一種太陽能微波發射系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及通信發射、微波能傳輸等領域。
【背景技術】
[0002]太陽能清潔、無污染，到達地球表面的太陽輻射總功率巨大并取之不盡。太陽能供電系統的優點有:(I)太陽能供電系統無須鋪設電纜和其他輔助配套設備。⑵太陽能供電系統環保安全，比較適合使用在無人值守的環境中。⑶太陽能供電系統使用壽命長(一般設計壽命在15年)，且性能穩定，只要有陽光就能產生電能。
[0003]太陽能供電系統的應用領域包括:(I)水文、氣象自動測報系統；(2)高速公路無線監控系統；(3)移動微波通訊系統，無人值防站；(4)邊遠地區(哨所等)日常用電系統；
(5)微波輸能應用；(6)太陽能交通標識系統供電。
[0004]目前，微波通信設備供電系統的可靠性已上升為影響通信可靠性的重要因素。但是山區大多數的無人值守站外圍環境較差。由于微波通信的特殊要求，山上微波站址選擇時不可能完全兼顧供電情況，大多數站址需要從附近山區引接電纜，可靠性不高，時有停電發生。對于這種情況，采用太陽能電池較為理想。因為太陽能電池不僅具有無污染、無噪聲、安全、維護工作量小及易于安裝等優點，而且關鍵在于它的可靠性較高。
[0005]另外，要將遠端的電能輸送到目的地，有效的辦法之一是采用無線輸電技術。早在二十世紀五十年代美國等西方國家就提出了加大利用太陽能力度的太陽能衛星計劃，就是將太空中的太陽能先轉換成電能再通過微波能的形式將能量傳到地面上，再轉換成電能加以利用。日本1995年成功地開發了利用微波輸送5kW電力的無線輸電系統。該系統輸送的電力，主要作為飛艇的能源來使用。多家研究機構共同開發的微波功率傳輸系統是由直徑為3m的拋物面天線，向飛艇集中發送微波，用安裝在飛艇上的特殊天線接收，送電用的天線裝有跟蹤裝置，也可準確跟蹤目標完成送電。無線輸電由太陽能收集器、儲能設備、發射機、發射天線等組成。
[0006]太陽能微波發射系統是無人通信臺站和無線輸電的關鍵環節。構建自主能源的外場S、C、X等波段的發射系統實際意義巨大。目前國內文獻中尚未有相關技術的報道。

【發明內容】

[0007]為了克服現有技術的不足，本發明提供一種太陽能微波發射系統，集太陽能采集、存儲、微波功率可調放大、拋物面口面發射天線系統為一體，可作為野外站點廣泛應用，又可作為自主微波能的發射提供站，為用戶提供輸能供電服務。
[0008]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:包括太陽能電池板、控制器、儲能電瓶、微波功放、射頻組件和發射天線。
[0009]所述的太陽能電池板將太陽的輻射能量轉換為電能，存儲在儲能電瓶中；儲能電瓶為射頻組件和微波功放供電，射頻組件發出的信號經過微波功放放大后通過發射天線輸出，進行通信或輸能作業；所述的控制器控制儲能電瓶的充放電，并對儲能電瓶起到過充電保護和過放電保護的作用。
[0010]所述的控制器具備溫度補償功能。
[0011]所述的發射天線采用拋物面發射天線。
[0012]本發明的有益效果是:
[0013]第一、太陽能電池板能夠在陽光下有效采集太陽能；
[0014]第二、電瓶控制機柜可有效控制電瓶的充放電，并能將儲能電瓶有效整合為負載的需求電壓；
[0015]第三、微波功放機柜能有效將微波信號放大，并能有效產生10W、25W、50W、75W、100W的連續波功率輸出。
[0016]第四、系統發射天線能夠有效將電磁波輻射到目標端，并通過接收設備有效驗證了發射信號。
[0017]第五、太陽能微波發射系統體積小、結構簡單、易于應用集成。其微波能輻射良好，通信系統工作良好。可用于多種平臺的規模化應用需要。
【附圖說明】
[0018]圖1是一種太陽能微波發射系統總體圖；
[0019]圖2是微波功放前面板圖；
[0020]圖3是微波功放后面板圖；
[0021]圖4是微波功放參數測試圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明，本發明包括但不僅限于下述實施例。
[0023]本發明提供一種太陽能微波發射系統，只利用太陽能進行無線功率放大，并將信號輻射出去，可實現野外、山頂及無人值守臺站在交通、監測、通信、保障、救援等方面的自主發射應用。
[0024]圖1是一種太陽能微波發射系統總體圖，由太陽能電池板、機柜一、機柜二、發射天線及相關附件組成。機柜一含控制面板、儲能電瓶、充電接口等部分；機柜二包含微波功放和射頻組件等。
[0025]圖2是微波功放前面板圖，含電源開關、電源指示燈、最大輸出功率指示、駐波告警和功率調節。功率調節分為0W、10W、25W、50W、75W、10ff等幾檔。
[0026]圖3是微波功放后面板圖，含射頻輸出口、耦合輸出口、電源供給口。所述微波功放的參數測試圖見圖4。
[0027]試驗采用四塊太陽能電池板模擬太陽能采集器，電瓶機柜儲存了光電轉化的能源。機柜可在過充電和欠壓情況進行指示告警。機柜將輸出電壓保持在48V，以標準接口供功放使用。足夠大的太陽能電池陣可以減少對儲存單元的依賴。S波段連續波功率放大器可以利用太陽能采集器的電壓以標準50歐姆的接口輸出大功率射頻信號。同軸低損耗饋線連接至I米反射面發射天線。功率放大器設置有駐波告警和功率選擇開關，方便在試驗過程中及時改變功率的大小。
[0028]獲得的結果:
[0029]I)、工作頻率:2450MHz ；
[0030]2)、頻度穩準度:(土 Ippm ；
[0031]3)、最大輸出功率:100W;
[0032]4)、效率:彡 35%;
[0033]5)、輸出駐波:彡1.5 ;
[0034]6)、諧波抑制:彡 45dBc ；
[0035]7)、雜波抑制:彡 45dBc ；
[0036]8)、駐波告警彡3.0;
[0037]9)、10ff耦合輸出功率I?2mW ;
[0038]10)、功率旋鈕開關調節檔位:10W，25W，50W，75W，10ff (功率波動±2.5W)；
[0039]11)、最大功率輸出指示。
[0040]太陽能微波發射系統工作流程如下:起始狀態先進行太陽能采集。
[0041]太陽能電池是太陽能供電系統中的核心部分，也是太陽能供電系統中價值最高的部分。其作用是將太陽的輻射能量轉換為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。太陽能電池組件的質量和成本將直接決定整個系統的質量和成本。
[0042]太陽能控制器的作用是控制整個系統的工作狀態，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。在溫差較大的地方，控制器具備溫度補償的功能。
[0043]電池在有光照時將太陽能電池組件所供出的電能儲存起來，到需要的時再釋放出來。電瓶控制機柜中的電瓶達標后，指示燈顯示綠色正常，48V輸出可帶載工作。
[0044]48V電壓供給微波功放后，微波功放電源打開、電源指示燈正常、最大輸出功率指示正常、駐波告警正常、功率調節low、25W、50W、75W、10ff等不同檔，進行通信或輸能作業。在晴好天氣下，太陽能微波發射系統可連續工作。夜晚電瓶的儲備能源可滿足應急工作使用要求。
[0045]拋物面發射天線可有效提供窄波束、低損耗發射波。作為能源傳輸時，可提供一定功率密度的輻射焦班，滿足系統需求。對于廣泛的用戶群，該發明的核心思想將更具前瞻性和實用性。
[0046]本項發明有效克服了現有技術在野外通信發射、微波能傳輸方面能源供給及系統設計的迫切問題，解決了非常規情況下通信臺站的正常工作問題；解決了微波能自主遠距離無線傳輸的實際問題。發明可實現野外、山頂及無人值守臺站在交通、監測、通信、保障、救援等方面的自主發射應用。
[0047]太陽能微波發射系統體積小、結構簡單、易于應用集成。其微波能輻射良好，通信系統工作良好，技術可移植性強。可用于多種平臺的規模化應用需要。
[0048]根據上述說明，結合本領域技術可在多種系統中實現本發明工程設計方案。
【主權項】
1.一種太陽能微波發射系統，包括太陽能電池板、控制器、儲能電瓶、微波功放、射頻組件和發射天線，其特征在于:所述的太陽能電池板將太陽的輻射能量轉換為電能，存儲在儲能電瓶中；儲能電瓶為射頻組件和微波功放供電，射頻組件發出的信號經過微波功放放大后通過發射天線輸出，進行通信或輸能作業；所述的控制器控制儲能電瓶的充放電，并對儲能電瓶起到過充電保護和過放電保護的作用。2.根據權利要求1所述的太陽能微波發射系統，其特征在于:所述的控制器具備溫度補償功能。3.根據權利要求1所述的太陽能微波發射系統，其特征在于:所述的發射天線采用拋物面發射天線。
【專利摘要】本發明提供了一種太陽能微波發射系統，包括太陽能電池板、控制器、儲能電瓶、微波功放、射頻組件和發射天線，所述的太陽能電池板將太陽的輻射能量轉換為電能，存儲在儲能電瓶中；儲能電瓶為射頻組件和微波功放供電，射頻組件發出的信號經過微波功放放大后通過發射天線輸出，進行通信或輸能作業；所述的控制器控制儲能電瓶的充放電，并對儲能電瓶起到過充電保護和過放電保護的作用。本發明可作為野外站點廣泛應用，又可作為自主微波能的發射提供站，為用戶提供輸能供電服務。
【IPC分類】H02J7/35
【公開號】CN105245021
【申請號】CN201510724407
【發明人】梁西銘, 許奎, 張海光, 張佳, 李斌, 王偉, 郭衛展, 張驊, 張琦, 謝歡歡
【申請人】中國電子科技集團公司第二十研究所
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年10月29日