Г. М. КАЗАРЯН, А. Ю. НЕДЯЛКОВ, В. Л. САВВИН
Московский государственный университет им.
ИССЛЕДОВАНИЕ РЕКТЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
ДЛЯ СВЧ-КАНАЛА ПЕРЕДАЧИ ЭНЕРГИИ,
ПРОБЛЕМЫ ПЕРЕИЗЛУЧЕНИЯ РЕКТЕННЫХ СИСТЕМ
Рассмотрены разные эквивалентные схемы ректенного элемента, произведено моделирование и оптимизация параметров с целю их конструктивного упрощения, снижения обратного переизлучения на высших гармониках и достижения наибольшего КПД преобразования.
Техника приема и генерации СВЧ-пучков исторически имеет широкий круг приложений в области радиолокации и системах связи. Задачи приема радиоволн развивалась до сих пор преимущественно по пути извлечения информации из поступающих сигналов, совершенствуя приемные устройства с точки зрения их уровня собственных шумов, помехоустойчивости вопросы же обратного преобразования СВЧ-колебаний в постоянный ток изучены неизмеримо слабее. Современные исследования в сфере создания и модифицирования новых устройств перехвата и преобразования СВЧ-излучения в энергию постоянного тока создали платформу для реализации высокоэффективных систем передачи энергии электромагнитным лучом [1].
В работе исследуются физические процессы в приемных системах ректенного типа. Ректенна состоит из совокупности независимо нагруженных отдельных приемных элементов и предназначена для одновременного приема и преобразования СВЧ-колебаний.
Рассмотрена приемная система ректенного типа с полуволновыми диполями. Каждый из полуволновых диполей имеет встроенный высокоэффективный диод с барьером Шоттки и ряд фильтров, предотвращающих потери мощности за счет переизлучения на высших гармониках рабочей частоты. Отдельные диполи объединяются низкочастотной цепью для получения требуемых значений напряжения и тока. Предложена эквивалентная схема ректенного элемента. Рассмотрены основные характеристик и физические процессы, на основе которых проводится оптимизация ректенного элемента с точки зрения КПД (достигнут уровень порядка 90 %, см. рис.1).
Рис.1. Зависимость КПД выпрямительного ректенного элемента от уровня
входной мощности при сопротивлениях нагрузки Rн = 100 Ом (кривая-1),
Rн = 500 Ом (кривая-2), Rн = 1000 Ом (кривая-3)
При оптимизации ректенного элемента рассматривается и случай замены приемного диполя дисковым резонатором. Рассмотрены основные характеристики такого резонатора и предложена новая конструкция дискового резонатора [2]. Показано оправданность такой замены, так как такой резонатор может одновременно служить входным фильтром, что существенно упрощает конструкцию ректенны.
Список литературы
1. СВЧ-энергетика: Теория и практика. М.: Наука, 20с.
2. T. Chakravarty, S. Roy, S. Sanyal, A. De. A Novel Microstrip Patch Antenna with Large Impedance Bandwidth in VHF/UHF Range // Progress In Electromagnetics Research, PIER Р. 83 – 93.
