行星表面探測器的微波無線能量傳輸裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供一種行星表面探測器的微波無線能量傳輸裝置，本發明依靠接收太空能源站的發射天線定向發射大功率微波能量，經微波無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換為可用的直流電能，為行星表面探測器的動力和搭載設備提供能源。本發明使用微波無線輸能裝置，可以減輕探測器的自身重量，并且可以提供穩定的能源供應，裝配微波無線能量傳輸裝置的行星表面探測器幾乎不受天氣影響、長時間工作和成本低。微波無線輸能裝置能更好的解決行星上能源補給和穩定持續的供應問題，該微波無線能量傳輸裝置采用無線方式，可應用于移動性的載體，并且能夠實現一對一或一對多的能量傳輸。
【專利說明】 行星表面探測器的微波無線能量傳輸裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及信息【技術領域】，特別涉及一種行星表面探測器的微波無線能量傳輸裝置。
【背景技術】
[0002]在人類近代歷史發展過程中，能源的開發、利用和輸送起著極其重要的作用，已構成現代國民經濟的主要支柱之一。目前能源運輸主要依賴交通工具或高壓送電設備，傳統的高壓輸電線的架設，需耗費大量人力和物力，在運輸過程中還存在大量的能源浪費問題，對地理環境較為復雜的山區、荒漠、孤島更是如此。而蓄電池能量攜帶有限需要充電，太陽能電池受天氣環境的影響很大，而且轉換效率不高。用先進的微波無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提供一種通過微波能量向電子設備提供無線充電和/或主電源的系統(10a)。由具有一個或多個自適應相控微波陣列發射器的功率發射機將所述微波能量聚焦在設備上。該設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。在所述無線功率源和所述設備之間開通通信信道(HOa)。所述要被充電的設備通過所述信道(HOa)向所述功率源報告所述硅整流二極管天線處的波束信號強度。該信息被所述系統用于調整所述微波陣列發射器的發射相位，直到所述要被充電的設備報告了最大微波能量。通過以基本上非均勻、非共面的方式物理配置所述微波陣列發射器來使反向散射最小化。但是該設備重量較重且靈活性較差，只能實現一對一的能量傳輸。
【發明內容】
[0004]本發明設計制作一個應用于行星表面探測器的微波無線能量傳輸裝置，依靠接收太空能源站的發射天線定向發射大功率微波能量，經微波無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換為可用的直流電能，為行星表面探測器的動力和搭載設備提供能源。該裝置具有以下特點。
[0005]1、重量輕。動力來自燃料的探測器工作時間短、裝置體積大和有效載荷小，使用微波無線輸能裝置，可以減輕探測器的自身重量，并且可以提供穩定的能源供應；
2、工作時間長。來自太陽能供能的探測器受到太陽輻射角度、灰塵和行星大氣環境的影響很大，而且太陽能板會出現老化現象，裝配微波無線能量傳輸裝置的行星表面探測器幾乎不受天氣影響、長時間工作和成本低。
[0006]3、安全性和穩定性高。微波無線輸能裝置能更好的解決行星上能源補給和穩定持續的供應問題；
4、靈活性高。該微波無線能量傳輸裝置采用無線方式，可應用于移動性的載體，并且能夠實現一對一或一對多的能量傳輸。
[0007]該裝置可長時間應用于行星表面探測器在行星上進行監視、通信中繼和遙感探測等活動，為持久穩固地情報搜集、監視偵察、通信任務和實現太空飛行器的群體能源供應提供了寬廣的潛力；應用該設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。
[0008]【具體實施方式】:
本發明設計制作一個應用于行星表面探測器的微波無線能量傳輸裝置，依靠接收太空能源站的發射天線定向發射大功率微波能量，經微波無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換為可用的直流電能，為行星表面探測器的動力和搭載設備提供能源，轉換后輸出的直流功率可以用于驅動行星表面探測器和通信。
[0009]1、采用微波整流天線陣列技術，提高轉換效率，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，微波發射功率不低于700W ；
2、可靠的電磁兼容系統設計；
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射，集中微波能量定向傳輸；發射天線增益不低于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定，微波輸能工作頻率2450MHz ；
5、采用無線方式，可應用于移動性的載體，并且能夠與行星表面探測器實現一對一或一對多的能量傳輸。
【權利要求】
1.一種行星表面探測器的微波無線能量傳輸裝置，其特征在于:依靠接收太空能源站的發射天線定向發射大功率微波能量。
2.根據權利要求1所述的行星表面探測器的微波無線能量傳輸裝置，其特征在于:經微波無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換為可用的直流電能，為行星表面探測器的動力和搭載設備提供能。
3.根據權利要求1所述的行星表面探測器的微波無線能量傳輸裝置，其特征在于:采用微波整流天線陣列技術，提高轉換效率。
4.根據權利要求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，微波發射功率不低于7001
【文檔編號】H02J17/00GK104348258SQ201310327892
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年7月31日 優先權日:2013年7月31日
【發明者】沈紅旗 申請人:沈紅旗