Повышение эффективности передачи, приема микроволнового излучения с преобразованием в постоянный ток

• Автор: Казарян, Гоар Мартиросовна
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ГЛАВА 1. БЕСПРОВОДНАЯ ПЕРЕДАЧА ЭНЕРГИИ, СОВРЕМЕННЫЕ ЗАДАЧИ И ПЕРСПЕКТИВЫ
§1.1 Современные проекты наземных и космических беспроводных (микроволновых и лазерных) линий передачи
§1.2 Основные физические задачи, возникающие при разработке космических и наземных микроволновых систем передачи энергии
§1.3 Проблемы преобразования энергии микроволн в энергию электрического тока
ГЛАВА 2. РАДИОФИЗИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МИКРОВОЛНОВЫХ ЛИНИЙ ПЕРЕДАЧИ ЭНЕРГИИ
§2.1 Проблемы эффективности и экологической безопасности
микроволновой передачи энергии
§2.2 Моделирование поля излучения микроволновой линии передачи с радиальной и линейной поляризацией поля на поверхности передающей
антенны
§2.3 Эффективность передачи энергии и уровень фонового излучения в
области приема
§2.4 Синтез диаграмм направленности с максимальным коэффициентом
использования поверхности (КИП) приемной антенны
§2.5 Экологическая безопасность наземной микроволновой энергии

§2.6 Вопросы повышения мощности наземной линии
передачи
Выводы
ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ МИКРОВОЛН В ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ РЕКТЕННЫХ ЭЛЕМЕНТАХ С БАРЬЕРОМ ШОТТКИ.
§3.1 Моделирование физических процессов преобразования микроволн в
однопериодных ректенных элементах с барьером Шоттки
§3.2 Физические процессы в модифицированном ректенном элементе с
барьером Шоттки
§3.3 Особенности переизлучения ректенн с дисковыми
микрополосковыми антеннами
Выводы
ГЛАВА 4 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ МИКРОВОЛН В ЦИКЛОТРОННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ.
§4.1 Трехмерная модель электронного потока
§4.2 Динамика электронного потока в реверсивном магнитном поле.. 112 §4.3 Механизмы повышения эффективности и уровня преобразуемой
мощности
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

Актуальность исследования. В результате интенсивного развития СВЧ электроники больших мощностей (особенно в 3- и 10-сантиметровых диапазонах волн) интерес исследователей привлекла задача передачи СВЧ энергии посредством сфокусированных пучков электромагнитных волн ("беспроводная" передача). Такие системы могут открывать перспективы для задач, ранее считавшимися трудноосуществимыми или нерентабельными при стандартных подходах. Системы передачи энергии электромагнитным лучом (СПЭЭЛ) могут найти применение для передачи энергии между объектами в труднодоступных в геолого-климатическом отношении районах Земли (через глубокие каньоны, над водными массивами, болотами, горами), для снабжения энергией летательных аппаратов в атмосфере Земли, для транспортировки энергии с поверхности Земли на космические объекты также и от центральных космических станций производящих энергию на Землю и т.д. Среди достоинств СПЭЭЛ можно выделить возможность изменения направления передачи энергии путем переориентации передающей антенны, малые энергетические потери в достаточно широкой полосе частот при передаче энергии в атмосфере и в околоземном космическом пространстве.
Целью работы является:
1. изучение возможности подавления фонового излучения боковых лепестков за пределами приемной антенны СПЭЭЛ за счет оптимизации дискретного амплитудного распределения электрического поля на передающей антенне;
2. синтез равномерного распределения плотности мощности на плоскости приемной антенны с максимальным коэффициентом использования поверхности (КИП) ректенны, изучение вопросов повышения мощности и эффективности системы;
3. анализ конструкции излучающего элемента и электрической схемы ректенного элемента с диодом Шоттки, оптимизация их параметров с целью
максимально концентрирует излучаемую мощность в фиксированную приемную апертуру. Поэтому такое, оптимальное по КПД, фазовое
Рис.2.1. Система координат и схема приемно-преобразующего комплекса беспроводной
энергетической системы
распределение будем использовать в дальнейшем. Из (2.1) следует, что фазовый фронт пучка, падающего на приемную антенну, является расходящимся, а ФР ¥;, имеет вид:

Ч'.(г) = — Ю-*2 2£>
С учетом (2.2) из (2.1) получаем:
(2.3)