行星表面探測(cè)器的微波無(wú)線能量傳輸裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種行星表面探測(cè)器的微波無(wú)線能量傳輸裝置，本發(fā)明依靠接收太空能源站的發(fā)射天線定向發(fā)射大功率微波能量，經(jīng)微波無(wú)線能量傳輸裝置的接收天線陣列和整流電路把微波能量高效率地轉(zhuǎn)換為可用的直流電能，為行星表面探測(cè)器的動(dòng)力和搭載設(shè)備提供能源。本發(fā)明使用微波無(wú)線輸能裝置，可以減輕探測(cè)器的自身重量，并且可以提供穩(wěn)定的能源供應(yīng)，裝配微波無(wú)線能量傳輸裝置的行星表面探測(cè)器幾乎不受天氣影響、長(zhǎng)時(shí)間工作和成本低。微波無(wú)線輸能裝置能更好的解決行星上能源補(bǔ)給和穩(wěn)定持續(xù)的供應(yīng)問(wèn)題，該微波無(wú)線能量傳輸裝置采用無(wú)線方式，可應(yīng)用于移動(dòng)性的載體，并且能夠?qū)崿F(xiàn)一對(duì)一或一對(duì)多的能量傳輸。
【專利說(shuō)明】 行星表面探測(cè)器的微波無(wú)線能量傳輸裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信息【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種行星表面探測(cè)器的微波無(wú)線能量傳輸裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在人類近代歷史發(fā)展過(guò)程中，能源的開(kāi)發(fā)、利用和輸送起著極其重要的作用，已構(gòu)成現(xiàn)代國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主要支柱之一。目前能源運(yùn)輸主要依賴交通工具或高壓送電設(shè)備，傳統(tǒng)的高壓輸電線的架設(shè)，需耗費(fèi)大量人力和物力，在運(yùn)輸過(guò)程中還存在大量的能源浪費(fèi)問(wèn)題，對(duì)地理環(huán)境較為復(fù)雜的山區(qū)、荒漠、孤島更是如此。而蓄電池能量攜帶有限需要充電，太陽(yáng)能電池受天氣環(huán)境的影響很大，而且轉(zhuǎn)換效率不高。用先進(jìn)的微波無(wú)線輸電手段代替高壓輸電線是正在努力的方向。
[0003]在專利CN 101711450 A提供一種通過(guò)微波能量向電子設(shè)備提供無(wú)線充電和/或主電源的系統(tǒng)(10a)。由具有一個(gè)或多個(gè)自適應(yīng)相控微波陣列發(fā)射器的功率發(fā)射機(jī)將所述微波能量聚焦在設(shè)備上。該設(shè)備中的硅整流二極管天線接收并整流所述微波能量并將所述微波能量用于電池充電和/或用于主電源。在所述無(wú)線功率源和所述設(shè)備之間開(kāi)通通信信道(HOa)。所述要被充電的設(shè)備通過(guò)所述信道(HOa)向所述功率源報(bào)告所述硅整流二極管天線處的波束信號(hào)強(qiáng)度。該信息被所述系統(tǒng)用于調(diào)整所述微波陣列發(fā)射器的發(fā)射相位，直到所述要被充電的設(shè)備報(bào)告了最大微波能量。通過(guò)以基本上非均勻、非共面的方式物理配置所述微波陣列發(fā)射器來(lái)使反向散射最小化。但是該設(shè)備重量較重且靈活性較差，只能實(shí)現(xiàn)一對(duì)一的能量傳輸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明設(shè)計(jì)制作一個(gè)應(yīng)用于行星表面探測(cè)器的微波無(wú)線能量傳輸裝置，依靠接收太空能源站的發(fā)射天線定向發(fā)射大功率微波能量，經(jīng)微波無(wú)線能量傳輸裝置的接收天線陣列和整流電路把微波能量高效率地轉(zhuǎn)換為可用的直流電能，為行星表面探測(cè)器的動(dòng)力和搭載設(shè)備提供能源。該裝置具有以下特點(diǎn)。
[0005]1、重量輕。動(dòng)力來(lái)自燃料的探測(cè)器工作時(shí)間短、裝置體積大和有效載荷小，使用微波無(wú)線輸能裝置，可以減輕探測(cè)器的自身重量，并且可以提供穩(wěn)定的能源供應(yīng)；
2、工作時(shí)間長(zhǎng)。來(lái)自太陽(yáng)能供能的探測(cè)器受到太陽(yáng)輻射角度、灰塵和行星大氣環(huán)境的影響很大，而且太陽(yáng)能板會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，裝配微波無(wú)線能量傳輸裝置的行星表面探測(cè)器幾乎不受天氣影響、長(zhǎng)時(shí)間工作和成本低。
[0006]3、安全性和穩(wěn)定性高。微波無(wú)線輸能裝置能更好的解決行星上能源補(bǔ)給和穩(wěn)定持續(xù)的供應(yīng)問(wèn)題；
4、靈活性高。該微波無(wú)線能量傳輸裝置采用無(wú)線方式，可應(yīng)用于移動(dòng)性的載體，并且能夠?qū)崿F(xiàn)一對(duì)一或一對(duì)多的能量傳輸。
[0007]該裝置可長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用于行星表面探測(cè)器在行星上進(jìn)行監(jiān)視、通信中繼和遙感探測(cè)等活動(dòng)，為持久穩(wěn)固地情報(bào)搜集、監(jiān)視偵察、通信任務(wù)和實(shí)現(xiàn)太空飛行器的群體能源供應(yīng)提供了寬廣的潛力；應(yīng)用該設(shè)備將太空中的能源輸送到地球，能更好的解決地球能源危機(jī)。
[0008]【具體實(shí)施方式】:
本發(fā)明設(shè)計(jì)制作一個(gè)應(yīng)用于行星表面探測(cè)器的微波無(wú)線能量傳輸裝置，依靠接收太空能源站的發(fā)射天線定向發(fā)射大功率微波能量，經(jīng)微波無(wú)線能量傳輸裝置的接收天線陣列和整流電路把微波能量高效率地轉(zhuǎn)換為可用的直流電能，為行星表面探測(cè)器的動(dòng)力和搭載設(shè)備提供能源，轉(zhuǎn)換后輸出的直流功率可以用于驅(qū)動(dòng)行星表面探測(cè)器和通信。
[0009]1、采用微波整流天線陣列技術(shù)，提高轉(zhuǎn)換效率，使微波整流電路效率高于50%，接收整流天線面積不低于I平方米，微波發(fā)射功率不低于700W ；
2、可靠的電磁兼容系統(tǒng)設(shè)計(jì)；
3、適用高定向性高增益的輻射天線，使微波能以很窄的波束形式發(fā)射，集中微波能量定向傳輸；發(fā)射天線增益不低于24dBi ；
4、高功率微波源，以保證能量供給充足和保持微波波束的穩(wěn)定，微波輸能工作頻率2450MHz ；
5、采用無(wú)線方式，可應(yīng)用于移動(dòng)性的載體，并且能夠與行星表面探測(cè)器實(shí)現(xiàn)一對(duì)一或一對(duì)多的能量傳輸。
【權(quán)利要求】
1.一種行星表面探測(cè)器的微波無(wú)線能量傳輸裝置，其特征在于:依靠接收太空能源站的發(fā)射天線定向發(fā)射大功率微波能量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星表面探測(cè)器的微波無(wú)線能量傳輸裝置，其特征在于:經(jīng)微波無(wú)線能量傳輸裝置的接收天線陣列和整流電路把微波能量高效率地轉(zhuǎn)換為可用的直流電能，為行星表面探測(cè)器的動(dòng)力和搭載設(shè)備提供能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星表面探測(cè)器的微波無(wú)線能量傳輸裝置，其特征在于:采用微波整流天線陣列技術(shù)，提高轉(zhuǎn)換效率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微波整流天線陣列，其特征在于:微波整流電路效率高于50%，接收整流天線面積不低于1平方米，微波發(fā)射功率不低于7001
【文檔編號(hào)】H02J17/00GK104348258SQ201310327892
【公開(kāi)日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月31日
【發(fā)明者】沈紅旗 申請(qǐng)人:沈紅旗