一种太阳能微波发射系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信发射、微波能传输等领域。
【背景技术】
[0002]太阳能清洁、无污染，到达地球表面的太阳辐射总功率巨大并取之不尽。太阳能供电系统的优点有:(I)太阳能供电系统无须铺设电缆和其他辅助配套设备。⑵太阳能供电系统环保安全，比较适合使用在无人值守的环境中。⑶太阳能供电系统使用寿命长(一般设计寿命在15年)，且性能稳定，只要有阳光就能产生电能。
[0003]太阳能供电系统的应用领域包括:(I)水文、气象自动测报系统；(2)高速公路无线监控系统；(3)移动微波通讯系统，无人值防站；(4)边远地区(哨所等)日常用电系统；
(5)微波输能应用；(6)太阳能交通标识系统供电。
[0004]目前，微波通信设备供电系统的可靠性已上升为影响通信可靠性的重要因素。但是山区大多数的无人值守站外围环境较差。由于微波通信的特殊要求，山上微波站址选择时不可能完全兼顾供电情况，大多数站址需要从附近山区引接电缆，可靠性不高，时有停电发生。对于这种情况，采用太阳能电池较为理想。因为太阳能电池不仅具有无污染、无噪声、安全、维护工作量小及易于安装等优点，而且关键在于它的可靠性较高。
[0005]另外，要将远端的电能输送到目的地，有效的办法之一是采用无线输电技术。早在二十世纪五十年代美国等西方国家就提出了加大利用太阳能力度的太阳能卫星计划，就是将太空中的太阳能先转换成电能再通过微波能的形式将能量传到地面上，再转换成电能加以利用。日本1995年成功地开发了利用微波输送5kW电力的无线输电系统。该系统输送的电力，主要作为飞艇的能源来使用。多家研究机构共同开发的微波功率传输系统是由直径为3m的抛物面天线，向飞艇集中发送微波，用安装在飞艇上的特殊天线接收，送电用的天线装有跟踪装置，也可准确跟踪目标完成送电。无线输电由太阳能收集器、储能设备、发射机、发射天线等组成。
[0006]太阳能微波发射系统是无人通信台站和无线输电的关键环节。构建自主能源的外场S、C、X等波段的发射系统实际意义巨大。目前国内文献中尚未有相关技术的报道。
【发明内容】
[0007]为了克服现有技术的不足，本发明提供一种太阳能微波发射系统，集太阳能采集、存储、微波功率可调放大、抛物面口面发射天线系统为一体，可作为野外站点广泛应用，又可作为自主微波能的发射提供站，为用户提供输能供电服务。
[0008]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括太阳能电池板、控制器、储能电瓶、微波功放、射频组件和发射天线。
[0009]所述的太阳能电池板将太阳的辐射能量转换为电能，存储在储能电瓶中；储能电瓶为射频组件和微波功放供电，射频组件发出的信号经过微波功放放大后通过发射天线输出，进行通信或输能作业；所述的控制器控制储能电瓶的充放电，并对储能电瓶起到过充电保护和过放电保护的作用。
[0010]所述的控制器具备温度补偿功能。
[0011]所述的发射天线采用抛物面发射天线。
[0012]本发明的有益效果是:
[0013]第一、太阳能电池板能够在阳光下有效采集太阳能；
[0014]第二、电瓶控制机柜可有效控制电瓶的充放电，并能将储能电瓶有效整合为负载的需求电压；
[0015]第三、微波功放机柜能有效将微波信号放大，并能有效产生10W、25W、50W、75W、100W的连续波功率输出。
[0016]第四、系统发射天线能够有效将电磁波辐射到目标端，并通过接收设备有效验证了发射信号。
[0017]第五、太阳能微波发射系统体积小、结构简单、易于应用集成。其微波能辐射良好，通信系统工作良好。可用于多种平台的规模化应用需要。
【附图说明】
[0018]图1是一种太阳能微波发射系统总体图；
[0019]图2是微波功放前面板图；
[0020]图3是微波功放后面板图；
[0021]图4是微波功放参数测试图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
[0023]本发明提供一种太阳能微波发射系统，只利用太阳能进行无线功率放大，并将信号辐射出去，可实现野外、山顶及无人值守台站在交通、监测、通信、保障、救援等方面的自主发射应用。
[0024]图1是一种太阳能微波发射系统总体图，由太阳能电池板、机柜一、机柜二、发射天线及相关附件组成。机柜一含控制面板、储能电瓶、充电接口等部分；机柜二包含微波功放和射频组件等。
[0025]图2是微波功放前面板图，含电源开关、电源指示灯、最大输出功率指示、驻波告警和功率调节。功率调节分为0W、10W、25W、50W、75W、10ff等几档。
[0026]图3是微波功放后面板图，含射频输出口、耦合输出口、电源供给口。所述微波功放的参数测试图见图4。
[0027]试验采用四块太阳能电池板模拟太阳能采集器，电瓶机柜储存了光电转化的能源。机柜可在过充电和欠压情况进行指示告警。机柜将输出电压保持在48V，以标准接口供功放使用。足够大的太阳能电池阵可以减少对储存单元的依赖。S波段连续波功率放大器可以利用太阳能采集器的电压以标准50欧姆的接口输出大功率射频信号。同轴低损耗馈线连接至I米反射面发射天线。功率放大器设置有驻波告警和功率选择开关，方便在试验过程中及时改变功率的大小。
[0028]获得的结果:
[0029]I)、工作频率:2450MHz ；
[0030]2)、频度稳准度:(土 Ippm ；
[0031]3)、最大输出功率:100W;
[0032]4)、效率:彡 35%;
[0033]5)、输出驻波:彡1.5 ;
[0034]6)、谐波抑制:彡 45dBc ；
[0035]7)、杂波抑制:彡 45dBc ；
[0036]8)、驻波告警彡3.0;
[0037]9)、10ff耦合输出功率I?2mW ;
[0038]10)、功率旋钮开关调节档位:10W，25W，50W，75W，10ff (功率波动±2.5W)；
[0039]11)、最大功率输出指示。
[0040]太阳能微波发射系统工作流程如下:起始状态先进行太阳能采集。
[0041]太阳能电池是太阳能供电系统中的核心部分，也是太阳能供电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能量转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池组件的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本。
[0042]太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，控制器具备温度补偿的功能。
[0043]电池在有光照时将太阳能电池组件所供出的电能储存起来，到需要的时再释放出来。电瓶控制机柜中的电瓶达标后，指示灯显示绿色正常，48V输出可带载工作。
[0044]48V电压供给微波功放后，微波功放电源打开、电源指示灯正常、最大输出功率指示正常、驻波告警正常、功率调节low、25W、50W、75W、10ff等不同档，进行通信或输能作业。在晴好天气下，太阳能微波发射系统可连续工作。夜晚电瓶的储备能源可满足应急工作使用要求。
[0045]抛物面发射天线可有效提供窄波束、低损耗发射波。作为能源传输时，可提供一定功率密度的辐射焦班，满足系统需求。对于广泛的用户群，该发明的核心思想将更具前瞻性和实用性。
[0046]本项发明有效克服了现有技术在野外通信发射、微波能传输方面能源供给及系统设计的迫切问题，解决了非常规情况下通信台站的正常工作问题；解决了微波能自主远距离无线传输的实际问题。发明可实现野外、山顶及无人值守台站在交通、监测、通信、保障、救援等方面的自主发射应用。
[0047]太阳能微波发射系统体积小、结构简单、易于应用集成。其微波能辐射良好，通信系统工作良好，技术可移植性强。可用于多种平台的规模化应用需要。
[0048]根据上述说明，结合本领域技术可在多种系统中实现本发明工程设计方案。
【主权项】
1.一种太阳能微波发射系统，包括太阳能电池板、控制器、储能电瓶、微波功放、射频组件和发射天线，其特征在于:所述的太阳能电池板将太阳的辐射能量转换为电能，存储在储能电瓶中；储能电瓶为射频组件和微波功放供电，射频组件发出的信号经过微波功放放大后通过发射天线输出，进行通信或输能作业；所述的控制器控制储能电瓶的充放电，并对储能电瓶起到过充电保护和过放电保护的作用。2.根据权利要求1所述的太阳能微波发射系统，其特征在于:所述的控制器具备温度补偿功能。3.根据权利要求1所述的太阳能微波发射系统，其特征在于:所述的发射天线采用抛物面发射天线。
【专利摘要】本发明提供了一种太阳能微波发射系统，包括太阳能电池板、控制器、储能电瓶、微波功放、射频组件和发射天线，所述的太阳能电池板将太阳的辐射能量转换为电能，存储在储能电瓶中；储能电瓶为射频组件和微波功放供电，射频组件发出的信号经过微波功放放大后通过发射天线输出，进行通信或输能作业；所述的控制器控制储能电瓶的充放电，并对储能电瓶起到过充电保护和过放电保护的作用。本发明可作为野外站点广泛应用，又可作为自主微波能的发射提供站，为用户提供输能供电服务。
【IPC分类】H02J7/35
【公开号】CN105245021
【申请号】CN201510724407
【发明人】梁西铭, 许奎, 张海光, 张佳, 李斌, 王伟, 郭卫展, 张骅, 张琦, 谢欢欢
【申请人】中国电子科技集团公司第二十研究所
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月29日