Ректенна Советский патент 1984 года по МПК G01R29/08 H02J17/00 

00 О)

Изобретение относится к беспроводной передаче энергии на расстоянии и предназначено для приема энергии электромагнитного излучения и преобразования ее в энергию постоянного тока.

Известна ректенна (прйемно-вьтрямительная антенна), каждый элемент которой содержит полуволновый диполь над экраном, к выходу которого через отрезок двухпроводного фидера и фильтр нижних частот параллельно подключены диод, сглаживающий конденсатор и нагрузка М.

Недостатком известного устройства является то, что коэффициент полезного действия, вследствие однополупериодного принципа вьшрямления, не превосходит 80%.

Наиболее близким к предлагаемому По техническому решению является ректенна, состоящая из диполя, подключенного к одной диагонали электрического моста, .к другой диагонали которого подключены нагрузка, два смежных плеча электрического моста, соединенные с разными плечами диполя содержат диоды, включенные навстречу один другому, и два других смежных плеча также содержат диоды, включенные навстречу один другому(2J

Однако данное устройство характеризуется низкой надежностью, обусловленной относительно большим ко- личеством диодов, используемых в каждом элементе ректенны.

Цель изобретения - повышение надежности ректенны.

Цель достигается тем, что в ректенне, состоящей из диполя, подключенного к одной диагонали электрического моста, к другой диагонали которого подключена нагрузка, два смежных плеча электрического моста, соединенные с разными плечами диполя, содержат диоды, включенные навстречу один другому, параллельно каждому диоду включен вход соответствующего от резка двухпроводного фидера длиной кратной длине волны в нем, выходы отрезков двухпроводного фидера включены в разрывы противоположных плеч электрического моста, в каждом плече электрического ModTa между диполем и отрезком двухпроводного фидера включен конденсатор.

На фиг. 1 изображена предлагаема ректенна, на фиг. 2 - антенная решетка , элементы которой выполнены из элементов ректенны..

Ректенна содержит полуволновой диполь 1. расположенный над проводящим экраном 2, электрический мост 3, состоящий из диодов 4 и 5, включенных навстречу один другому в смежные плечи моста 3. Параллельно диодам 4 и 5 подключены входы двух

отрезков 6 и 7 двухпроводного фидера длиной Яф каждый, где Л; - длина волны в фидере. Выходы от; езков 6 и 7 включены в разрывы противоположных плеч электрического моста 3 соответственно. В каждое плечо моста 3 между диполем 1 и отрезками 6 и 7 физера включены конденсаторы 8, 9, 10 и 11, служащие для сглаживания пульсаций вьтрямленного тока. К выхоДУ моста 3 (мостов) подключена нагрузка 12.

По принципу действия предлагаемая конструкция ректенны близка к прототипу, но использует для выпрямления всего два диода, вместо четьфех. При возникновении в некоторый момент времени t между верхним и нижним плечами диполя 1 положительной разности потенциалов верхний диод 4

оказывается в открытом состоянии, а нижний - в закрытом. Входное сопротивление отрезка 6 фидера длиной г /1ф со стороны правого нижнего плеча в момент времени t определяется состоянием диода 4, которое он имел в бсшее ранний момент времени t - С/с, где с - фазовая скорость волны в отрезке 6 фидера. Поэтому при данной полярности гармонического

сигнала в момент времени t левое верхнее и правое нижнее плечи моста 3 хорошо проводят ток, а остальные два плеча практически не проводят его, вследствие чего на нагрузке

12 моста ток течет слева направо. Через полпериода проводящими станут левое нижнее и правое верхнее плечи, а ток на выходе потечет по-прежнему слева направо. Таким образом, в предлагаемой конструкции ректенны эффективно реализуется двухполупериодное вьтрямпение с использованием всего двух диодов.

Одним из важных показателей надежности энергетических систем является вероятный КПД, получающий при выходе из строя заданного процентного количества их компонентов.

Как показали экспериментальнорасчетные исследования, предлагаемое устройство имеет более высокую степень надежности, чем аналог и прототип, а именно при случайном выходе изстроя (пробое) 50% используемых

диодов, наиболее вероятный КПД рассчитанный для большой выборки элементов, для прототипа не превышает 24%, для аналога - 40%, а для предлагаемого устройства он составляет - 44%.

-

Г

/

РЕКТЕННА, состоящая из диполя, подключенного к одной, диагонали электрического моста, к другой диагонали которого подключена нагрузка, два смежных плеча электрического моста, соединенные с разными плечами диполя, содержат диоды, включенные навстречу один другому, отличающаяся тем, что, с целью повьпиения надежности работы, параллельно каждому диоду включен вход соответствукмцего отрезка двухпроводного фидера длиной, кратной длине волны в нём, выходы отрезков двухпроводного фидера включены в разрывы противоположных плеч электрического моста, в каждом плече электрического моста между диполем и отрезком двухпроводного фидера включен конденсатор.

J

/