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美国海军使用微波无线千瓦的电力传输超过了一公里
发布时间:2022-09-26 04:57:44 来源:爱游戏电脑版 作者:爱游戏电脑版登录

  美国海军研究实验室(NRL)在马里兰州的美国陆军研究基地,使用微波束将1.6千瓦的功率传输到1公里(3280英尺)以上,这被描述为半个世纪以来最重要的此类演示。

  在不用电线的情况下长距离传输电力的想法,已经存在了一个多世纪。 到 1970 年代,这项技术已经足够成熟,使其成为美国物理学家杰拉德·k·奥尼尔(Gerard K. ONeil)提出的一个概念的关键组成部分,该概念提出,建立太空殖民地,并建造巨大的太阳能收集站,将采集的电能传送回地球。

  原理很简单。电被转换成微波,然后在一个由整流天线元件组成的接收器上集中成为一个紧密的波束。这些是非常简单的组件,包括一个X波段偶极子天线与射频二极管。当微波撞击整流天线时,元件就会产生直流电。

  尽管最初存在疑问,但事实证明,微波辐射的效率令人惊讶,由高级概念小组负责人克里斯托弗·罗登贝克(Christopher Rodenbeck)领导的 NRL 团队,已被美国国防部委托开发安全、连续电力集束 —— 微波 (SCOPE-M) 项目,来探索部署该技术的可行性。

  上图:整流天线 GHz的微波束,Scope-M设置在两个位置。第一个是位于马里兰州Blossom Point的美国陆军研究基地,第二个是麻省理工学院的 Haystack 超宽带卫星成像雷达(HUSIR)发射机。之所以选择这种频率,是因为它不仅能够在大雨中发射光束,功率损失不到5%,而且根据国际标准,在鸟类、动物和人在场的情况下使用它也是安全的。这意味着该系统不需要为早期基于激光的系统开发的自动断路器。

  在马里兰州的测试中,光束的工作效率为60%。马萨诸塞州的测试没有达到同样的功率峰值,但平均功率水平更高,因此提供了更多的能量。

  SCOPE-M技术有一天可以用于在地球上传输电力,或从大型轨道太阳能发电站向国家电网提供全年365天、全天24小时的电力。然而,美国国防部感兴趣的一种更直接的应用是,将电力直接传输到战场上的部队,从而消除了对脆弱的燃料运输的需求。

  SCOPE-M电子工程师布莱恩·蒂尔尼(Brian Tierney)说:“虽然 SCOPE-M 是地面电力传输链路,但它是空间电力传输链路概念的良好证明。对美国国防部来说,空间到地球能量传输的主要好处是,减少军队对燃料供应的依赖,这是最易受攻击的。”

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