Ректенна Советский патент 1983 года по МПК H01Q23/00 H02J17/00 

Место пайки ЦопоАнательные отрезки ридерод Изобретение относится к области антенной техники и может быть испол зовано в беспроводных линиях переда чи для приема энергии СВЧ диапазона и преобразования ее в энергию посто ного тока. Известна ректенна, каждый элемент которой состоит из диполя над экраном -и фидера с включенными в него фильтром нижних частот,диодом и блокировочным конденсатором, а ее элементы соединены с линией сбора постоянного тока, к которой подключена нагрузка.. Для согласования тракта каждого элемента и достижения развязки его по высокой частоте от линии сбора постоянного тока необходимо осуществить короткое замыкание фидера по высокой частоте на расстоянии четверти длины волны в фидере от. точки включения диода. Короткое замыкание фидера осуществляется посредством включения ;- фидер блокировочно.го кон денсатора 1. Однако на практике импеданс реального блокировочного конденсатора СВЧ диапазона не равен нуЛю, поэтому имеет место прохождение высокочастот ной э-нергии в линию сбора постоянного тока и следовательно увеличение потерь энергии что снижает .КПД ректеннй.. Цель изобретения - повышение КПД ректенны. Поставленная цель достигается тем, что в ректенне, содержащей л 1нию сбора постоянного тока с нагрузкой и диполи над экраном, соединэнные каждый с концом фидера, второ конец которого подсоединен к блокиро вочному конденсатору и к линии сбора постоянного тока, а в фидер на расстоянии X Ф/-4 от его второго конца включен диод, причем между диодом и его первым концом включен фильтр нижних частот, вторые концы нескольких, например трех, фидеров параллельно соединены между собой, а длины этих фидеров выбраны отлича кхдимися друг от друга на величину Хф/з где -ф - длина волны в фидере. На фиг. 1 приведена предлагаемая ректенна, вид сбоку; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 - зависимость мощности постоянного тока на выходе ректенны, содержащей три элемента, от величины сопротивления нагрузки. Ректенна содержит диполи 1, экран 2, фидеры 3, фильтры 4 нижних частот (ФНЧ ), диоды 5, блокировочные конденсаторы 6, линию 7 сбора постоянного тока, и нагруз.ку 8. Фидер 3 первым концом соединен с диполем 1, а вторым концом со вторыми концами двух других фидеров 3, с блокировочным конденсатором бис линией 7 сбора постоянного тока. Длины трех фидеров 3, соединенных своими вторыми концами, отличаются на величину4Д, Нагрузка 8 подключена к линии 7 сбора постоянного тока. ФНЧ.4 и диод 5 включены в фидер 3. Ректенна работает следукадим образом. Подающая электромагнитная волна наводит равные и синфазные напряжения в группе рядом расположенных диполей 1, которые возбуждают ТЕМ волну в каждом из фидеров 3. При этом результирующее напряжение в точке соединения вторых концов трех фидеров 3 после прохождения различных путей распространения по фидерам 3, длина которых отличается друг от друга на величину будет равно нулю, чем обеспечивается режим короткого замыкания конца фидера или каждого из этих трех фидеров 3 и развязка фидера 3 по высокой частоте от линии 7 сбора постоянного тока, причем каждый фидер 3 нагружен на комплексное сопротивление из параллельно соединенных сопротивлений четвертьволново.го короткозамКнутого отрезка фидера и входного .сопротивления диода 5 по первой гармонике, . определяемого режимом и типом диода. Изменением величины сопротивления нагрузки 8 можно подобрать такой режим диодов 5, при котором обеспечивается максимум мощности постоянного тока на выходе ректенны и максимальный КПД ректенны. Испытанию подвергались фрагменты предлагаемой ректенны из трех элементов и фрагмент известной ректенны из трех элементов. При одинаковой й личине плотности потока энергии, падающей на ректенну, измеренная мощность постоянного тока на выходе ректенны при оптимальном значении сопротивления нагрузки была для предлагаемой ректенны (кривая 1 фиг. 3) в 1,17 раза больше, чем для известной ректенны (кривая 2 фиг. 3 ). Сравнительные испытания предла.гаемой ректенны с известной (фиг. 3 ) показали, что КПД ректенны для применения изобретения может быть повышен на 5-7%. ,

Фие.2

РЕКТЕННА, содержащая линию .сбора постоянного тока с нагрузкой и диполи над экраном, соединенные каждый q концом фидера, второй конец которого подсоединен кблокировочному конденсатору и к линии сбора постоянного тока, а в фидер на расстоянии Лф|4- ° второго конца включен диод, причем между диодом и его первым концом фильтр Нижних чаетот, о т л .и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью Повышения КПД ректенны, вторые концы нескольких, надример трех, фидеров параллельно соединены между собой, а длины этих фидеров выбраны отличающимися друг от друга на величин -fX j)/, , где ж- длина волны в фидере.

,

. S

т

wo

300

я. ом