跨越一公里:美海军研究实验室测试1.6kW微波无线输电技术

在马里兰州的陆军研究场地上,美国海军研究实验室(NRL)刚刚展示了可在一公里(3280 英尺)外无线传输 1.6 千瓦功率的新技术。尽管无线输电的构想已经存在一个多世纪,但近日开展的新试验,还是自 1970 年来以来的首次重大突破。

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(来自:NRL

几十年前,美国物理学家 Gerard K. O’Neil 就已经提出过建立太空殖民地的宏伟概念,而无线功率传输(将电能回传至地球)就是其中一个重要组成部分。

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微波碟形发射器(指向整流天线)

无线输电的概念很是简洁 —— 电能先在发射端被转换成微波形式,然后在接收端通过整流天线元件来汇聚能量。

这些组件可由现成的零件打造(带有射频二极管的 x 波段偶极天线),当微波撞击到整流天线时,就会生成直流电。

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接收端特写

Christopher Rodenbeck 带领的先进概念研究团队,接到了美国国防部的委托。尽管研究初期受到了一些质疑,但微波输送的效率还是让我们感到惊喜。

其开发的安全连续微波功率波束装置(简称 SCOPE-M),刚刚证明了该技术探索项目的实用性。可知其使用了 10-GHz 微波束,并在两个地方进行了设置。

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连接到接收器的整流天线

其中一套 SCOPE-M 装置位于马里兰州 Blossom Point 的美国陆军研究场,另一套则是位于马萨诸塞州麻省理工学院(MIT)的 Haystack 超宽带卫星成像雷达(HUSIR)发射器。

之所以选择这一特定的频率,是因其不仅能够在大雨中工作(功率损失 <5%),还能够在有鸟类飞过、动物和人类在场的情况下符合国际安全标准,从而免除了激光检测自动通断安全保护措施的麻烦。

Future of Microwave Power Beaming(via

在马里兰州的这次测试中,微波束达成了 60% 的无线输电效率。虽然马萨诸塞州的测试没有达到相同的功率峰值,但平均功率水平更加可喜。

最后,除了未来全年无休的太空太阳能发电站,这项微波无线输电技术还有望投放到战场上,以消除对易受攻击的燃料运输的需求。

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