示す。   Feed points 121A and 121B are examples of a balanced terminal. Terminals 201 and 202 of the rectifier circuit 200 are connected to the feeding points 121A and 121B. The connection between the feeding points 121A and 121B and the terminals 201 and 202 of the rectifier circuit 200 may be made by a copper foil pattern or the like at the shortest distance, for example. In FIG. 1, connection portions between the feeding points 121A and 121B and the terminals 201 and 202 of the rectifier circuit 200 are indicated by two broken lines.

エレメント120Bは、エレメント110の本体部111に平行である。給電点121Bは、整流回路200の端子202に接続される。   The element 120B is parallel to the main body 111 of the element 110. The feeding point 121B is connected to the terminal 202 of the rectifier circuit 200.

エレメント120Bは、平面視において、給電点121A及び121Bの対称軸に対して、エレメント120Aと線対称になるように配置されている。エレメント120Bの長さは、エレメント120Aの長さと等しい。端部122Aから122Bまでの長さは、1000MHzにおける電気長λeの1/2(λe/2)である。この長さは、給電点121A及び121Bの間隔を含む長さであり、換言すれば、端部122Aと端部122Bとの間の距離である。   The element 120B is arranged so as to be line-symmetric with the element 120A with respect to the symmetry axis of the feeding points 121A and 121B in plan view. The length of element 120B is equal to the length of element 120A. The length from the ends 122A to 122B is 1/2 (λe / 2) of the electrical length λe at 1000 MHz. This length includes the distance between the feeding points 121A and 121B, in other words, the distance between the end 122A and the end 122B.

整流回路200は、インピーダンスが高いため、整流回路200の容量性のインピーダンスと、折返しダイポールアンテナ100の誘導性のインピーダンスとを整合させるには、折返しダイポールアンテナ100のインピーダンスを高くする必要がある。   Since the rectifier circuit 200 has a high impedance, it is necessary to increase the impedance of the folded dipole antenna 100 in order to match the capacitive impedance of the rectifier circuit 200 with the inductive impedance of the folded dipole antenna 100.

このため、エレメント110の素子幅が、エレメント120の素子幅よりも太くなるようにしている。折返しダイポールアンテナ100のインピーダンスと、整流回路200のインピーダンスとを共役整合させることにより、整流回路200での整流効率を増大させることができる。   For this reason, the element width of the element 110 is made larger than the element width of the element 120. By performing conjugate matching between the impedance of the folded dipole antenna 100 and the impedance of the rectifier circuit 200, the rectification efficiency of the rectifier circuit 200 can be increased.

整流回路200は、端子201、202、キャパシタ211、212、213、214、ダイオード221、222、223、224、及び出力端子231、232を含む。整流回路200は、一例として、コッククロフト・ウォルトン型の整流回路である。   The rectifier circuit 200 includes terminals 201 and 202, capacitors 211, 212, 213, and 214, diodes 221, 222, 223, and 224, and output terminals 231 and 232. The rectifier circuit 200 is, for example, a Cockcroft-Walton type rectifier circuit.

端子201には、キャパシタ211、212が直列に接続されており、端子202には、キャパシタ213、214が直列に接続されている。また、ダイオード221、222、223、224は、図1に示すように、キャパシタ211、212、213、214の間でたすき掛け状に接続されている。   Terminal 201 has capacitors 211 and 212 connected in series, and terminal 202 has capacitors 213 and 214 connected in series. The diodes 221, 222, 223, and 224 are connected in a crossing manner between the capacitors 211, 212, 213, and 214, as shown in FIG.

整流回路200は、折返しダイポールアンテナ100から入力される高周波電力を直流電圧に変換して、出力端子231、232から出力する。このような整流回路200のインピーダンスはダイオード221、222、223、224の端子間容量の影響で容量性である。   The rectifier circuit 200 converts the high-frequency power input from the folded dipole antenna 100 into a DC voltage and outputs the DC voltage from the output terminals 231 and 232. The impedance of such a rectifier circuit 200 is capacitive under the influence of the capacitance between the terminals of the diodes 221, 222, 223, and 224.

また、本実施例の折返しダイポールアンテナ100は、誘導性のインピーダンス特性を有するため、電力変換装置300にはフィルタを設けていないが、フィルタを設けてもよい。その場合には、折返しダイポールアンテナ100のインピーダンスは必ずしも誘導性とする必要はなく、抵抗性、あるいは、容量性であってもよい。   Further, since the folded dipole antenna 100 of the present embodiment has inductive impedance characteristics, the power converter 300 is not provided with a filter, but may be provided with a filter. In that case, the impedance of the folded dipole antenna 100 does not necessarily need to be inductive, but may be resistive or capacitive.

図2は、4個のエレメント110を含む折返しダイポールアンテナ100の構成を示す図である。図2には、エレメント110の本体部111及び接続部112と、エレメント120とをを示す。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the folded dipole antenna 100 including the four elements 110. FIG. 2 shows the main body 111 and the connection part 112 of the element 110 and the element 120.

ここで、本体部111の端部111A及び111Bの間の長さ(外寸)を150mm、給電点121A、121Bの間隔を5mm、給電点121Aから端部122Aまでの長さを72.5mm、給電点121Bから端部122Bまでの長さを72.5mmとしてシミュレーションを行った。   Here, the length (outside dimension) between the ends 111A and 111B of the main body 111 is 150 mm, the interval between the feeding points 121A and 121B is 5 mm, the length from the feeding point 121A to the end 122A is 72.5 mm, The simulation was performed with the length from the feeding point 121B to the end 122B being 72.5 mm.

図3は、シミュレーション結果を示す図である。図3(A)には、本体部111の半径r1とエレメント120の半径r2を0.125mmに固定して、本体部111の表面とエレメント120の表面の間隔(最短距離)hを2mmから12mmまで変化させた場合の給電点121A、121Bから見た折返しダイポールアンテナ100MのインピーダンスR(Ω)を示す。 FIG. 3 is a diagram showing a simulation result. In FIG. 3A, the radius r1 of the main body 111 and the radius r2 of the element 120 are fixed to 0.125 mm, and the distance (shortest distance) h between the surface of the main body 111 and the surface of the element 120 is 2 mm to 12 mm. 7 shows the impedance R 0 (Ω) of the folded dipole antenna 100M viewed from the feeding points 121A and 121B when the impedance is changed up to.

図3(A)に示すように、間隔hが狭まるにつれてインピーダンスR(Ω)が大きくなることが分かった。このシミュレーション条件で10kΩ以上にするには、間隔hが約2.5mm以下にすればよいことが分かった。なお、従来の構成でも5kΩ程度インピーダンスのアンテナを得る事は可能であった為、実施例においては10kΩ以上のインピーダンスのアンテナを得る事を想定した。 As shown in FIG. 3A, it was found that the impedance R 0 (Ω) increased as the interval h became smaller. It has been found that in order to obtain 10 kΩ or more under the simulation conditions, the interval h may be set to about 2.5 mm or less. In addition, since it was possible to obtain an antenna having an impedance of about 5 kΩ even in the conventional configuration, it was assumed in the embodiment that an antenna having an impedance of 10 kΩ or more was obtained.

図3(B)には、本体部111の表面とエレメント120の表面の間隔(最短距離)hを6mmに固定し、かつ、エレメント120の半径r2を0.125mmに固定した条件で、本体部111の半径r1とエレメント120の半径r2との比r1/r2を変化させた場合のインピーダンスR(Ω)を示す。 FIG. 3B shows the condition that the distance (shortest distance) h between the surface of the main body 111 and the surface of the element 120 is fixed to 6 mm, and the radius r2 of the element 120 is fixed to 0.125 mm. The impedance R 0 (Ω) when the ratio r1 / r2 of the radius r1 of 111 and the radius r2 of the element 120 is changed is shown.

インピーダンスRが10kΩ以上になるのは、本体部111の半径r1とエレメント120の半径r2との比r1/r2が1.3以上の場合であることが分かった。 It has been found that the impedance R0 becomes 10 kΩ or more when the ratio r1 / r2 of the radius r1 of the main body 111 to the radius r2 of the element 120 is 1.3 or more.

なお、ここでは、エレメント110が4個の場合のシミュレーション結果について説明したが、エレメント110が異なっても、同様の傾向が見られることを確認することができた。   Here, the simulation result in the case where the number of the elements 110 is four has been described. However, even when the elements 110 are different, the same tendency can be confirmed.

図4は、折返しダイポールアンテナ100のシミュレーション結果を示す図である。折返しダイポールアンテナ100が1000MHzの電波を受信する条件において、エレメント110の本体部111のY軸方向の長さL、本体部111の半径r1、エレメント120の半径r2、本体部111とエレメント120との間隔hを図4に示すような2種類の値に設定したところ、給電点121A、121Bから見た折返しダイポールアンテナ100のインピーダンスR(Ω)とバンド幅BWは、図4に示すような結果になった。なお、バンド幅BWは、VSWRが2以下になる部分の帯域を1000MHzに対する百分率として示す。 FIG. 4 is a diagram illustrating a simulation result of the folded dipole antenna 100. Under the condition that the folded dipole antenna 100 receives a radio wave of 1000 MHz, the length L of the main body 111 of the element 110 in the Y-axis direction, the radius r1 of the main body 111, the radius r2 of the element 120, and the distance between the main body 111 and the element 120 When the interval h is set to two values as shown in FIG. 4, the impedance R 0 (Ω) and the bandwidth BW of the folded dipole antenna 100 viewed from the feeding points 121A and 121B are the results as shown in FIG. Became. Note that the bandwidth BW indicates a band where the VSWR becomes 2 or less as a percentage with respect to 1000 MHz.

例1のサンプルと例2のサンプルとの違いは、エレメント120の半径r2であり、例1では0.5mm、例2では0.125mmである。   The difference between the sample of Example 1 and the sample of Example 2 is the radius r2 of the element 120, which is 0.5 mm in Example 1 and 0.125 mm in Example 2.

例1のインピーダンスRは、12.0K(Ω)であり、バンド幅BWは2.5%であり、例2のインピーダンスRは、24.1K(Ω)であり、バンド幅BWは1.8%であった。このように、エレメント120の半径r2が太い方が、インピーダンスRが小さくなる傾向を示すことが分かった。また、エレメント120の半径r2が太い方が、バンド幅BWが狭くなる傾向を示すことが分かった。 The impedance R 0 of Example 1 is 12.0 K (Ω) and the bandwidth BW is 2.5%, and the impedance R 0 of Example 2 is 24.1 K (Ω) and the bandwidth BW is 1 0.8%. Thus, it was found that the larger the radius r2 of the element 120, the lower the impedance R0 . Further, it was found that the larger the radius r2 of the element 120 was, the smaller the band width BW was.

図5は、折返しダイポールアンテナ100における本体部111の直径r1とエレメント120の直径r2との比r1/r2に対するステップアップ比nの特性を示す図である。ここで、本体部111の長さLを150mm、間隔hを2mmとした。また、折返しダイポールアンテナ100が受信する電波は1000MHzとした。 Figure 5 is a graph showing the characteristics of the step-up ratio n 2 with respect to the ratio r1 / r2 of the diameter r2 of the diameter r1 and the element 120 of the main body portion 111 of the folded dipole antenna 100. Here, the length L of the main body 111 was 150 mm, and the interval h was 2 mm. The radio wave received by the folded dipole antenna 100 was 1000 MHz.

ここで、ステップアップ比nとは、一般的なダイポールアンテナのインピーダンスに対する折返しダイポールアンテナ100のインピーダンスRの比(増大分)を表す。ここでは、ステップアップ比nが137のときに、インピーダンスRが10kΩになることとする。 Here, the step-up ratio n 2, represents the ratio of the impedance R 0 of the folded dipole antenna 100 to the impedance of a typical dipole antenna (increment). Here, the step-up ratio n 2 is at 137, the impedance R 0 is to be a 10 k.OMEGA.

直径r1とエレメント120の直径r2との比r1/r2を振ったところ、図5に示すように、比r1/r2が1以上のときに、ステップアップ比nが137以上になることが分かった。また、比r1/r2が4までは増加するが、それ以上になると減少傾向を示すことがわかった。 Was shaken ratio r1 / r2 of the diameter r2 of the diameter r1 and the element 120, as shown in FIG. 5, when the ratio r1 / r2 is 1 or more, the step-up ratio n 2 is found to be at 137 or more Was. In addition, it was found that the ratio r1 / r2 increased up to 4, but decreased when the ratio exceeded 1 / r2.

なお、ここでは受信する電波が1000MHzである場合のシミュレーション結果について説明したが、電波の周波数が異なっても、同様の傾向を示すことが確認できた。   Here, the simulation result in the case where the received radio wave is 1000 MHz has been described, but it has been confirmed that the same tendency is exhibited even when the radio wave frequency is different.

図6は、折返しダイポールアンテナ100における本体部111及びエレメント120の半径rに対するステップアップ比nの特性を示す図である。ここでは、本体部111の半径r1とエレメント120の半径r2とが等しく、ともに半径rとして示す。ここで、本体部111の長さLを150mm、間隔hを6mmとした。なお、折返しダイポールアンテナ100が受信する電波は1000MHzとした。 Figure 6 is a graph showing the characteristics of the step-up ratio n 2 with respect to the radius r of the main body portion 111 and the element 120 in the folded dipole antenna 100. Here, the radius r1 of the main body 111 is equal to the radius r2 of the element 120, and both are shown as the radius r. Here, the length L of the main body 111 was 150 mm, and the interval h was 6 mm. The radio wave received by the folded dipole antenna 100 was 1000 MHz.

半径rを振ったところ、図6に示すように、半径rの増大に伴ってステップアップ比nが増大する特性が得られた。すなわち、半径rの増大に伴って折返しダイポールアンテナ100のインピーダンスRが増大することが分かった。 When waved radius r, as shown in FIG. 6, the characteristics of the step-up ratio n 2 increases with increasing radius r is obtained. That is, it has been found that the impedance R 0 of the folded dipole antenna 100 increases as the radius r increases.

インピーダンスRが10kΩ以上になるには、ステップアップ比nが137以上であればよいため、半径rが0.33mm以上であればよいことが分かった。0.33mmは、1000MHzにおける電気長λeの1/90である。 The impedance R 0 is equal to or greater than 10 k.OMEGA, since the step-up ratio n 2 can fall within 137 or more, the radius r is found that may be at least 0.33 mm. 0.33 mm is 1/90 of the electrical length λe at 1000 MHz.

なお、ここでは受信する電波が1000MHzである場合のシミュレーション結果について説明したが、電波の周波数が異なっても、同様の傾向を示すことが確認できた。   Here, the simulation result in the case where the received radio wave is 1000 MHz has been described, but it has been confirmed that the same tendency is exhibited even when the radio wave frequency is different.

このため、折返しダイポールアンテナ100が受信する電波の周波数をF(MHz)として半径rを式で表すと、(0.33(mm)×F(MHz))/1000(MHz)<r(mm)となる。以上より、半径rは、(0.33×F)/1000<rであればよいことが分かった。   Therefore, when the frequency of the radio wave received by the folded dipole antenna 100 is represented by F (MHz) and the radius r is expressed by the following formula, (0.33 (mm) × F (MHz)) / 1000 (MHz) <r (mm) Becomes From the above, it was found that the radius r should be (0.33 × F) / 1000 <r.

図7は、折返しダイポールアンテナ100における間隔hに対するステップアップ比nの特性を示す図である。ここで、本体部111の長さLを150mm、半径r1、r2をともに0.125mmとした。なお、折返しダイポールアンテナ100が受信する電波は1000MHzとした。 Figure 7 is a graph showing the characteristics of the step-up ratio n 2 with respect to distance h in the folded dipole antenna 100. Here, the length L of the main body 111 was 150 mm, and the radii r1 and r2 were both 0.125 mm. The radio wave received by the folded dipole antenna 100 was 1000 MHz.

間隔hは、折返しダイポールアンテナ100におけるエレメント120とエレメント110の本体部111との間隔(最短距離)である。   The interval h is the interval (the shortest distance) between the element 120 and the main body 111 of the element 110 in the folded dipole antenna 100.

間隔hを1mmから12mmまで振ったところ、ステップアップ比nが137以上300未満になるのは、間隔hが1mmから2.5mmの範囲であった。このため、間隔hが1mmから2.5mmの範囲であることが好ましいことが分かった。 Was shaken apart h from 1mm to 12 mm, consisting of the below step-up ratio n 2 is 137 to 300, distance h is in the range from 1mm to 2.5 mm. For this reason, it turned out that the space | interval h is preferable in the range of 1 mm-2.5 mm.

1000MHzにおける1mmは電気長λeの1/30に相当し、2.5mmは電気長λeの1/12に相当する。このため、間隔hは、λe/30≦h≦λe/12であればよいことが分かった。   1 mm at 1000 MHz corresponds to 1/30 of the electrical length λe, and 2.5 mm corresponds to 1/12 of the electrical length λe. For this reason, it turned out that the interval h should just be λe / 30 ≦ h ≦ λe / 12.

なお、ここでは受信する電波が1000MHzである場合のシミュレーション結果について説明したが、電波の周波数が異なっても、同様の傾向を示すことが確認できた。このため、1000MHz以外の周波数であっても、間隔hは、λe/30≦h≦λe/12であればよい。   Here, the simulation result in the case where the received radio wave is 1000 MHz has been described, but it has been confirmed that the same tendency is exhibited even when the radio wave frequency is different. Therefore, even if the frequency is other than 1000 MHz, the interval h may be λe / 30 ≦ h ≦ λe / 12.

図8は、折返しダイポールアンテナ100のシミュレーション結果を示す図である。折返しダイポールアンテナ100が1000MHzの電波を受信する条件において、エレメント110の本体部111のY軸方向の長さL、本体部111の半径r1、エレメント120の半径r2、本体部111とエレメント120との間隔hを図8の例3に示すような値に設定したところ、給電点121A、121Bから見た折返しダイポールアンテナ100のインピーダンスR(Ω)は32.0kΩ、バンド幅BWは0.5%であった。 FIG. 8 is a diagram illustrating a simulation result of the folded dipole antenna 100. Under the condition that the folded dipole antenna 100 receives a radio wave of 1000 MHz, the length L in the Y-axis direction of the main body 111 of the element 110, the radius r1 of the main body 111, the radius r2 of the element 120, and the distance between the main body 111 and the element 120 When the interval h is set to a value as shown in Example 3 in FIG. 8, the impedance R 0 (Ω) of the folded dipole antenna 100 viewed from the feeding points 121A and 121B is 32.0 kΩ, and the bandwidth BW is 0.5%. Met.

図4に示す例1、2よりも本体部111の半径r1とエレメント120の半径r2が太いが、主に本体部111の半径r1を太くしたことによって、エレメント110とエレメント120の結合が増えて、図4に示す例1、2よりもインピーダンスRが大きくなったものと考えられる。 Although the radius r1 of the main body 111 and the radius r2 of the element 120 are larger than those of the examples 1 and 2 shown in FIG. 4, mainly because the radius r1 of the main body 111 is increased, the coupling between the element 110 and the element 120 increases. It is considered that the impedance R0 is larger than in Examples 1 and 2 shown in FIG.

折返しダイポールアンテナ100を920MHzと2.45GHzの電波を受信する構成にすると、各部の寸法は、図9のようになる。   If the folded dipole antenna 100 is configured to receive 920 MHz and 2.45 GHz radio waves, the dimensions of each part are as shown in FIG.

本体部111M−1〜111M−4の端部111MA、111MB間の長さLは、920MHzでは163mm、2.45GHzでは61mm、給電点121A、121Bの間隔wfは、920MHzでは5.4mm、2.45GHzでは2mm、本体部111M−1〜111M−4の半径r1は、920MHzでは0.135mm、2.45GHzでは0.05mm、本体部111M−1、111M−2とエレメント120との間隔hは、920MHzでは6.5mm、2.45GHzでは2.44mmとなった。なお、本体部111M−1と111M−4との間隔、及び、本体部111M−2と111M−3との間隔は、ともに2hである。   The length L between the ends 111MA and 111MB of the main body portions 111M-1 to 111M-4 is 163 mm at 920 MHz, 61 mm at 2.45 GHz, and the interval wf between the feeding points 121A and 121B is 5.4 mm at 920 MHz. 2 mm at 45 GHz, the radius r1 of the main parts 111M-1 to 111M-4 is 0.135 mm at 920 MHz, 0.05 mm at 2.45 GHz, and the distance h between the main parts 111M-1, 111M-2 and the element 120 is: At 920 MHz, it was 6.5 mm, and at 2.45 GHz, it was 2.44 mm. The interval between the main units 111M-1 and 111M-4 and the interval between the main units 111M-2 and 111M-3 are both 2 h.

以上のように、実施の形態によれば、エレメント120の周囲に配置した3個(3本)以上のエレメント110を含むことにより、給電点121A、121Bから見たインピーダンスが非常に大きい折返しダイポールアンテナ100が得られた。これは、エレメント110の本数を増やすことによって、エレメント120との結合が増大したためである。   As described above, according to the embodiment, by including three (three) or more elements 110 arranged around the element 120, the folded dipole antenna having an extremely large impedance viewed from the feeding points 121A and 121B. 100 were obtained. This is because increasing the number of the elements 110 increases the coupling with the elements 120.

したがって、実施の形態によれば、十分に大きなインピーダンスを有する電力変換装置300を提供することができる。   Therefore, according to the embodiment, power converter 300 having a sufficiently large impedance can be provided.

なお、以上では、折返しダイポールアンテナ100のエレメント110の本体部111同士の円周方向における角度θが等しい形態について説明したが、必ずしも等間隔ではなくてもよい。ただし、3本以上のエレメント110とエレメント120との結合を増大させる観点からは、3本以上のエレメント110は、本体部111が同一平面上に(二次元的に)配置されるのではなく、3次元的に配置されることが好ましい。   In the above description, the form in which the angle θ in the circumferential direction between the main bodies 111 of the elements 110 of the folded dipole antenna 100 is equal to each other is not necessarily equal. However, from the viewpoint of increasing the coupling between the three or more elements 110 and the elements 120, the three or more elements 110 are not arranged such that the main body 111 is arranged on the same plane (two-dimensionally). Preferably, they are arranged three-dimensionally.

また、以上では、エレメント110の接続部112、113が本体部111に対して90度の角度で接続されており、かつ、エレメント120に対して90度の角度で接続される形態について説明した。しかしながら、接続部112、113は、90度以外の角度で本体部111又はエレメント120に接続される構成であってもよい。   In the above description, a configuration in which the connection portions 112 and 113 of the element 110 are connected to the main body 111 at an angle of 90 degrees and connected to the element 120 at an angle of 90 degrees has been described. However, the connection portions 112 and 113 may be configured to be connected to the main body 111 or the element 120 at an angle other than 90 degrees.

また、接続部112、113は、直線状ではなく湾曲していてもよい。また、本体部111も直線状には限られず、例えば端部111A、111B側が湾曲しているような形状であってもよい。   Further, the connection portions 112 and 113 may be curved instead of being straight. Further, the main body 111 is not limited to a linear shape, and may have a shape in which the ends 111A and 111B are curved.

また、接続部112、113は、本体部111の端部111A、111Bよりも中央側にオフセットした位置で、本体部111に接続されていてもよい。同様に、接続部112、113は、エレメント120の端部122A、122Bよりも中央側にオフセットした位置で、エレメント120に接続されていてもよい。   Further, the connection portions 112 and 113 may be connected to the main body 111 at positions offset toward the center from the ends 111A and 111B of the main body 111. Similarly, the connection portions 112 and 113 may be connected to the element 120 at a position offset toward the center from the ends 122A and 122B of the element 120.

また、図1のようにN個のエレメント110がある場合に、1個のエレメント110の接続部112、113がエレメント120の端部122A、122Bに接続され、残りのN−1個のエレメント110の接続部112、113は、1個のエレメント110の接続部112、113を介して、エレメント120の端部122A、122Bに接続されていてもよい。   Also, when there are N elements 110 as shown in FIG. 1, the connection portions 112 and 113 of one element 110 are connected to the ends 122A and 122B of the element 120, and the remaining N-1 elements 110 May be connected to the ends 122A, 122B of the element 120 via the connections 112, 113 of one element 110.

また、以上では、エレメント110の数Nが3以上である形態について説明したが、エレメントの数Nの上限は、10であってもよい。エレメント110が10本あれば、エレメント110と十分に高い結合が得られており、また、10本までにしておいた方が製造が容易だからである。また、エレメント110が10本の場合の放射効率は、エレメント110が3本の場合の放射効率の約80%であり、実用性を考慮した場合の実質的な下限であり、これ以上増やすと、放射効率がさらに低下するからである。   Further, in the above, the embodiment in which the number N of the elements 110 is 3 or more has been described, but the upper limit of the number N of the elements 110 may be 10. This is because if there are ten elements 110, a sufficiently high connection with the element 110 is obtained, and if the number of elements is less than ten, the production is easier. The radiation efficiency when the number of the elements 110 is 10 is about 80% of the radiation efficiency when the number of the elements 110 is three, which is a practical lower limit in consideration of practicality. This is because the radiation efficiency is further reduced.

なお、折返しダイポールアンテナ100は、以下で図10乃至図13に示すように変形してもよい。   Note that the folded dipole antenna 100 may be modified as shown in FIGS. 10 to 13 below.

図10は、実施の形態の折返しダイポールアンテナ100M1を含む電力変換装置300M1を示す図である。図10(A)は分解図を示し、図10(B)は組み立てた状態を示す。以下では、XYZ座標系を用いて説明する。   FIG. 10 is a diagram illustrating a power conversion device 300M1 including the folded dipole antenna 100M1 according to the embodiment. FIG. 10A shows an exploded view, and FIG. 10B shows an assembled state. Hereinafter, the description will be made using the XYZ coordinate system.

電力変換装置300M1は、折返しダイポールアンテナ100M1と整流回路200とを含む。折返しダイポールアンテナ100M1は、基板130A、130Bに実装されており、基板130A、130Bの表面に形成される金属箔によって構成される点が図1の折返しダイポールアンテナ100と異なる。   Power conversion device 300M1 includes folded dipole antenna 100M1 and rectifier circuit 200. The folded dipole antenna 100M1 is mounted on the substrates 130A and 130B, and is different from the folded dipole antenna 100 of FIG. 1 in that the folded dipole antenna 100M1 is configured by a metal foil formed on the surfaces of the substrates 130A and 130B.

基板130A、130Bは、例えば、テフロン(登録商標)基板又はPPE(Polyphenylene Ether: ポリフェニレンエーテル)基板のように誘電体損失の低い基板である。また、基板130A、130Bは、テフロン基板又はPPE基板に限らず、例えばFR−4(Flame Retardant type 4)規格の配線基板やその他の形式の基板やフレキシブル基板であってもよい。   The substrates 130A and 130B are substrates having low dielectric loss such as, for example, a Teflon (registered trademark) substrate or a PPE (Polyphenylene Ether: polyphenylene ether) substrate. Further, the substrates 130A and 130B are not limited to the Teflon substrate or the PPE substrate, but may be, for example, a wiring substrate of FR-4 (Flame Retardant type 4) standard, a substrate of another type, or a flexible substrate.

基板130Aは、XY平面に平行であり、Z軸方向の厚さを有する。基板130Aは、Y軸負方向側の端部のX軸方向の幅の中心に設けられる切り欠き部131Aと、Y軸正方向側の端部のX軸方向の幅の中心に設けられる切り欠き部132Aとを有する。   The substrate 130A is parallel to the XY plane and has a thickness in the Z-axis direction. The substrate 130A has a notch 131A provided at the center of the width in the X-axis direction at the end on the Y-axis negative direction side, and a notch provided at the center of the width in the X-axis direction at the end on the Y-axis positive direction side. 132A.

基板130Bは、YZ平面に平行であり、X軸方向の厚さを有する。基板130Bは、Y軸負方向側からY軸正方向側にわたって、Z軸方向の幅の中心においてX軸方向に貫通するスリット131Bを有する。スリット131BのY軸方向の長さは、基板130Aの切り欠き部131A及び132Aの間の長さに対応している。また、スリット131BのZ軸方向の幅は、基板130AのZ軸方向の厚さに対応している。なお、基板130A、130Bの厚さは、一例として、0.5mmである。   The substrate 130B is parallel to the YZ plane and has a thickness in the X-axis direction. The substrate 130B has a slit 131B penetrating in the X-axis direction at the center of the width in the Z-axis direction from the Y-axis negative direction side to the Y-axis positive direction side. The length of the slit 131B in the Y-axis direction corresponds to the length between the notches 131A and 132A of the substrate 130A. The width of the slit 131B in the Z-axis direction corresponds to the thickness of the substrate 130A in the Z-axis direction. The thickness of the substrates 130A and 130B is 0.5 mm, for example.

折返しダイポールアンテナ100M1は、4個のエレメント110と、1個のエレメント120とを有する。図1と同様の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。また、4個のエレメント110を区別する場合には、110−1〜110−4と称す。   The folded dipole antenna 100M1 has four elements 110 and one element 120. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. When the four elements 110 are distinguished, they are referred to as 110-1 to 110-4.

エレメント110−1、110−3とエレメント120とは、基板130AのZ軸正方向側の表面に設けられている。エレメント110−1、110−3とエレメント120とは、一例として、基板130Aの表面に設けられた銅箔をパターニングすることによって作製される。   The elements 110-1 and 110-3 and the element 120 are provided on the surface of the substrate 130A on the positive Z-axis direction side. The elements 110-1 and 110-3 and the element 120 are produced, for example, by patterning a copper foil provided on the surface of the substrate 130A.

エレメント110−1、110−3とエレメント120は、エレメント110−1及び110−3の接続部112同士を接続するとともに、接続部113同士を接続した矩形環状のパターンのX軸方向の幅の中心に、エレメント120の端部122A及び122Bを接続するようにパターニングすることによって作製される。   The elements 110-1 and 110-3 and the element 120 connect the connecting portions 112 of the elements 110-1 and 110-3, and the center of the width in the X-axis direction of the rectangular annular pattern connecting the connecting portions 113. Then, patterning is performed so as to connect the ends 122A and 122B of the element 120.

矩形環状のエレメント110−1及び110−3の接続部112同士の接続点(切り欠き部132Aのそばに位置する部分)には、エレメント120の端部122Aが接続され、エレメント110−1及び110−3の接続部113の接続点(切り欠き部131Aのそばに位置する部分)同士には、エレメント120の端部122Bが接続される。   An end 122A of the element 120 is connected to a connection point (a portion located near the notch 132A) between the connection portions 112 of the rectangular annular elements 110-1 and 110-3. The end 122B of the element 120 is connected to the connection points (portions located near the cutouts 131A) of the connection portions 113 at −3.

エレメント110−2、110−4は、基板130BのX軸正方向側の表面に設けられている。エレメント110−2、110−4は、エレメント110−2及び110−4の接続部112同士を接続するとともに、接続部113同士を接続した矩形環状にパターニングされる。   The elements 110-2 and 110-4 are provided on the surface of the substrate 130B on the X-axis positive direction side. The elements 110-2 and 110-4 are connected to each other and connect the connecting parts 112 of the elements 110-2 and 110-4, and are patterned into a rectangular ring connecting the connecting parts 113.

エレメント110の線幅w1は、素子幅を示し、線幅w1は図1及び図2に示すエレメント110の本体部111の半径r1の2倍に相当する。同様に、エレメント120の線幅w2は、素子幅を示し、線幅w2は図1及び図2に示すエレメント120の半径r2の2倍に相当する。
なお、エレメント110−1〜110−4の厚さは、一例として、18μmである。
The line width w1 of the element 110 indicates the element width, and the line width w1 corresponds to twice the radius r1 of the main body 111 of the element 110 shown in FIGS. Similarly, the line width w2 of the element 120 indicates the element width, and the line width w2 corresponds to twice the radius r2 of the element 120 shown in FIGS.
In addition, the thickness of the elements 110-1 to 110-4 is, for example, 18 μm.

基板130A、130Bの平面視でのサイズは、互いに等しく、それぞれ、エレメント110−1及び110−3の矩形環状のパターンと、エレメント110−2及び110−4の矩形環状のパターンとを配置できるサイズであればよい。   The sizes of the substrates 130A and 130B in plan view are equal to each other, and are the sizes that can arrange the rectangular annular patterns of the elements 110-1 and 110-3 and the rectangular annular patterns of the elements 110-2 and 110-4, respectively. Should be fine.

このようにエレメント110−1、110−3とエレメント120を設けた基板130Aを基板130Bのスリット131Bの内部に挿入し、基板130Aの切り欠き部131Aを基板130Bのスリット131BのY軸負方向側の端部に係合させた状態で、切り欠き部132Aをスリット131Bに挿入すれば、図10(B)に示すように基板130A及び130Bを組み付けることができる。   Thus, the substrate 130A provided with the elements 110-1 and 110-3 and the element 120 is inserted into the slit 131B of the substrate 130B, and the cutout 131A of the substrate 130A is placed on the Y axis negative direction side of the slit 131B of the substrate 130B. By inserting the notch 132A into the slit 131B in a state in which it is engaged with the ends of the substrates 130A and 130B, the substrates 130A and 130B can be assembled as shown in FIG.

なお、エレメント120の端部122Aと、エレメント110-2及び110−4の接続部112同士の接続点との電気的な接続を確保するために、この部分をはんだで接合してもよい。同様に、エレメント120の端部122Bと、エレメント110-2及び110−4の接続部113同士の接続点との電気的な接続を確保するために、この部分をはんだで接合してもよい。   In addition, in order to secure electrical connection between the end portion 122A of the element 120 and the connection point between the connection portions 112 of the elements 110-2 and 110-4, this portion may be joined with solder. Similarly, in order to secure an electrical connection between the end portion 122B of the element 120 and the connection point between the connection portions 113 of the elements 110-2 and 110-4, this portion may be joined with solder.

なお、前記折返しダイポールアンテナ100においては図6に示したようにインピーダンスRが10kΩ以上になるには、ステップアップ比nが137以上であればよいため、半径rが0.33mm以上とすればよく、0.33mmは、1000MHzにおける電気長λeの1/90に相当する。ところで、電気長λeは、基板130A、130Bに設けられるエレメント110、120のような伝送媒体中を伝送される電磁波の波長であり、基板130A、130Bの比誘電率等によって短縮率が異なる。この短縮率によって電気長λeのλeの1/90は短縮される。よって本実施の形態の折返しダイポールアンテナ100M1の小型化が可能となる。 Incidentally, the on impedance R 0 as shown in FIG. 6 becomes higher 10kΩ in the folded dipole antenna 100, since it is sufficient step-up ratio n 2 is 137 or more, it is sufficient radius r or more 0.33mm , 0.33 mm correspond to 1/90 of the electrical length λe at 1000 MHz. Incidentally, the electrical length λe is the wavelength of an electromagnetic wave transmitted in a transmission medium such as the elements 110 and 120 provided on the substrates 130A and 130B, and the shortening rate varies depending on the relative permittivity of the substrates 130A and 130B. By this shortening rate, 1/90 of λe of the electrical length λe is shortened. Therefore, the folded dipole antenna 100M1 of the present embodiment can be reduced in size.

図11は、実施の形態の折返しダイポールアンテナ100M2を含む電力変換装置300M2を示す図である。図11(A)は分解図を示し、図11(B)は組み立てた状態を示す。以下では、XYZ座標系を用いて説明する。   FIG. 11 is a diagram illustrating a power conversion device 300M2 including the folded dipole antenna 100M2 according to the embodiment. FIG. 11A shows an exploded view, and FIG. 11B shows an assembled state. Hereinafter, the description will be made using the XYZ coordinate system.

折返しダイポールアンテナ100M2は、図10に示す折返しダイポールアンテナ100M1から基板130Bを取り除いた構成を有する。この場合には、エレメント110−2、110−4は、針金のように剛性のある金属部材で構成すればよい。また、エレメント110−2、110−4は、例えば、図示しない筐体の内面等に形成される金属箔等であってもよい。   The folded dipole antenna 100M2 has a configuration in which the substrate 130B is removed from the folded dipole antenna 100M1 shown in FIG. In this case, the elements 110-2 and 110-4 may be made of a rigid metal member such as a wire. The elements 110-2 and 110-4 may be, for example, a metal foil or the like formed on an inner surface of a casing (not shown).

また、図12に示す折返しダイポールアンテナ100M3のような構成であってもよい。折返しダイポールアンテナ100M3は、直方体状の筐体130Mの6面のうち、形状が等しい4つの面のうちの1つの中央部に整流回路200を設け、形状が等しい4つの面の境界になる4辺に、エレメント110Mの円柱状の本体部111M−1〜111M4を配置した構成を有する。4本の本体部111M−1〜111M4は、図10の接続部112、113に対応する4本の接続部112M、113Mによって接続されている。   Further, a configuration such as a folded dipole antenna 100M3 shown in FIG. 12 may be used. The folded dipole antenna 100M3 is provided with a rectifier circuit 200 at the center of one of the four surfaces having the same shape among the six surfaces of the rectangular parallelepiped housing 130M, and has four sides serving as boundaries between the four surfaces having the same shape. Has a configuration in which columnar main portions 111M-1 to 111M4 of the element 110M are arranged. The four main units 111M-1 to 111M4 are connected by four connecting units 112M and 113M corresponding to the connecting units 112 and 113 in FIG.

本体部111M−1〜111M4のうち、本体部111M−1、111M−2は、本体部111M−3、111M−4よりもエレメント120に近い構成になる。   Of the main bodies 111M-1 to 111M4, the main bodies 111M-1 and 111M-2 have a configuration closer to the element 120 than the main bodies 111M-3 and 111M-4.

また、図13(A)に示すダイポールアンテナ100M4のように、3本のエレメント110Mとエレメント120とフレキシブル基板150に設け、図13(B)に示すように円柱状に丸めてもよい。   Further, as in a dipole antenna 100M4 shown in FIG. 13A, three elements 110M, an element 120, and a flexible substrate 150 may be provided and rounded into a column shape as shown in FIG. 13B.

以上、本発明の例示的な実施の形態の電力変換装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。   As described above, the power conversion device according to the exemplary embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiment, and does not depart from the scope of the claims. Various modifications and changes are possible.

100、100M1、100M2、100M3、100M4 折返しダイポールアンテナ
110、110M、120、120A、120B エレメント
111、111M−1〜111M4 本体部
112、113 接続部
121A、121B 給電点
122A、122B 端部
200 整流回路
300 電力変換装置
100, 100M1, 100M2, 100M3, 100M4 Folded dipole antenna 110, 110M, 120, 120A, 120B Element 111, 111M-1 to 111M4 Body 112, 113 Connection 121A, 121B Feeding point 122A, 122B End 200 Rectifier circuit 300 Power converter

Claims (10)

3本以上の第1導体であって、各第1導体は、受信する電波の周波数における自由空間波長における半波長に対応する長さを有する本体部と、前記本体部の一端に接続される第1接続部と、前記本体部の他端に接続される第2接続部とを有し、空間的に隣り合うように配置される3本以上の第1導体と、
前記3本以上の第1導体の本体部に囲まれる空間内に位置し、第1給電点から延在し、前記3本以上の第1導体の第1接続部に接続される第1素子と、前記第1給電点と平衡端子を構成する第2給電点から延在し、前記3本以上の第1導体の第2接続部に接続される第2素子とを有し、各第1導体と折返しダイポールアンテナを構成する第2導体と、
前記第1給電点及び前記第2給電点に接続される整流回路と
を含む、電力変換装置。
Three or more first conductors, each of the first conductors having a length corresponding to a half wavelength of a free space wavelength at a frequency of a radio wave to be received, and a first conductor connected to one end of the main body. Three or more first conductors having one connection part and a second connection part connected to the other end of the main body part, and arranged to be spatially adjacent to each other;
A first element that is located in a space surrounded by the main bodies of the three or more first conductors, extends from a first feeding point, and is connected to a first connection part of the three or more first conductors; A second element extending from the first power supply point and a second power supply point forming a balanced terminal and connected to a second connection portion of the three or more first conductors. And a second conductor forming a folded dipole antenna;
And a rectifier circuit connected to the first feeding point and the second feeding point.
前記整流回路から前記第2導体及び前記3本以上の第1導体を見たインピーダンスが、10kΩ以上である、請求項1記載の電力変換装置。   2. The power converter according to claim 1, wherein the impedance when viewing the second conductor and the three or more first conductors from the rectifier circuit is 10 kΩ or more. 3. 前記第1導体は、10本以下である、請求項1又は2記載の電力変換装置。   The power converter according to claim 1, wherein the number of the first conductors is 10 or less. 前記3本以上の第1導体の各々の本体部の第1線幅をr1、前記第2導体の線幅をr2とすると、r1/r2≧1である、請求項1乃至3のいずれか一項記載の電力変換装置。   4. The device according to claim 1, wherein r1 / r2 ≧ 1 where r1 is a first line width of the main body of each of the three or more first conductors and r2 is a line width of the second conductor. 5. Item 3. The power converter according to item 1. 前記第1導体及び前記第2導体の幅rは、受信する電波の周波数をF(MHz)とすると、(0.33×F)/1000<rである、請求項1乃至4のいずれか一項記載の電力変換装置。   The width r of the first conductor and the second conductor is (0.33 × F) / 1000 <r, where F (MHz) is a frequency of a radio wave to be received. Item 3. The power converter according to item 1. 前記3本以上の第1導体の本体部同士の間隔hは、受信する電波の周波数における電気長をλeとすると、λe/30<h<λe/12である、請求項1乃至5のいずれか一項記載の電力変換装置。   The distance h between the main bodies of the three or more first conductors is λe / 30 <h <λe / 12, where λe is the electrical length at the frequency of the radio wave to be received. The power converter according to claim 1. 前記第2導体の前記第1素子及び前記第2素子は、直線状に延在しており、
各第1導体において、前記第1接続部は、前記第2導体の延在方向に対して所定角度の方向に延在し、前記本体部は、前記第2導体に沿って延在し、前記第2接続部は、前記第2導体の延在方向に対して前記所定角度で延在する、請求項1乃至6のいずれか一項記載の電力変換装置。
The first element and the second element of the second conductor extend linearly,
In each of the first conductors, the first connection portion extends in a direction at a predetermined angle with respect to an extension direction of the second conductor, and the main body portion extends along the second conductor, The power converter according to claim 1, wherein the second connection portion extends at the predetermined angle with respect to an extending direction of the second conductor.
前記第1導体の本体部は、前記第2導体に平行である、請求項7記載の電力変換装置。   The power converter according to claim 7, wherein a main body of the first conductor is parallel to the second conductor. 前記所定角度は90度である、請求項7又は8記載の電力変換装置。   9. The power converter according to claim 7, wherein the predetermined angle is 90 degrees. 前記3本以上の第1導体は、前記第1導体の本体部の延在方向から見て、前記第2導体を中心として、同一円周上に等角度で配置される、請求項7乃至9のいずれか一項記載の電力変換装置。   The three or more first conductors are arranged at an equal angle on the same circumference with respect to the second conductor as viewed from an extending direction of the main body of the first conductor. The power converter according to any one of claims 1 to 4.
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