در مورد مقاله پدافند هوایی در نسل چهارم ، "TOP2" در مورد منبع تغذیه بی سیم از راه دور پهپادهای کوچک و فوق کوچک (پهپادها) (اینجا را ببینید) ، و همچنین در مورد موضوع: الگوریتم ازدحام (عوامل) برای پهپاد و چشم اندازهای دفاع هوایی "نسل چهارم". من سعی می کنم تا جایی که می دانم موضوع انتقال قدرت بی سیم را برجسته کنم. الگوریتم ازدحام (مفهوم عوامل) و ناکارآمدی احتمالی سیستم های دفاع هوایی موجود ، به طور کلی ، موضوعی برای مقاله ای جداگانه است.
انتقال برق بدون سیم روشی برای انتقال انرژی الکتریکی بدون استفاده از عناصر رسانا در مدار الکتریکی است.
در اواخر قرن نوزدهم ، کشف این که می توان از برق برای ایجاد درخشندگی لامپ استفاده کرد ، باعث انفجار تحقیقات برای یافتن بهترین راه برای انتقال برق شد.
انتقال بی سیم انرژی نیز در آغاز قرن بیستم ، زمانی که دانشمندان توجه زیادی به جستجوی راه های مختلف انتقال بی سیم انرژی داشتند ، به طور فعال مورد مطالعه قرار گرفت. هدف از این تحقیق ساده بود - ایجاد میدان الکتریکی در یک مکان به طوری که بتواند توسط دستگاه های از راه دور تشخیص داده شود. در عین حال ، تلاش شده است تا انرژی را از راه دور نه تنها به سنسورهای بسیار حساس برای تشخیص ولتاژ ، بلکه به مصرف کنندگان قابل توجه انرژی نیز ارائه دهد. بنابراین، در سال 1904 در خیابان نمایشگاه جهانی لوئیس برای راه اندازی موفقیت آمیز موتور هواپیما با ظرفیت 0.1 اسب بخار جایزه دریافت کرد ، در فاصله 30 متری انجام می شود.
گوروهای "برق" برای بسیاری شناخته شده است (ویلیام استرجن ، مایکل فارادی ، نیکولاس جوزف کالان ، جیمز کلرک ماکسول ، هاینریش هرتز ، ماهلون لومس و غیره) ، اما تعداد کمی از مردم می دانند که محقق ژاپنی هیدتسگو یاگی از آنتن توسعه یافته خود استفاده کرده است. برای انتقال انرژی در فوریه 1926 ، وی نتایج تحقیقات خود را منتشر کرد ، که در آن ساختار و روش تنظیم آنتن یاگی را توضیح داد.
کارها و پروژه های بسیار جدی در اتحاد جماهیر شوروی در دوره 1930-1941 انجام شد. و موازی در Drittes Reich.
به طور طبیعی ، عمدتا برای اهداف نظامی: شکست نیروی انسانی دشمن ، تخریب زیرساخت های نظامی و صنعتی و غیره. در اتحاد جماهیر شوروی ، کارهای جدی در مورد استفاده از اشعه مایکروویو برای جلوگیری از خوردگی سطحی سازه ها و محصولات انجام شد. اما این یک داستان جداگانه است که به سرمایه گذاری قابل توجهی در زمان نیاز دارد: دوباره باید به یک اتاق زیر شیروانی غبارآلود یا زیرزمینی به همان اندازه گرد و خاک رفته بروید.
یکی از بزرگترین فیزیکدانان روسی قرن گذشته ، برنده جایزه نوبل ، آکادمیسن پیتر لئونیدوویچ کاپیتسا بخشی از بیوگرافی خلاقانه خود را به تحقیق در مورد چشم اندازهای استفاده از نوسانات و امواج مایکروویو برای ایجاد سیستم های جدید و بسیار کارآمد انتقال انرژی اختصاص داد.
در سال 1962 ، در مقدمه تک نگارش ، نوشت:
از فهرست بلند ایده های فنی فوق العاده ای که در قرن بیستم اجرا شد ، تنها رویای انتقال بی سیم انرژی الکتریکی همچنان محقق نشده بود. توضیحات دقیق پرتوهای انرژی در رمان های علمی تخیلی مهندسان را با نیاز آشکار آنها و با پیچیدگی عملی اجرا تحریک کرد.
اما اوضاع به تدریج شروع به تغییر کرد.
در سال 1964 ، ویلیام سی. براون ، متخصص الکترونیک مایکروویو ، به لطف آرایه آنتن متشکل از دو قطبی نیم موج ، ابتدا دستگاهی (مدل هلیکوپتر) را که قادر به دریافت و استفاده از انرژی یک پرتو مایکروویو به شکل جریان مستقیم است ، آزمایش کرد. که دارای دیودهای Schottky با کارایی بالا است …
همچنین در سال 1964 ، ویلیام سی.براون مدل هلیکوپتر خود را که از امیتر مایکروویو برای پرواز استفاده می کرد ، در والتر کرونکیت نیوز CBS به نمایش گذاشت.
در اصل ، این رویداد و این فناوری جالب ترین در TopWar است (در زیر کمی در مورد "زندگی روزمره" و انرژی). تاریخچه و آزمایش پرواز با مایکروویو با وایرلس (فیلم به زبان انگلیسی ، اما همه چیز به اندازه کافی روشن است)
تا سال 1976 ، ویلیام براون انتقال پرتو مایکروویو با توان 30 کیلو وات را در مسافت 1.6 کیلومتر با راندمان بیش از 80 carried انجام داد.
این آزمایشات در آزمایشگاه و به سفارش شرکت Raytheon انجام شد.
فکر می کنم چه چیزی باعث معروف شدن Raytheon و زمینه اصلی مورد علاقه این شرکت شد ، ارزش آن را ندارد؟ خوب ، اگر کسی نمی داند ، گاهنامه تاریخی Raytheon را ببینید:
اطلاعات بیشتر در مورد نتایج به دست آمده را اینجا (به زبان انگلیسی و RIS ، BibTex و RefWorks Direct Export) بخوانید:
mission انتقال قدرت مایکروویو - مجلات IOSR
ic هلیکوپتر مجهز به مایکروویو ویلیام سی براون. شرکت Raytheon.
در سال 1968 ، محقق فضایی آمریکایی Peter E. Glaser پیشنهاد کرد که صفحات بزرگ خورشیدی را در مدار زمین ثابت قرار دهیم و انرژی تولید شده توسط آنها (در سطح 5-10 گیگاوات) را با یک پرتو مایکروویو با تمرکز خوب به سطح زمین منتقل کنیم. سپس آن را به انرژی جریان مستقیم یا متناوب فرکانس فنی تبدیل کرده و بین مصرف کنندگان توزیع کنید.
چنین طرحی امکان استفاده از شار شدید تابش خورشیدی موجود در مدار زمین ثابت (~ 1 ، 4 کیلو وات بر متر مربع) و امکان انتقال انرژی دریافتی به طور مداوم به سطح زمین ، بدون توجه به زمان روز و شرایط آب و هوایی. با توجه به تمایل طبیعی صفحه استوایی به صفحه دایره البروج با زاویه 23.5 درجه ، ماهواره ای که در مدار زمین ثابت ایستاده است ، تقریباً به طور مداوم ، با جریان تابش خورشید ، به جز دوره های زمانی کوتاه در نزدیکی روزهای بهار ، روشن می شود. و اعتدال پاییزی ، هنگامی که این ماهواره به زیر سایه زمین می افتد. این دوره های زمانی را می توان به طور دقیق پیش بینی کرد و در مجموع از 1٪ طول کل سال تجاوز نمی کند.
فراوانی نوسانات الکترومغناطیسی پرتو مایکروویو باید با محدوده هایی باشد که برای استفاده در صنعت ، تحقیقات علمی و پزشکی اختصاص داده شده است. اگر این فرکانس برابر با 2.45 گیگاهرتز انتخاب شود ، شرایط هواشناسی ، شامل ابرهای ضخیم و بارش شدید ، عملاً تاثیری بر بازده انتقال انرژی نخواهد داشت. باند 5.8 گیگاهرتز وسوسه انگیز است زیرا امکان کاهش اندازه آنتن های فرستنده و دریافت کننده را فراهم می کند. با این حال ، تأثیر شرایط هواشناسی در اینجا به مطالعات بیشتری نیاز دارد.
سطح فعلی توسعه وسایل الکترونیکی مایکروویو به ما امکان می دهد در مورد ارزش نسبتاً بالایی از بازده انتقال انرژی توسط پرتو مایکروویو از مدار زمین ثابت به سطح زمین - در حدود 70 ÷ ÷ 75 speak صحبت کنیم. در این حالت ، قطر آنتن فرستنده معمولاً برابر با 1 کیلومتر انتخاب می شود و مستطیل زمینی دارای ابعاد 10 کیلومتر در 13 کیلومتر برای عرض جغرافیایی 35 درجه است. SCES با توان خروجی 5 GW دارای چگالی توان تابشی در مرکز آنتن فرستنده 23 کیلو وات بر متر مربع ، در مرکز آنتن دریافت کننده - 230 وات بر متر مربع است.
انواع مختلفی از ژنراتورهای مایکروویو حالت جامد و خلاء برای آنتن انتقال SCES مورد بررسی قرار گرفته است. ویلیام براون به طور خاص نشان داد که مگنترون ها ، که به خوبی در صنعت توسعه یافته اند و برای اجاق های مایکروویو در نظر گرفته شده اند ، می توانند در انتقال آرایه های آنتن SCES استفاده شوند ، اگر هر یک از آنها دارای مدار بازخورد فاز منفی خود نسبت به سیگنال همگام سازی خارجی (به اصطلاح تقویت کننده جهت مغناطیسی - MDA).
Rektenna یک سیستم دریافت و تبدیل بسیار کارآمد است ، اما ولتاژ پایین دیودها و نیاز به تغییر سری آنها می تواند منجر به خرابی بهمن شود. مبدل انرژی سیکلوترون می تواند این مشکل را تا حد زیادی از بین ببرد.
آنتن فرستنده SCES می تواند یک آرایه آنتن فعال مجدد بر اساس موجبرهای شکاف دار باشد.جهت گیری ناهموار آن به صورت مکانیکی انجام می شود ؛ برای هدایت دقیق پرتو مایکروویو ، از یک سیگنال آزمایشی استفاده می شود که از مرکز دهانه دریافت کننده ساطع شده و توسط شبکه ای از حسگرهای مناسب بر روی سطح آنتن فرستنده تجزیه و تحلیل می شود.
از سال 1965 تا 1975 یک برنامه علمی به رهبری بیل براون با موفقیت به پایان رسید و توانایی انتقال توان 30 کیلووات در مسافت بیش از 1 مایل با کارایی 84 rating را نشان داد.
در 1978-1979 در ایالات متحده ، تحت رهبری وزارت انرژی (DOE) و ناسا (ناسا) ، اولین برنامه تحقیقاتی دولتی با هدف تعیین چشم انداز SCES انجام شد.
در 1995-1997 ، ناسا مجدداً به بحث در مورد آینده SCES پرداخت ، با تکیه بر پیشرفت تکنولوژیکی آن زمان.
تحقیقات در سالهای 1999-2000 (برنامه استراتژیک تحقیقات و فناوری استراتژیک نیروی خورشیدی (SSP)) ادامه یافت.
فعال ترین و سیستماتیک ترین تحقیق در زمینه SCES توسط ژاپن انجام شد. در سال 1981 ، تحت رهبری پروفسورهای M. Nagatomo (Makoto Nagatomo) و S. Sasaki (Susumu Sasaki) ، موسسه تحقیقات فضایی ژاپن تحقیقاتی را در زمینه توسعه نمونه اولیه SCES با قدرت 10 مگاوات آغاز کرد که می تواند با استفاده از وسایل پرتاب موجود ایجاد شود. ایجاد چنین نمونه اولیه به تجمع تجربه فناوری اجازه می دهد و زمینه را برای شکل گیری سیستم های تجاری آماده می کند.
این پروژه SKES2000 (SPS2000) نامگذاری شد و در بسیاری از کشورهای جهان شناخته شد.
به این ترتیب WiTricity و شرکت WiTricity متولد شدند.
در ژوئن 2007 ، مارین سولاچیچ و چند نفر دیگر در موسسه فناوری ماساچوست از توسعه سیستمی خبر دادند که در آن یک لامپ 60 وات از منبع واقع در 2 متر دورتر ، با بازدهی 40 تأمین می شود.
به گفته نویسندگان اختراع ، این یک رزونانس "خالص" مدارهای کوپل شده نیست و یک ترانسفورماتور تسلا با اتصال القایی نیست. شعاع انتقال انرژی برای امروز کمی بیش از دو متر است ، در آینده - تا 5-7 متر.
به طور کلی ، دانشمندان دو طرح اساساً متفاوت را آزمایش کردند.
فناوری های مشابهی توسط شرکت های دیگر در حال توسعه است. اینتل فناوری WREL خود را با راندمان انتقال قدرت تا 75 درصد نشان داده است. در سال 2009 ، سونی عملکرد تلویزیون را بدون اتصال به شبکه نشان داد. تنها یک مورد نگران کننده است: صرف نظر از روش انتقال و تغییرات فنی ، چگالی انرژی و قدرت میدان در محل باید به اندازه کافی بالا باشد تا بتواند دستگاه های با ظرفیت چند ده وات را تغذیه کند. به گفته خود توسعه دهندگان ، هنوز هیچ اطلاعاتی در مورد اثرات بیولوژیکی چنین سیستم هایی بر روی انسان وجود ندارد. با توجه به ظاهر اخیر و رویکردهای مختلف در مورد اجرای دستگاه های انتقال نیرو ، چنین مطالعاتی هنوز در پیش است و نتایج آن به زودی ظاهر نمی شود. و ما قادر خواهیم بود تأثیر منفی آنها را فقط به صورت غیر مستقیم قضاوت کنیم. دوباره چیزی از خانه های ما ناپدید می شود ، مانند سوسک ها.
در سال 2010 ، Haier Group ، تولید کننده چینی لوازم خانگی ، محصول منحصر به فرد خود را در CES 2010 ، یک تلویزیون LCD کاملاً بی سیم ، بر اساس تحقیقات پروفسور مارینا سولیاچیچ در زمینه انتقال قدرت بی سیم و رابط دیجیتال خانگی بی سیم (WHDI) رونمایی کرد.
در سال 2012-2015. مهندسان دانشگاه واشنگتن فناوری را توسعه داده اند که اجازه می دهد از Wi-Fi به عنوان منبع تغذیه برای تغذیه دستگاه های قابل حمل و شارژ ابزارک استفاده شود. این فناوری قبلاً توسط مجله Popular Science به عنوان یکی از بهترین نوآوری های سال 2015 شناخته شده است. همه گیر بودن فناوری بی سیم خود را متحول کرده است. و اکنون نوبت انتقال برق بی سیم از طریق هوا بود ، که توسعه دهندگان دانشگاه واشنگتن آن را PoWiFi (برای برقراری ارتباط با WiFi) نامیدند.
در مرحله آزمایش ، محققان توانستند باتری های لیتیوم یون و نیکل فلز هیدرید با ظرفیت کوچک را با موفقیت شارژ کنند. با استفاده از روتر Asus RT-AC68U و چندین سنسور که در فاصله 8.5 متری از آن قرار دارند.این سنسورها انرژی موج الکترومغناطیسی را به جریان مستقیم با ولتاژ 1 ، 8 تا 2 ، 4 ولت تبدیل می کنند که برای تغذیه میکروکنترلرها و سیستم های حسگر مورد نیاز است. ویژگی فناوری این است که کیفیت سیگنال کار در این مورد بدتر نمی شود. شما فقط باید روتر را تغییر دهید و می توانید از آن به طور معمول استفاده کنید ، بعلاوه برق دستگاه های کم مصرف را نیز تامین کنید. در یکی از تظاهرات ، یک دوربین نظارتی کوچک و با وضوح پایین که در فاصله بیش از 5 متر از روتر قرار داشت با موفقیت کار کرد. سپس ردیاب تناسب اندام Jawbone Up24 41 درصد شارژ شد ، 2.5 ساعت طول کشید.
توسعه دهندگان برای س questionsالهای پیچیده در مورد اینکه چرا این فرایندها بر کیفیت کانال ارتباطی شبکه تأثیر منفی نمی گذارد ، گفت که این امر به دلیل این واقعیت امکان پذیر است که روتر فلش شده بسته های انرژی را از طریق کانال های انتقال اطلاعات بدون اشغال در طول کار خود ارسال می کند. آنها وقتی به این تصمیم رسیدند که دریافتند در دوره های سکوت ، انرژی به سادگی از سیستم خارج می شود و در واقع می توان آن را به برق دستگاه های کم مصرف هدایت کرد.
در آینده ، فناوری PoWiFi به خوبی می تواند به سنسورهای تغذیه شده در لوازم خانگی و تجهیزات نظامی ، برای کنترل بی سیم آنها و انجام شارژ / شارژ از راه دور کمک کند.
انتقال انرژی برای پهپاد مهم است (به احتمال زیاد ، در حال حاضر با استفاده از فناوری PoWiMax یا از رادار هوایی هواپیمای حامل):
ایده بسیار وسوسه انگیز به نظر می رسد. به جای 20-30 دقیقه پرواز امروز:
→ LOCUST - هواپیماهای بدون سرنشین نیروی دریایی
the در ایالات متحده "ازدحامی" از میکرو درون های پردیکس آزمایش شد
→ اینتل در طول نیمه کاره لیدی گاگا نمایش پهپادی را اجرا کرد - Intelform Aero Platform for UAV
با شارژ مجدد هواپیماهای بدون سرنشین با استفاده از فناوری های بی سیم ، 40-80 دقیقه وقت بگذارید.
بگذار توضیح بدهم:
-تبادل هواپیماهای بدون سرنشین m / y هنوز ضروری است (الگوریتم ازدحام) ؛
-تبادل هواپیماهای بدون سرنشین و هواپیمای m / y (رحم) نیز ضروری است (مرکز کنترل ، تصحیح BZ ، هدف گیری مجدد ، فرمان حذف ، جلوگیری از "آتش دوستانه" ، انتقال اطلاعات شناسایی و دستورات استفاده از سلاح).
برای پهپادها ، منفی از قانون مربع معکوس (آنتن ساطع کننده ایزوتروپیک) تا حدی عرض پرتو آنتن و الگوی تابش را "جبران" می کند:
این یک اتصال سلولی نیست ، جایی که سلول باید ارتباط 360 درجه را با عناصر نهایی برقرار کند.
بیایید این تنوع را بیان کنیم:
هواپیمای حامل (برای پردیکس) این F-18 دارای رادار AN / APG-65 (در حال حاضر) است:
یا در آینده دارای AN / APG-79 AESA است:
این امر برای افزایش عمر فعال Perdix Micro-Drones از 20 دقیقه فعلی به یک ساعت و شاید حتی بیشتر نیز کافی است. به احتمال زیاد ، هواپیمای بدون سرنشین متوسط Perdix Middle مورد استفاده قرار می گیرد ، که در فاصله کافی توسط رادار جنگنده مورد تابش قرار می گیرد و به نوبه خود ، "توزیع" انرژی را برای برادران کوچک Perdix Micro- انجام می دهد. هواپیماهای بدون سرنشین از طریق PoWiFi / PoWiMax ، به طور همزمان اطلاعات را با آنها مبادله می کنند (پرواز و هوازی ، وظایف هدف ، هماهنگی ازدحام).
آیا دوران حملات گربه مرغی گذشته است؟
شاید به زودی نوبت به شارژ تلفن های همراه و سایر دستگاه های تلفن همراه که در محدوده Wi-Fi ، Wi-Max یا 5G هستند-در مترو ، در قطار ، در هواپیما ، هنگام پیاده روی / دویدن در پارک ، می رسد؟
حرف آخر: 10 تا 20 سال پس از معرفی گسترده امیترهای امواج الکترومغناطیسی مایکروویو (تلفن های همراه ، مایکروویو ، رایانه ها ، وای فای ، ابزارهای Blu و غیره) در زندگی روزمره ، ناگهان سوسک ها در شهرهای بزرگ به طور ناگهانی تبدیل به یک نادر شده اند! در حال حاضر سوسک حشره ای است که فقط در باغ وحش یافت می شود. آنها ناگهان از خانه هایی ناپدید شدند که قبلاً بسیار دوست داشتند.
COCKROACHES KARL!
این هیولاها ، رهبران لیست "موجودات مقاوم در برابر رادیو" بی شرمانه تسلیم شدند!
مرجع
نفر بعدی صف بعدی کیست؟
توجه: یک ایستگاه پایه معمولی وایمکس تقریباً 43+ دسی بل (20 وات) نیرو را منتقل می کند ، در حالی که یک ایستگاه سیار معمولاً 23 دسی بل (200 مگاوات).
سطوح مجاز تابش ایستگاه های پایه ارتباطات سیار (900 و 1800 مگاهرتز ، سطح کل از همه منابع) در منطقه بهداشتی-مسکونی در برخی از کشورها به طور قابل توجهی متفاوت است:
هرج و مرج کامل
پزشکی هنوز به این س:ال پاسخ نداده است: آیا تلفن همراه / WiFi مضر است و تا چه حد؟ و انتقال بی سیم برق توسط فناوری های مایکروویو چطور؟
در اینجا قدرت وات و مایل وات نیست ، اما در حال حاضر کیلو وات است …
پیوندها ، اسناد استفاده شده ، عکسها و فیلمها:
"(مجله رادیو الکترونیک!" N 12 ، 2007 (برق از فضا - نیروگاه های فضایی خورشیدی ، V. A. Banke)
"الکترونیک مایکروویو - چشم اندازهای انرژی فضا" V. Banke ، Ph. D.
www.nasa.gov
www. whdi.org
www.defense.gov
www.witricity.com
www.ru.pinterest.com
www. raytheon.com
www. ausairpower.net
www. wikipedia.org
www.slideshare.net
www.homes.cs.washington.edu
www.dailywireless.org
www.digimedia.ru
www. powercoup.by
www.researchgate.net
www. proelectro.info
www.youtube.com
