專利名稱：宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)、攜帶型小功率電子設(shè)備、接收天線裝置和電力系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在宇宙空間中接受太陽光進(jìn)行發(fā)電，用微波把發(fā)電的直流電力傳送到宇宙空間中，通過微波接收天線(通稱為接收天線)接收而變換為DC功率進(jìn)行利用的宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)以及通過上述宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)而得到驅(qū)動(dòng)功率的攜帶型小功率電子設(shè)備。
現(xiàn)有技術(shù)作為利用太陽光的發(fā)電系統(tǒng)，較小的是太陽能電池，除此之外，還有家庭用的設(shè)置在建筑物上的太陽能發(fā)電板等。這些地面上的太陽光發(fā)電在原理上由于大氣所引起的太陽光的衰減和晝夜的陰陽，而效率不高。而且，在宇宙空間中的太陽光發(fā)電中，安裝在人造衛(wèi)星上的太陽能電池板是公知的，該人造衛(wèi)星自己生成觀測(cè)和通信等所需要的電力，而完成任務(wù)。而具有在該特定設(shè)備中利用由有線連接在特定設(shè)備上的太陽能電池所產(chǎn)生的發(fā)電能量的形態(tài)。
另一方面，對(duì)于在宇宙空間中接受太陽光進(jìn)行發(fā)電，把其傳送到特定的場(chǎng)所例如地球上和宇宙空間內(nèi)的特定位置上的系統(tǒng)，由以前的宇宙開發(fā)的成果所產(chǎn)生的通信技術(shù)的進(jìn)展和大規(guī)模宇宙構(gòu)造物的構(gòu)筑技術(shù)等所支持，研究開發(fā)盛行。作為這樣的宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)的例子，考慮這樣的系統(tǒng)在宇宙空間中配置單機(jī)的超大型發(fā)電衛(wèi)星或者多個(gè)中·小規(guī)模發(fā)電衛(wèi)星，在各個(gè)發(fā)電衛(wèi)星中會(huì)聚太陽光，變換成電能后，把從該電能生成的微波發(fā)送到地面上等的電力基地，由設(shè)在電力基地中的微波接收天線(接收天線)集中地進(jìn)行接收·整流，作為DC功率取出，供給現(xiàn)有的商業(yè)電力網(wǎng)。成為這樣的構(gòu)造原則上，從現(xiàn)有的商業(yè)電力網(wǎng)得到以現(xiàn)有的攜帶型電子設(shè)備為主的電子設(shè)備的驅(qū)動(dòng)功率，特別是，對(duì)于攜帶型電子設(shè)備，當(dāng)?shù)玫津?qū)動(dòng)功率時(shí)，必須連接到現(xiàn)有的商業(yè)電力網(wǎng)上進(jìn)行充電等，在攜帶性上是不徹底的構(gòu)造。而且，具有使用化學(xué)電池等的蓄電池的攜帶型電子設(shè)備，但是，只能在蓄電池中蓄積的電力存在的期間能夠進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，是必須始終留意電力的剩余量的構(gòu)造。
發(fā)明所要解決的課題在上述這樣的宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)中，地面上的接收天線成為實(shí)現(xiàn)性高的尺寸，把發(fā)送微波集中送電到地面上的電力基地的接收天線上，因此，接收天線半徑與發(fā)送天線半徑的倒數(shù)成比例，因此，必須使發(fā)電衛(wèi)星的發(fā)送天線尺寸大型化·大規(guī)?；?。例如，當(dāng)發(fā)送天線的直徑為1km時(shí)，接收天線的直徑為7km的研究報(bào)告被公布。但是，在宇宙中、地面上制作這樣的大型天線的例子還沒有，而且，從實(shí)現(xiàn)性的觀點(diǎn)考慮，存在很多應(yīng)當(dāng)解決的問題。
為了解決上述這樣的問題，本發(fā)明的目的是提供一種不需要設(shè)置直徑為幾km～十幾km的大規(guī)模接收天線的地面上電力基地的宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)，即，使從宇宙機(jī)發(fā)送天線所發(fā)送的微波擴(kuò)散，照射到都市中等電力消費(fèi)區(qū)域的比較寬闊的區(qū)域中，在該寬闊的照射區(qū)域中，不設(shè)置地面上電力基地，只需要通過分散存在的不特定多個(gè)小規(guī)模的接收天線來取得電力。
用于解決課題的措施第1項(xiàng)的發(fā)明所涉及的宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)，在宇宙空間中把太陽光會(huì)聚，接收所會(huì)聚的太陽光而生成電能，從生成的電能來生成微波，用接收天線接收通過發(fā)送天線進(jìn)行發(fā)送的來自宇宙太陽光發(fā)電衛(wèi)星的發(fā)送微波，然后，變換為DC功率，成為電力源，其特征在于，使來自上述宇宙太陽光發(fā)電衛(wèi)星的發(fā)送微波擴(kuò)散，照射到以都市為代表的電力消耗區(qū)域中。
第2項(xiàng)的發(fā)明所涉及的攜帶型小功率電子設(shè)備，包括微波接收天線；把微波變換成DC功率并進(jìn)行整流的整流電路；合成DC功率的功率合成部，接收來自宇宙太陽光發(fā)電衛(wèi)星的發(fā)送微波，得到驅(qū)動(dòng)功率。
第3項(xiàng)的發(fā)明所涉及的攜帶型小功率電子設(shè)備，在第2項(xiàng)的發(fā)明所涉及的攜帶型小功率電子設(shè)備中，把小型的接收天線內(nèi)置在攜帶型小功率電子設(shè)備的殼體內(nèi)。
第4項(xiàng)的發(fā)明所涉及的接收天線裝置，包括接收天線，接收從宇宙太陽光發(fā)電衛(wèi)星所擴(kuò)散并照射到以都市為代表的電力消費(fèi)區(qū)域上的微波；整流電路，把由該接收天線接收的微波變換為DC功率并進(jìn)行整流；供電接口，供給從該整流電路所輸出的功率作為攜帶型小功率電子設(shè)備的驅(qū)動(dòng)功率。
第5項(xiàng)的發(fā)明所涉及的接收天線裝置，包括接收天線，接收從宇宙太陽光發(fā)電衛(wèi)星所擴(kuò)散并照射到以都市為代表的電力消費(fèi)區(qū)域上的微波；整流電路，把由該接收天線接收的微波變換為DC功率并進(jìn)行整流；AC變換器，把該整流電路的輸出進(jìn)行DC-AC變換；供電接口，供給從該整流電路所輸出的功率作為攜帶型小功率電子設(shè)備的驅(qū)動(dòng)功率。
第6項(xiàng)的發(fā)明所涉及的電力系統(tǒng)，把太陽光進(jìn)行會(huì)聚，接收所會(huì)聚的太陽光而生成電能，從生成的電能來生成微波，用接收天線接收通過發(fā)送天線進(jìn)行發(fā)送的來自送電基地的發(fā)送微波，然后，變換為DC功率，成為電力源，其特征在于，使來自上述送電基地的發(fā)送微波擴(kuò)散，照射到以都市為代表的電力消耗區(qū)域中。
附圖的簡(jiǎn)要說明

圖1是表示現(xiàn)有的宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電衛(wèi)星和該系統(tǒng)的全體構(gòu)成的概念圖；圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施例1所涉及的實(shí)施例1的宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成的概念圖；圖3是表示從本發(fā)明的實(shí)施例1所涉及的發(fā)電衛(wèi)星而擴(kuò)散微波，直接照射到都市中、住宅地等電力消耗區(qū)域中，由分散配置的接收天線來進(jìn)行電力獲得的一例的模式圖；圖4是表示從本發(fā)明的實(shí)施例1所涉及的發(fā)電衛(wèi)星而擴(kuò)散微波，直接照射到都市中、住宅地等電力消耗區(qū)域中，由分散配置的接收天線來進(jìn)行電力獲得的一例的模式圖；圖5是由現(xiàn)有的電力系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的攜帶型小功率電子設(shè)備的方框圖；圖6是本發(fā)明的實(shí)施例2所涉及的攜帶型小功率電子設(shè)備的方框圖；圖7是表示通過從本發(fā)明的實(shí)施例2、3所涉及發(fā)電衛(wèi)星所發(fā)送的微波進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電子設(shè)備的范圍的圖；圖8是本發(fā)明的實(shí)施例3所涉及的在殼體中內(nèi)置了把由多個(gè)接收天線、整流電路構(gòu)成的接收天線單元串聯(lián)連接而構(gòu)成的接收天線陣列和功率合成部的上述攜帶型小功率電子設(shè)備的構(gòu)成圖；圖9是本發(fā)明的實(shí)施例4所涉及的接收天線裝置的構(gòu)成圖；圖10是本發(fā)明的實(shí)施例5所涉及的接收天線裝置的構(gòu)成圖；圖11是本發(fā)明的實(shí)施例6所涉及的電力系統(tǒng)的構(gòu)成圖。
發(fā)明的實(shí)施例實(shí)施例1通過圖1至圖4來說明本發(fā)明的實(shí)施例1所涉及的宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)。圖1是表示現(xiàn)有的宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電衛(wèi)星和該系統(tǒng)的全體構(gòu)成的概念圖；圖2是表示實(shí)施例1所涉及的宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成的概念圖；圖3和圖4是從發(fā)電衛(wèi)星擴(kuò)散微波，直接照射到都市中、住宅地等電力消耗區(qū)域中，由分散配置的接收天線來進(jìn)行電力獲得的模式圖。
用圖1來說明現(xiàn)有的宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)的全體構(gòu)成。在圖1中，1是在宇宙空間中從太陽光生成電能，從該電能生成微波來進(jìn)行發(fā)送的發(fā)電衛(wèi)星。在圖1中，發(fā)電衛(wèi)星1僅圖示了單機(jī)的構(gòu)成例子，但是，發(fā)電衛(wèi)星1可以是由多機(jī)的發(fā)電衛(wèi)星構(gòu)成的發(fā)電衛(wèi)星群。2是接收來自發(fā)電衛(wèi)星1的微波的電力基地的接收天線，3是從接收的微波來生成DC功率的電力基地。4是把由電力基地3生成的DC功率向現(xiàn)有電力網(wǎng)送電的送電電纜。
在現(xiàn)有的宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)中，發(fā)電衛(wèi)星1把從太陽光變換的電能變換為微波，把其發(fā)送給電力基地3的接收天線2，把接收的微波變換為DC功率，使用送電電纜4來向現(xiàn)有的商業(yè)電力網(wǎng)進(jìn)行送電。電力基地3可以設(shè)在地球上，也可以設(shè)在宇宙空間內(nèi)的例如月球表面和宇宙電站設(shè)施等中。在發(fā)電衛(wèi)星1中，通過調(diào)整相位而發(fā)送的微波的波束寬度由設(shè)在發(fā)電衛(wèi)星1上的發(fā)送天線的開口面積決定，因此，通過增大發(fā)電衛(wèi)星1的發(fā)送天線開口面積，能夠縮窄發(fā)送微波的波束寬度，而使接收天線2的開口面積較小。但是設(shè)想，當(dāng)在地球上設(shè)置電力基地的情況下，由于發(fā)電衛(wèi)星1與電力基地3之間的距離較大，能夠使接收天線2的開口面積較小，接收天線2的直徑為幾～十幾km。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)上述接收天線直徑，考慮發(fā)電衛(wèi)星1的發(fā)送天線直徑為幾km以上。
在這樣的現(xiàn)有宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)中，需要沒有制作發(fā)送天線和接收天線的實(shí)踐的大規(guī)模的超大型天線。任一種天線的制作在現(xiàn)狀中都是困難的，給宇宙太陽光發(fā)電的實(shí)現(xiàn)帶來很大的問題。
下面用圖2來說明本發(fā)明的宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)的全體構(gòu)成。在圖2中，5是發(fā)電衛(wèi)星，在宇宙空間中從太陽光生成電能，從該電能生成微波來進(jìn)行發(fā)送。在圖2中，發(fā)電衛(wèi)星5僅圖示了單機(jī)的構(gòu)成例子，但是，發(fā)電衛(wèi)星5可以是由多機(jī)的發(fā)電衛(wèi)星構(gòu)成的發(fā)電衛(wèi)星群。6是攜帶型小功率電子設(shè)備，7是向攜帶型小功率電子設(shè)備供給驅(qū)動(dòng)功率的小型接收天線陣列。在此，攜帶型小功率電子設(shè)備6和接收天線7不一定使分散配置的位置固定，也可以象移動(dòng)電話等那樣，隨時(shí)改變其位置。
在本發(fā)明的宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)中，發(fā)電衛(wèi)星5把從太陽光變換的電能變換為微波，通過發(fā)電衛(wèi)星5設(shè)置的發(fā)送天線，使微波擴(kuò)散到地球上的所希望的區(qū)域中，而照射到寬闊范圍上。微波的波束寬度由設(shè)在發(fā)電衛(wèi)星5上的發(fā)送天線的開口面積來決定，因此，為了使微波擴(kuò)散而照射到寬闊范圍中，設(shè)在發(fā)電衛(wèi)星5上的發(fā)送天線不需要象現(xiàn)有的宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電衛(wèi)星發(fā)送天線那樣為直徑幾km以上的超大型天線。在擴(kuò)散微波而照射的都市等電力消耗區(qū)域的比較寬闊的區(qū)域中，通過小型接收天線陣列7來變換為DC功率，通過該DC功率直接地驅(qū)動(dòng)攜帶型小功率電子設(shè)備6，或者，通過把該DC功率充電到充電電池中而得到的穩(wěn)定的DC功率來間接地驅(qū)動(dòng)攜帶型小功率電子設(shè)備6。在本發(fā)明的宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)中，由于擴(kuò)散到都市等電力消耗區(qū)域的比較寬闊的所希望的區(qū)域中，來照射微波，就不需要在地面上設(shè)置具有大規(guī)模接收天線的電力基地。
由此，在本發(fā)明的宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)中，與現(xiàn)有的宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)不同，不需要建造直徑達(dá)幾km的設(shè)在發(fā)電衛(wèi)星中的超大型發(fā)送天線和直徑達(dá)幾～十幾km的設(shè)在地面上電力基地中的超大型接收天線，提高了實(shí)現(xiàn)性。而且，如果設(shè)在發(fā)電衛(wèi)星5上的發(fā)送天線能夠擴(kuò)散微波來進(jìn)行寬闊范圍照射，也可以是在現(xiàn)有技術(shù)中所研究的超大型發(fā)送天線。
作為本發(fā)明的宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)的其他優(yōu)點(diǎn)，由于擴(kuò)散微波來照射到地面上的所希望的區(qū)域上，能夠避免由于微波集中所產(chǎn)生的電離層破壞等對(duì)環(huán)境的不良影響等。
根據(jù)本發(fā)明的宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)，在擴(kuò)散照射微波的都市等電力消耗區(qū)域中，如果是用能夠通過小型接收天線陣列7而得到的功率進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電子設(shè)備，除了攜帶型小功率電子設(shè)備6之外，可以構(gòu)筑這樣的電子設(shè)備系統(tǒng)能夠自己得到驅(qū)動(dòng)功率，可以用本系統(tǒng)代替現(xiàn)有技術(shù)中作為上述小功率電子設(shè)備的驅(qū)動(dòng)電源的化學(xué)電池和充電電池，而不會(huì)因電源電力不足或者電源電力的剩余量而產(chǎn)生煩惱。
在圖3和圖4的模式圖中，表示了這樣的例子使來自發(fā)電衛(wèi)星的微波擴(kuò)散，直接照射到都市中、住宅地等電力消耗區(qū)域中，通過分散配置的接收天線來獲得電力，對(duì)于這樣的區(qū)域的形成，在日本列島周邊區(qū)域中開創(chuàng)了上述區(qū)域。在圖3中，5表示上述發(fā)電衛(wèi)星，8表示從發(fā)電衛(wèi)星5擴(kuò)散照射的微波波束，9表示微波波束8所照射的區(qū)域。
通過單機(jī)的發(fā)電衛(wèi)星，能夠向日本列島全部區(qū)域供給微波波束，但是，在此情況下，對(duì)發(fā)電衛(wèi)星要求極大的發(fā)電能力。這樣，為了降低每個(gè)發(fā)電衛(wèi)星1的發(fā)電能力，來提高實(shí)現(xiàn)性，如圖3所示的那樣，通過多個(gè)發(fā)電衛(wèi)星5，來分擔(dān)覆蓋日本列島周邊區(qū)域。
另一方面，如圖3所示的那樣，當(dāng)發(fā)送微波時(shí)，向山丘地帶和森林所發(fā)送的微波是浪費(fèi)的。因此，如圖4所示的那樣，考慮把都市等特別需要微波進(jìn)行的電力供給的地域作為能夠通過微波寬區(qū)域照射來獲得電力的區(qū)域。在此情況下，不必進(jìn)行向山丘地帶和森林的電力照射，則作為系統(tǒng)的效率提高了，而發(fā)電衛(wèi)星5的數(shù)量增加了。
實(shí)施例2通過圖5至圖7來說明本發(fā)明的實(shí)施例2所涉及的攜帶型小功率電子設(shè)備。圖5是由現(xiàn)有的電力系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的攜帶型小功率電子設(shè)備的方框圖，圖6是本發(fā)明的實(shí)施例2所涉及的攜帶型小功率電子設(shè)備的方框圖，圖7是表示通過從本發(fā)明的實(shí)施例2所涉及發(fā)電衛(wèi)星所發(fā)送的微波進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電子設(shè)備的范圍的圖。
下面使用圖5來對(duì)由現(xiàn)有的電力系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的攜帶型小功率電子設(shè)備的構(gòu)成進(jìn)行說明。在圖5中，10是現(xiàn)有的商業(yè)電力網(wǎng)，11是把從現(xiàn)有的商業(yè)電力網(wǎng)10所得到的交流電變換為DC功率來進(jìn)行充電的充電電池，12表示電子設(shè)備的任務(wù)部。
由現(xiàn)有的電力系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的攜帶型小功率電子設(shè)備通過現(xiàn)有的商業(yè)電力網(wǎng)10以DC功率的形式給充電電池11充電，使用充電到充電電池11中的DC功率，通過任務(wù)部12來實(shí)現(xiàn)該電子設(shè)備應(yīng)當(dāng)擔(dān)負(fù)的任務(wù)。而且，也存在不通過現(xiàn)有的商業(yè)電力網(wǎng)10而裝入蓄電池來取代充電電池11，而驅(qū)動(dòng)任務(wù)部12的電子設(shè)備。
這樣的現(xiàn)有的攜帶型小功率電子設(shè)備存在這樣的缺點(diǎn)僅在現(xiàn)有的商業(yè)電力網(wǎng)10存在的場(chǎng)所或者在蓄電池中所蓄積的電力存在的時(shí)間內(nèi)能夠進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
下面使用圖6來對(duì)解決上述缺點(diǎn)的本發(fā)明所涉及的攜帶型小功率電子設(shè)備的構(gòu)成進(jìn)行說明。在圖6中，13是接收從發(fā)電衛(wèi)星所發(fā)送的微波的接收天線部，14是把通過接收天線部13接收的微波變換為DC功率的整流電路部，15是合成由整流電路部14得到的DC功率的功率合成部，16是電子設(shè)備的任務(wù)部。把接收天線部13和整流電路部14進(jìn)行組合而定義為接收天線器件，通過串聯(lián)連接多個(gè)接收天線器件，來構(gòu)成接收天線陣列。而且，在功率合成部15中內(nèi)置用于使合成的DC功率穩(wěn)定的充電部。
本發(fā)明所涉及的攜帶型小功率電子設(shè)備，用接收天線部13接收來自發(fā)電衛(wèi)星的發(fā)送微波，接收的微波由整流電路部14變換為DC功率。由多個(gè)接收天線部13和整流電路部14所得到的DC功率被功率合成部15進(jìn)行合成，利用該合成的功率，通過任務(wù)部16來執(zhí)行電子設(shè)備任務(wù)。
圖6所示構(gòu)成的本發(fā)明的攜帶型小功率電子設(shè)備，通過實(shí)施例1所涉及的宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)，在把微波擴(kuò)散照射到電力消費(fèi)區(qū)域等區(qū)域中，通過接收天線部13、整流電路部14、功率合成部15，把該驅(qū)動(dòng)功率從由發(fā)電衛(wèi)星所發(fā)送的微波變換為DC功率，來進(jìn)行供電。如果本發(fā)明的攜帶型小功率電子設(shè)備在上述微波擴(kuò)散照射的電力消費(fèi)區(qū)域的空間內(nèi)被使用，就能不必注意電源電力的剩余量來使用。
而且，在本發(fā)明的攜帶型小功率電子設(shè)備中，如果是用從由發(fā)電衛(wèi)星所發(fā)送的微波所取出的DC功率進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的設(shè)備，也可以不是攜帶型的。在圖7中表示了能夠用本發(fā)明進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的小功率電子設(shè)備的分類。如圖7那樣，現(xiàn)有技術(shù)中的由化學(xué)電池、充電電池驅(qū)動(dòng)的小功率電子設(shè)備和不是用化學(xué)電池、充電電池而是通過現(xiàn)有的商業(yè)電力網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的小功率電子設(shè)備可以用從由發(fā)電衛(wèi)星所發(fā)送的微波所取出的DC功率進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
實(shí)施例3通過圖7、圖8來說明本發(fā)明的實(shí)施例3所涉及的攜帶型小功率電子設(shè)備。圖8表示實(shí)施例3所涉及的在殼體中內(nèi)置了把由多個(gè)接收天線13、整流電路14構(gòu)成的接收天線單元串聯(lián)連接而構(gòu)成的接收天線陣列和功率合成部15的上述攜帶型小功率電子設(shè)備的構(gòu)成。
圖8所示構(gòu)成的本發(fā)明的攜帶型小功率電子設(shè)備，通過實(shí)施例1所涉及的宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)，在把微波擴(kuò)散照射到電力消費(fèi)區(qū)域等空間中，通過接收天線部13、整流電路部14、功率合成部15，把發(fā)送微波變換為DC功率，而得到其驅(qū)動(dòng)功率。如果本發(fā)明的攜帶型小功率電子設(shè)備在上述微波擴(kuò)散照射的電力消費(fèi)區(qū)域的空間內(nèi)被使用，就能不必注意充電電池或者蓄電池的電源電力的剩余量來使用，通過用接收天線陣列和功率合成部15來代替現(xiàn)有的攜帶型小功率電子設(shè)備的電源部，能夠提高攜帶型。
而且，在本發(fā)明的攜帶型小功率電子設(shè)備中，如果是用從由發(fā)電衛(wèi)星所發(fā)送的微波所取出的DC功率進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的設(shè)備，也可以不是攜帶型的。在圖7中表示了能夠用本發(fā)明進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的小功率電子設(shè)備的分類。如圖7那樣，現(xiàn)有技術(shù)中的由化學(xué)電池、充電電池驅(qū)動(dòng)的小功率電子設(shè)備和不是用化學(xué)電池、充電電池而是通過現(xiàn)有的商業(yè)電力網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的小功率電子設(shè)備可以用從由發(fā)電衛(wèi)星所發(fā)送的微波所取出的DC功率進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
實(shí)施例4用圖9來說明本發(fā)明的實(shí)施例4所涉及的接收天線裝置。在圖9中，13是接收從發(fā)電衛(wèi)星所發(fā)送的微波的接收天線部，14是把通過接收天線部13接收的微波變換為DC功率的整流電路部，15是合成由整流電路部14得到的DC功率的功率合成部，16是電子設(shè)備的任務(wù)部，17是由多個(gè)接收天線部13、整流電路部14、功率合成部15所構(gòu)成的接收天線裝置，18是攜帶型小功率電子設(shè)備，19是從接收天線裝置17向攜帶型小功率電子設(shè)備18供給電力的供電接口。而且，把接收天線部13和整流電路部14進(jìn)行組合而定義為接收天線器件，通過串聯(lián)連接多個(gè)接收天線器件，來構(gòu)成接收天線陣列。而且，在功率合成部15中內(nèi)置用于使合成的DC功率穩(wěn)定的充電部。
用接收天線部13接收來自發(fā)電衛(wèi)星的發(fā)送微波，接收的微波由整流電路部14變換為DC功率。由多個(gè)接收天線部13和整流電路部14所得到的DC功率被功率合成部15進(jìn)行合成，通過供電接口19，提供給攜帶型小功率電子設(shè)備18。通過供電接口19，接收天線裝置17和攜帶型小功率電子設(shè)備18的裝卸可以實(shí)現(xiàn)，如果是能夠用由接收天線裝置17所生成的DC功率進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電子設(shè)備，與攜帶型的有無無關(guān)，能夠通過連接到供電接口19上來得到驅(qū)動(dòng)功率。
作為接收天線裝置17的例子進(jìn)行考慮的情況是在衣服上附帶有接收天線部13、整流電路部14、功率合成部15和供電接口19，把服裝標(biāo)簽的衣服內(nèi)置型接收天線、帳篷等簡(jiǎn)易住宅的屋頂?shù)茸鳛榻邮仗炀€。而且，也可以不是攜帶型的，在大樓、住宅、道路等大中規(guī)模建筑物和桌子、擱板、汽車車身等小規(guī)模構(gòu)造物的外·內(nèi)表面上裝入本發(fā)明的接收天線。
實(shí)施例5用圖10來說明本發(fā)明的實(shí)施例5所涉及的接收天線裝置。圖10是實(shí)施例5所涉及的接收天線裝置的概念圖。在圖10中，13是接收從發(fā)電衛(wèi)星所發(fā)送的微波的接收天線部，14是把通過接收天線部13接收的微波變換為DC功率的整流電路部，15是合成由整流電路部14得到的DC功率的功率合成部，16是電子設(shè)備的任務(wù)部，17是由多個(gè)接收天線部13、整流電路部14、功率合成部15所構(gòu)成的接收天線裝置，18是攜帶型小功率電子設(shè)備，19是從接收天線裝置17向攜帶型小功率電子設(shè)備18供給電力的供電接口，20是對(duì)由功率合成部15所合成的DC功率進(jìn)行AC變換的DC-AC變換部。而且，把接收天線部13和整流電路部14進(jìn)行組合而定義為接收天線器件，通過串聯(lián)連接多個(gè)接收天線器件，來構(gòu)成接收天線陣列。而且，在功率合成部15中內(nèi)置用于使合成的DC功率穩(wěn)定的充電部。
用接收天線部13接收來自發(fā)電衛(wèi)星的發(fā)送微波，接收的微波由整流電路部14變換為DC功率。由多個(gè)接收天線部13和整流電路部14所得到的DC功率被功率合成部15進(jìn)行合成，所合成的DC功率通過DC-AC變換部20變換為AC功率，所變換的AC功率通過供電接口19，提供給攜帶型小功率電子設(shè)備18。通過供電接口19，接收天線裝置17和攜帶型小功率電子設(shè)備18的裝卸可以實(shí)現(xiàn)，如果是能夠用由接收天線裝置17所生成的AC功率進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電子設(shè)備，與攜帶型的有無無關(guān)，能夠通過連接到供電接口19上來得到驅(qū)動(dòng)功率。
現(xiàn)有的電氣設(shè)備大多通過AC功率進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。這樣，通過把從來自發(fā)電衛(wèi)星的發(fā)送微波用接收天線陣列而得到DC功率變換為AC功率，能夠用本發(fā)明的接收天線陣列來驅(qū)動(dòng)現(xiàn)有的電氣設(shè)備。
如上述那樣，為了用本發(fā)明的接收天線陣列來驅(qū)動(dòng)現(xiàn)有的電氣設(shè)備，可以采用在現(xiàn)有的電力系統(tǒng)中所采用的供電端子(通常稱為萬能插口)來作為供電接口19的端子形狀。
作為實(shí)施例5所涉及的接收天線陣列的使用例子，可以在帳篷、預(yù)制裝配等簡(jiǎn)易住宅的屋頂、壁面等上設(shè)置接收天線陣列，在上述簡(jiǎn)易住宅內(nèi)，通過AC功率來驅(qū)動(dòng)電氣設(shè)備。滿足野營(yíng)等的需要和作為災(zāi)害時(shí)的電源的需要。而且，也可以不是攜帶型的，在大樓、住宅、道路等大中規(guī)模建筑物和桌子、擱板、汽車車身等小規(guī)模構(gòu)造物的外·內(nèi)表面上裝入本發(fā)明的接收天線。
實(shí)施例6通過圖11來說明本發(fā)明的實(shí)施例6所涉及的電力系統(tǒng)。圖11是表示實(shí)施例6所涉及的電力系統(tǒng)的構(gòu)成的概念圖。在圖11中，6是攜帶型小功率電子設(shè)備，7是向攜帶型小功率電子設(shè)備提供驅(qū)動(dòng)功率的小型接收天線陣列，21是送電基地，22是微波發(fā)射天線。
在實(shí)施例6所涉及的電力系統(tǒng)中，送電基地21通過從現(xiàn)有的商業(yè)電力網(wǎng)而得到的電力，或者由設(shè)在送電基地21中的太陽能電池、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等自備發(fā)電設(shè)備而得到的電力，來生成微波，從微波發(fā)射天線22向都市等電力消費(fèi)區(qū)域擴(kuò)散照射生成的微波。送電基地21可以按圖11所示的那樣設(shè)在電力消費(fèi)區(qū)域內(nèi)，也可以設(shè)在電力消費(fèi)區(qū)域外。而且，可以在電力消費(fèi)區(qū)域內(nèi)外存在多個(gè)送電基地21，也可以在送電基地21中設(shè)置多個(gè)微波發(fā)射天線22。在擴(kuò)散照射微波的都市等電力消耗區(qū)域的比較寬的區(qū)域中，通過小型接收天線7變換成DC功率，可以通過該DC功率直接驅(qū)動(dòng)攜帶型小功率電子設(shè)備6，或者，通過把該DC功率充電到充電電池中而得到的穩(wěn)定的DC功率來間接地驅(qū)動(dòng)攜帶型小功率電子設(shè)備6。
發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，提供一種宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)，設(shè)有一個(gè)或多個(gè)宇宙太阻光發(fā)電衛(wèi)星，在宇宙空間中把太陽光會(huì)聚，接收所會(huì)聚的太陽光而生成電能，從生成的電能來生成微波，設(shè)有向宇宙空間發(fā)送生成的微波的發(fā)送天線，通過接收從上述發(fā)送天線所發(fā)送的微波的接收天線(統(tǒng)稱為接收天線)，把微波變換為DC功率，能夠得到DC功率，其中，使來自上述發(fā)送天線的發(fā)送微波擴(kuò)散，照射到以都市為代表的電力消耗區(qū)域中，通過上述微波所照射的電力消耗區(qū)域內(nèi)的接收天線陣列來直接供給攜帶型小功率電子設(shè)備的驅(qū)動(dòng)功率。
權(quán)利要求
1.一種宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)，在宇宙空間中把太陽光會(huì)聚，接收所會(huì)聚的太陽光而生成電能，從生成的電能來生成微波，用接收天線接收通過發(fā)送天線進(jìn)行發(fā)送的來自宇宙太陽光發(fā)電衛(wèi)星的發(fā)送微波，然后，變換為DC功率，成為電力源，其特征在于，使來自上述宇宙太陽光發(fā)電衛(wèi)星的發(fā)送微波擴(kuò)散，照射到以都市為代表的電力消耗區(qū)域中。
2.一種攜帶型小功率電子設(shè)備，其特征在于，包括微波接收天線；把微波變換成DC功率并進(jìn)行整流的整流電路；合成DC功率的功率合成部，接收來自宇宙太陽光發(fā)電衛(wèi)星的發(fā)送微波，得到驅(qū)動(dòng)功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的所述的攜帶型小功率電子設(shè)備，其特征在于，把小型的接收天線內(nèi)置在攜帶型小功率電子設(shè)備的殼體內(nèi)。
4.一種接收天線裝置，其特征在于，包括接收天線，接收從宇宙太陽光發(fā)電衛(wèi)星所擴(kuò)散并照射到以都市為代表的電力消費(fèi)區(qū)域上的微波；整流電路，把由該接收天線接收的微波變換為DC功率并進(jìn)行整流；供電接口，供給從該整流電路所輸出的功率作為攜帶型小功率電子設(shè)備的驅(qū)動(dòng)功率。
5.一種接收天線裝置，其特征在于，包括接收天線，接收從宇宙太陽光發(fā)電衛(wèi)星所擴(kuò)散并照射到以都市為代表的電力消費(fèi)區(qū)域上的微波；整流電路，把由該接收天線接收的微波變換為DC功率并進(jìn)行整流；DC-AC變換器，把該整流電路的輸出進(jìn)行DC-AC變換；供電接口，供給從該DC-AC變換器所輸出的功率作為攜帶型小功率電子設(shè)備的驅(qū)動(dòng)功率。
6.一種電力系統(tǒng)，把太陽光進(jìn)行會(huì)聚，接收所會(huì)聚的太陽光而生成電能，從生成的電能來生成微波，用接收天線接收通過發(fā)送天線進(jìn)行發(fā)送的來自送電基地的發(fā)送微波，然后，變換為DC功率，成為電力源，其特征在于，使來自上述送電基地的發(fā)送微波擴(kuò)散，照射到以都市為代表的電力消耗區(qū)域中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)，使從發(fā)送天線所發(fā)送的微波被擴(kuò)散，而照射到都市等電力消耗區(qū)域的比較寬的區(qū)域中，通過分散存在的不特定多數(shù)的小規(guī)模的接收天線，來取得必要的電力。發(fā)電衛(wèi)星5把從太陽光變換的電能變換為微波，通過發(fā)電衛(wèi)星5設(shè)置的發(fā)送天線，使微波擴(kuò)散照射到地球上的所希望的區(qū)域中。微波的波束寬度由設(shè)在發(fā)電衛(wèi)星5上的發(fā)送天線的開口面積而決定，但是，為了擴(kuò)散微波來照射到寬闊的區(qū)域中，設(shè)在發(fā)電衛(wèi)星5上的發(fā)送天線不需要象現(xiàn)有的宇宙太陽光發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電衛(wèi)星發(fā)送天線那樣具有直徑為幾km以上的超大型天線。
文檔編號(hào)H01L31/04GK1457129SQ0215183
公開日2003年11月19日 申請(qǐng)日期2002年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月15日
發(fā)明者高田和幸, 佐藤裕之, 三神泉 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社