Повышение эффективности передачи, приема микроволнового излучения с преобразованием в постоянный ток
Диссертация
Двухступенчатое распределение поля на передающей антенне системы передачи энергии электромагнитным лучом (СПЭЭЛ) позволяет обеспечить высокоэффективную передачу энергии микроволновым пучком (до 86%), что незначительно (на 1,6% по КПД) уступает системе с оптимальным гауссовым распределением. При этом уровень фонового излучения (-21,2 дБ для первого бокового лепестка) оказывается в два раза меньше… Читать ещё >
Список литературы
- Диденко А.Н. СВЧ энергетика: теория и практика. 2003: М, Наука.
- Brown W.C. The history of wireless power transmission. // Solar Energy. 1996. Jan. V. 56, N. l, pp. 3−21.
- Капица П.Jl. Электроника больших мощностей. М.: АН СССР, 1962
- Тетельбаум С.И. О беспроводной передаче электроэнергии на большие расстояния с помощью радиоволн. Электричество. 1945. 43. 5.
- Окрес Э. СВЧ Энергетика, сборник статей, т.1,2,3. 1971: Мир, М.
- Brown W.C. Microwave powered aerospace vehicles, in Microwave Power Engineering.// E.C. Okress, Ed. N. Y.: Academic Press.1968. V. II, pp. 273 275.
- Brown W.C. Satellite power stations: a new source of energy? // IEEE Spectrum. 1973. V. 10. N. 3. pp. 38−47.
- Glaser P.E. Power from the sun- its future.// Science. 1968. Nov. 22. V. 162. N. 3856. pp. 857- 861.
- Goubau G. Microwave power transmission from an orbiting solar power station.// Journal of Microwave Power. 1970. V. 5. N. 4. pp. 223−231.
- Pignolet G. Energy Transportation: The Microwave Solution.// CNES France, 2001.
- П.Ванке В. А., Лопухин B.M., Саввин В. Л. Проблемы солнечных космических электростанций. УФН. 1977. 123,4. с. 633−655.
- Циолковский К.Э. Исследование мировых пространств реактивными приборами.//Собр. соч. Т. 2. 1954. с. 130−139.
- Варваров Н.А. Спутники служат миру .//Техника молодежи. 1960. № 1.с.34.
- Brown W.C. Experiments involving a microwave beam to power and position a helicopter.// IEEE Transactions on Aerospace Electronic Systems. 1969. V. AES-5. N. 5. pp. 692−702.
- Brown W.C. Adapting microwave techniques to help solve future energy problems. // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 1973. MTT- 21(12), pp. 753−763.
- Gelsthorpe R.V., Collins P.Q. Increasing power input to a single solar power satellite rectenna by using a pair of satellites. // Electronics Letters. 1980. V. 16, N. 9, pp. 311−313.
- Daurio A.P. Determinants of a strategy for international participation in an SPS program. Report No. DOE/ER/10 041-T 13.1980.
- Benson H., Jenkins L.M. Satellite power system. Concept development and evaluation program, vol. 6 construction and operations.// NASA TM-58 233.1981.
- Knelman F.H. Solar power satellites: technical, social and political implications.// Proceedings of Earth-Oriented Space Activities and Their Legal Implications. 1981. Oct. 15−16. pp. 167−203.
- Maryniak G. E., Tillotson B. Design of solar power satellite for construction from lunar materials.// Space Power. 1988. V. 7. N. 1. pp. 27−36.
- Celeste A., Jeanty P., Pignolet G. Case Study in Reunion Island.// Acta Astronautica. 2004. V. 54 (4). pp 253−268.
- Takeshita S. Power transfer efficiency between focused circular antennas with gaussian illumination in Fresnel region.//IEEE Trans. 1968. vAP-16. N. 3. p. 305.
- Ruze J. Circular aperture synthesis. //IEEE Trans.1964. vAP-12. N 11. p. 691.
- Kerwin E.M., Jezewski D.J., Arndt G.D. Antenna optimization of single beam microwave systems for the solar power satellite. //Space Solar Power Review. 1982. V.3.p.281.
- Uno Т., Adachi S. Optimization of aperture illumination for radiowave power transmission. // IEEE Trans. 1984. vAP-32. N. 6. p.628.
- Gill S.P., Frye P., Rosemary J. Laser power beaming systems for lunar surface applications.//Proceedings of the 27th Intersociety Energy Conversion Engineering Conference. 1992. San Diego, V. 2, pp. 2.2892.292.
- Walbridge E.W. Laser satellite power systems: concepts and issues. // Space Solar Power Review. 1982. V.3. N.l. pp.45−71.
- Arndt G.D., Kerwin E.M. Applications of low-earth-orbit power transmission.// Space Power. 1986. V. 6. N. 2. pp. 137−155.
- Kaya N., Matsumoto H., Miyatake S., Kimuru I., Nagatomo M., Obayashi T. Nonlinear interaction of strong microwave beam with the ionosphere MINIX rocket experiment.// Space Power. 1986. V. 6. N. 3. pp. 181−186.
- Kaya N., Matsumoto H., Akiba R. Rocket experiment METS microwave energy transmission in space in SPS 91. //Power From Space. 1991. pp. 336 342.
- Yakovlev O.I. Space radiophisics. M. Nauchnaya kniga.1988
- Brown W.C. Update on the solar power satellite transmitter design.// Space Power. 1986. V.6, pp. 123−135.
- Thomas J. High power microwave energy converter.// Tech. Rept. № ASD-TR-61−476. 1961. p.37.
- Yu S.P. A proposed klystron rectifier.// IEEE Symp. Electron. Power, Clearwater, Florida, May 1964.
- Brown W.C. The receiving antenna and microwave power rectification.// Journal of Microwave Power. 1970. V. 5. N. 4. pp. 269−292.
- Zepeda P., Chang K., Frank L. Optimal Antenna Taper Design For A Sandwich Transmitting Array In Space Solar Power Satellite. // International Astronautical Federation, 2002.
- Erb R.B., Kaya N., Maryniak G., Leonard R., Duke M.B., Little F., Patton A.D., Nanson R., Spies J., Sadeh W. International cooperation for the acquisition of space-based energy.//46th International Astronautical Congress, Oct. 1995. pp. 1−9.
- Yegerov A.N. The efficiency of energy transmission by an electromagnetic beam and its conversion in a rectenna.// Soviet Journal of Communications Technology & Electronics (English translation of Radiotekhnika i Elektronika). 1985. N. 8, pp. 35−41.
- Cougnet C., Sein E., Celeste A., Summerer L. //Solar Power Sattellites for space Applications. 2003.
- Frank E. Little //Solar Power Satellites: Recent Developments. 2002.
- Рачников A.B. Физические процессы в системах передачи энергии СВЧ-пучком. Дисс. к.ф.м.н., МГУ, физ. ф-т, 1987.
- Goubau G., Schwering F. On the guided propagation of electromagnetic wave beams.// IRE Trans. 1961. V. AP-9. p.248.
- Borgiotti G. Maximum power transfer between two planar apertures in the Fresnel zone.// IEEE Trans. 1966. V. AP-14. N 2, p. 158.
- Borgiotti G. Design of circular apertures for high beam efficiency and low sidelobes.// Alta Frequenza. 1971.V. XL, N 8, p. 652.
- Татур Т.А. Основы теории электромагнитного поля. Справочное пособие, М.- Высшая школа, 1989.
- Vanke V.A., Zaporozhets А.А., Rachnikov A.V. Antenna Synthesis for the SPS Microwave Power Transmission System.// Space Power. 1992. V.ll. N.l. pp.67−80.
- Бояхчян Г. П. Физические процессы в приемно- преобразующих системах ректенного типа. Дисс. к.ф.м.н., МГУ, физ. ф-т, 1984.
- Lee J.C., Yeh C.L., Но С. Н., Taylor H.F., Weichold М.Н., К. Chang. Down-Conversion of Microwave Optoelectronic Signals in a GaAs Microstrip Ring Resonator.// Japan Journal of Applied Physics. 1996. V. 35. N. lOB.pp. 1336−1338.
- Stark L. Radiation impedance of a dipole in a infinite planar phased array.// Radio Science. 1966. vol. 1, no. 3, pp. 361−377.
- Nahas J.J. Modeling and computer simulation of a microwave-to-dc energy conversion element.//IEEE Transactions on Microwave Theory Tech. 1975. MTT- 23(12) pp. 1030−1035.
- Gutmann R.J., Borrego J.M. Solar power satellite rectenna design study: directional receiving elements and parallel-series combining analysis.// NASA CR- 151 866, Dec. 1978.
- McSpadden J.O., Fan L., Chang K. Design and Experiments of a High Conversion Efficiency 5.8 GHz Rectenna.// IEEE Trans, on Microwave Theory and Techniques. 1998. V. 46. N. 12. pp. 2053−2060.
- Boyakhchyan G.P., Vanke V.A., Lesota S.K. The choice of optimum density of dipoles in a rectenna.// Radio Engineering and Electronic Physics (English translation of Radiotekhnika i Elektronika), 1983. Feb. vol. 28, no. 2, pp. 119−122.
- Boyakhchyan G. P., Vanke V. A., Lesota S. K., Maslovskiy F. N., Novitskiy V. A. Analytical calculation of a high-efficiency microwave rectifier employing a schottky-barrier diode. // Telecommunications and Radio
- Engineering (English translation of Elaktrosvyaz and Radiotekhnika), 1983. vol. 37−38, no. 10, pp. 64- 66, Oct.
- Ho M.H., Michalski K.A., Chang K. Waveguide Excited Microstrip Patch Antenna Theory and Experiment.// IEEE Trans, on Antennas and Propagation. 1994.V. 42. N. 8.pp. 1114−1125.
- Schottky W.Z. Physik. 1942.118. 539.
- Веселов Г. И. Микроэлектронные устройства СВЧ. Москва. Высшая школа. 1988.
- Вольман В.И. Справочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств. Москва. Радио и связь. 1982.
- Хотунцев Ю.Л. Полупроводниковые СВЧ-устройства. Москва. Связь. 1978.
- Панченко Б.А., Нефедов Е. И. Микрополосковые антенны. Москва. Радио и связь. 1986.
- Takeo I., Yoshiyuki F., Masaharu F. Tsushin sogo kenkyujo kiho. //Rev. Commun. Res. Lab, 8199. 44. № 3. pp. 105−111—Яп.- рез. англ
- Yoshiyuki F., Masaharu F., Nobuyuki K., Masahiko O., Kazumasa T. Tsushinsogo kenkyujo kiho. //Rev. Commun. Res. Lab. 1998. 44. № 3. pp. 139−160.— Яп.- рез. англ.
- Liu H., Ни X. -F. Input impedance analysis of a microstrip annula-ring antenna with a thick substrate. // Progress In Electromagnetics Research. 1996. PIER 12. pp. 177−204.
- Вольман В.И. Спраочник по расчету и конструированию СВЧ полосковых устройств. Москва. Радио и связь. 1982.
- Усиков. А.Я. Электроника и радиофизика миллиметровых и субмиллиметровых радиоволн. Киев. Наукова Думна.1986
- Гупта К., Гардж Р., Чадха Р. Машинное проектирование СВЧустройств. Москва. Радио и связь. 1987. 74. Чернушенко A.M. Конструирование экранов и СВЧ-устройств. Москва. Радио и связь. 1990.
- Chakravarty Т. Loaded microstrip disc resonator exhibits ultra-low frequency resonance.// Progress In Electromagnetic Research. PIER 20. 2005. pp. 1−12.
- Chakravarty Т., Roy S.M. A novel microstrip patch antenna with large impedance bandwidth VHF/UHF range.// Progress In Electromagnetic Research. PIER 54.2005. pp. 83−93.
- Garg, R., Bhsrtis P., Bahl I., Ittipiboon A. Microstrip Antenna design Handbook. Artech House. Norwood. MA. 2000.
- Majumdar A., Chakravarty Т., Saran S., Sanyal S. A novel technique to implement frequency hopping planar antennas with a computer interface.// Microw. And Optical Tech.Letters. 2003. V.38. pp. 270−274.
- Нефедов Е.И. Открытые коаксиальные резонансные структуры. Москва. Наука. 1982.
- Itoh Т., Mittra R. Analysis of microstrip disk resonator.// Arch. Elek.
- Ubertagung. 1973.V.27, pp.456−458. 82. Itoh T. Analysis of microstrip resonator.// IEEE Trans. Microwave Theory. 1974. MTT-22. pp.946−952.
- Judah S.R., Page M.J. An Analysis of an N-Port Microstrip Planar Disk Device with an Arbitrarily Located Short Circuit Post of Arbitrary Radius.
- Мищенко С. В., Малков Н. А. Проектирование радиоволновых (СВЧ) приборов неразрушающего контроля материалов. Тамбов. ТГТУ. 2003.
- Sang-Min Han, Younkyu Chung, Tatsuo Itoh Novel RF Front End Designs Based Integrated Antenna Concepts.// Microwave Review. Nov.2004.
- LO Y.T., Solomon D., Richards W.F. Theory and Experiment on Microstrip Antennas.// IEEE Transactions on antennas and propagation. 1979.V. AP-27, N.2.
- Harrington. R.F. Time-harmonic electromagnetic fields. McGraw Hill Book Co. N.Y. 1961.
- Paola Zepeda, Kai chang, Frank Little // Optimal Antenna Taper Design for A Sandwich Tranmitting Array In Space Solar Power Satellite, International Astronautical Federation, 2002.
- Vanke V.A., Sawin V.L. //Cyclotron-wave converter for SPS energy transmission system, SPS 91 Power From Space, 1991, pp. 515−520.
- Vanke V.A., Zaporozhets A.A., Rachnikov A.V. Antenna synthesis for the SPS microwave transmission system.// SPS 91 Power From Space. 1991. pp. 528−534.
- Зайцев А.А. Вопросы эффективности взаимодействия поперечных волн электронного потока с электромагнитными полями. Дисс. к.ф.м.н., МГУ, физ. ф-т, 1979.
- Rybakov V., Smakhtin A. Frequency range analysis for power transmission by electromagnetic beam. //SPS 91 Power From Space. 1991. pp. 548−550.
- Казарян Г. М., Рудаков A.B., Саввин B.JI., Ян Чунь. Радиофизические и экологические аспекты наземной микроволновой линии передачи энергии. // XI Всероссийская школа-семинар «Волновые явления в неоднородных средах». Звенигород. 2004. c. l 1.
- Казарян Г. М., Рудаков А. В., Савин B.JL. Радиофизические и экологические аспекты наземной микроволновой линии передачи энергии// Вестник МГУ. Серия 3. Физика, Астрономия. 2005. № 5. с.23−26.
- Celeste A., Chang Kuang Sang L., Jeanty P., Kazarian G., Savvin V., Pignolet G., DanielLan Sun Luk J. Transport d’energie sans fil par misro-ondes pour i’alimentation d’unsite isole: enjeu et Faisabilite Technigue. 2007 (в печати)
- Елагин О.И., Казарян Г. М., Саввин B.JL Об эффективности и экологической безопасности наземной микроволновой линии передачи энергии. // Известия Российской Академии Наук. Серия физическая. 2006. т. 70. № 3. с. 448−452.
- Radar handbook. Editor-in-Chief M.I.Scolnik. 1970, McGraw-Hill book Company.
- Jackson J. Classical Electrodinamics. New York. 1975.
- Cornbleet S. Microwave and Geometric Optics, Academic, New York, 1994.
- Brown W.C. Optimization of the efficiency and other properties of the rectenna element, IEEE-MTT Int. Microwave Symp., 1976,142−144.
- Юб.Фейман P., Лейтон P., Сэндс M. Феймановские лекции по физике. Электродинамика. Москва. Мир. 1966.
- Lansraux G., Boivin G. Maximum of the factor of encircled energy. //Canadian J. of Physics. 1961. V. 39. N 1, pl58.
- Vanke V. A., Rachnikov A.V., Zaporozhets A. A. A method of Synthesizing Optimal Directivity Diagrams for Antennas Used for Energy Transmission via Microwave Beams. //Soviet J. of Communications Technology and Electronics. 1990. V.35, N.9, pp.56−62.
- Watson D.C., Tabbot K.T., Johnson C.C. A Cyclotrone-Wave Microwave Power Converbor. //Proc. IEEE. 1966. N. 11. p. 1797.
- ПО.Панченко Б. А., Нефедов Е. И. Микрополосковые антенны.// Радио и связь. Москва. 1986.
- Ш. Ванке В. А., Лопухин В. М., Саввин В. Л. Проблемы солнечных космических электростанций. // Успехи физических наук. 1977. т. 123 .вып. 4, с. 633−655.
- Ванке В.А., Лопухин В, М., Росновский В. К., Саввин В. Л., Сигорин К. И. О наземном приемо-преобразующем комплексе солнечных космических энергосистем. // Радиотехника и электроника. 1982. т.27. № 5. с. 1014.
- Барденков В.А., Ванке В. А., Горшков И. О., Лопухин В. М. О преобразователе СВЧ-энергии с реверсивным магнитным полем. //Радиотехника и электроника. 1976. т.21. № 4. с.821−828.
- Ванке В.А., Зайцев А. А., Лопухин В. М., Саввин В. Л. К анализу физических процессов в переходной области циклотронного преобразователя энергии. // Радиотехника и электроника. 1978. т.23. № 6, с. 1217.
- Люиселл У. Связанные и параметрические колебания в электронике. -М.: ИЛ, 1963.
- Банке В.А., Саввин B.JL Энергоемкость электронного пучка в резонаторе с поперечным полем. // Радиотехника и электроника. 1977. т.22. № 4. с. 863.
- Бронштейн И. Н. Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. 13-е изд. — М.: Наука, Гл. изд. физ-мат. лит., 1986.
- Пеклевский А.В., Саввин B.JI. Модель электронного потока с парциальными пучками конечного радиуса // Труды научной сессии МИФИ-2000. часть 4. с. 66, 2000.
- Пеклевский А.В., Саввин В. Л. Анализ электронных процессов в реверсивной области циклотронного преобразователя энергии с тормозящим электрическим полем. // Известия РАН. серия физическая. т.63. № 12.
- Саввин В.Л., Пеклевский А. В., Казарян Г. М., Ролдугина Т. К. О динамике электронных пучков с большим начальным радиусом вреверсивных магнитных полях. // Известия Академии наук. Серия физическая. 2001. т. 65(12). с.1695−1699.
- Казарян Г. М., Саввин B.JI. Динамика винтового электронного пучка в поле циркулярно поляризованной волны // Вестник МГУ. Серия 3. Физика, Астрономия. 2003. № 5, с. 61−70.
- Savvin V., Bugaev S., Kazarian G., Peklevskiy A. Development of 3-D Electron Beam Models for Transfer-Wave Devices//Proceedings of 4-th IEEE IVEC 2003. Seoul. Korea, pp. 358−359.
- Гореликов В.И. Эффективность возбуждения и преобразования быстрых циклотронных волн в мощных электронных потоках. Дисс. на соискание ученой степени канд. физ.-мат.наук. Москва, физический факультет МГУ, 1984.
- Гинзбург В.Е. Торможение плоскосимметричных электронных пучков в коллекторе. Электроника СВЧ, 1971, № 5, с. 61.
- Блейвас И.М., Банке В. А., Рыбникова J1.M., Саввин B. J1. Численное моделирование процессов рекуперации в циклотронном преобразователе. Радиотехника и электроника, 1982, 27, 5,1009.
- Банке В.А. Поперечные волны электронного потока в микроволновой электронике //Успехи физических наук. 2005. Том175,№ 9, с.957−978.