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　ドローンの社会実装が進み、スポーツ観戦や物流、農業、さらには災害時の情報収集や通信復旧など、さまざまな分野での活用が期待されています。しかし、ドローンは搭載できるバッテリー容量に限りがあり、連続飛行時間が短い（30分から1時間程度）という課題があります。
　この問題を解決するため、本研究ではマイクロ波を用いた無線電力伝送システムを提案します。ただし、無線電力伝送を行うには、電力を受け取るための「レクテナ」^※2）をドローンの下部に設置する必要があります。これにより、ドローンに搭載するカメラなどのミッション機器と電波的・物理的に干渉してしまうという問題が発生します。 　本研究では、電力伝送時の干渉問題を解決するため、「空芯ビーム」と呼ばれる特殊なビームを利用した無線電力伝送システムを開発しました。
　まず、伝送距離や送受電アンテナの大きさをもとに、空芯ビームを形成するために必要な振幅・位相分布を設計しました。空芯ビームは、アンテナから放射される電波の位相を渦状に回転させることで、伝搬軸上で電波が打ち消し合い、中心の電力がゼロになる特性を持ちます（図3）。
　この設計に基づき、24 GHz帯の空芯ビームを生成できる直径30 cmの送電アンテナを開発しました。さらに、受電側として5 cm角の軽量なレクテナを開発し、ドローンの下部に19個を平面状に配置しました。各レクテナにはLEDを取り付け、電力が伝送された場所を光で確認できるようにしました。
　本システムの性能評価のため、送電アンテナから1 m離れた位置にレクテナパネルを設置し、実験を行いました（図4）。その結果、ドローンの中心部には影響を与えず、周囲のLEDが点灯することを確認しました（前頁図2）。今後は、さらに大型の送電アンテナを開発することで、より長距離・大電力の無線電力伝送が可能になると期待されます。 　本研究の成果は、無線電力伝送システムにおいて、ビームの中心部分に干渉を回避できる領域を作り出せることを示しました。これにより、ドローンに搭載されたカメラや各種ミッション機器と電力伝送の干渉問題を根本的に解決できる技術となります。
　この技術は、地上から電力を送ることで長時間飛行しながら様々なミッションを遂行できるドローンの実現に向けた重要な一歩です。また、長距離の無線電力伝送をはじめとする様々な分野への応用が期待されます。 　本研究開発は総務省SCOPE（受付番号JP225007002）の委託を受けたものです。