美國海軍使用微波無線將1.6千瓦的電力傳輸超過了一公里

2022-05-13     小慕說熱點

原標題:美國海軍使用微波無線將1.6千瓦的電力傳輸超過了一公里

美國海軍研究實驗室(NRL)在馬里蘭州的美國陸軍研究基地,使用微波束將1.6千瓦的功率傳輸到1公里(3280英尺)以上,這被描述為半個世紀以來最重要的此類演示。

上圖:安全和連續功率波束 - 微波 (SCOPE-M) 演示的一部分。

在不用電線的情況下長距離傳輸電力的想法,已經存在了一個多世紀。 到 1970 年代,這項技術已經足夠成熟,使其成為美國物理學家傑拉德·k·奧尼爾(Gerard K. O'Neil)提出的一個概念的關鍵組成部分,該概念提出,建立太空殖民地,並建造巨大的太陽能收集站,將採集的電能傳送回地球。

原理很簡單。電被轉換成微波,然後在一個由整流天線元件組成的接收器上集中成為一個緊密的波束。這些是非常簡單的組件,包括一個X波段偶極子天線與射頻二極體。當微波撞擊整流天線時,元件就會產生直流電。

儘管最初存在疑問,但事實證明,微波輻射的效率令人驚訝,由高級概念小組負責人克里斯多福·羅登貝克(Christopher Rodenbeck)領導的 NRL 團隊,已被美國國防部委託開發安全、連續電力集束 —— 微波 (SCOPE-M) 項目,來探索部署該技術的可行性。

上圖:整流天線。

使用 10 GHz的微波束,Scope-M設置在兩個位置。第一個是位於馬里蘭州Blossom Point的美國陸軍研究基地,第二個是麻省理工學院的 Haystack 超寬頻衛星成像雷達(HUSIR)發射機。之所以選擇這種頻率,是因為它不僅能夠在大雨中發射光束,功率損失不到5%,而且根據國際標準,在鳥類、動物和人在場的情況下使用它也是安全的。這意味著該系統不需要為早期基於雷射的系統開發的自動斷路器。

在馬里蘭州的測試中,光束的工作效率為60%。麻薩諸塞州的測試沒有達到同樣的功率峰值,但平均功率水平更高,因此提供了更多的能量。

上圖:連接到接收器天線的整流天線。

SCOPE-M技術有一天可以用於在地球上傳輸電力,或從大型軌道太陽能發電站向國家電網提供全年365天、全天24小時的電力。然而,美國國防部感興趣的一種更直接的應用是,將電力直接傳輸到戰場上的部隊,從而消除了對脆弱的燃料運輸的需求。

SCOPE-M電子工程師布萊恩·蒂爾尼(Brian Tierney)說:「雖然 SCOPE-M 是地面電力傳輸鏈路,但它是空間電力傳輸鏈路概念的良好證明。對美國國防部來說,空間到地球能量傳輸的主要好處是,減少軍隊對燃料供應的依賴,這是最易受攻擊的。」

文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-hk/8affb3b9ef5f2758af9d11e61ae8aa9e.html