[发明专利]一种空间太阳能电站微波功率传输系统

说明书

本发明涉及一种空间太阳能电站微波功率传输系统，属于微波通信领域，具有分散、独立、空间汇聚的特征，该系统由若干独立的PV‑MPT单元组成，形成超大相控阵；PV‑MPT单元包括PV子板和MPT子板；各PV子板之间无连接；各MPT子板之间无连接；PV子板与MPT子板通过电线连接，为其供电。本传输系统运行时，地面接收区域中心有一2.9GHz的信标机向天上发射引导信标。MPT子板上的输入信号是其双频天线接收的2.9GHz信标，其输出信号是输入信号的倍频共轭放大信号，经双频天线发出去。利用阵因子的汇聚作用形成指向地面接收孔径的大功率微波波束。本发明系统省去了空间电力传输系统，高可靠，易实现，便于扩展。

技术领域

本发明属于微波通信领域，涉及一种具有分散、独立、空间汇聚特征的空间太阳能电站微波功率传输系统。

背景技术

目前常见的空间太阳能电站微波功率传输方案是在狭小卫星空间内实现高压大功率输电到微波功率传输系统MPT中去，导致整个传输系统复杂、多余且不可靠。

假设SSPS功率为100万千瓦，在空间1平方米的光伏电池能产生1千瓦电力，共需100万块光伏电池，总有效面积为1平方公里。在理想情况下SSPS光伏发电与微波功率传输一体化系统方案中，微波频率5.8GHz，波长5厘米；空间天线直径1000米，地面微波脚印直径为 36000000*0.05/1000＝360*5＝1800m。现有技术中：

现有方案1：空间高压大功率集中供电的大功率微波传输方案，将光伏电池产生的100万千瓦功率变为“空间高压大功率电源”，再进行短距离高压输电，再送到超大功率的微波传输系统发向地面。该方案的缺陷是：形成直流高压大功率、高压配、送电系统具有高难度，还需要对应的大功率微波传输系统，即设计一个1公里直径的大抛物面天线，以及100万千瓦的卡塞给伦馈源，100万只1千瓦的微波源，然后把100万个1千瓦的微波功率合成100万千瓦的微波功率合成器。上述系统结构不具有实际操作性。

现有方案2：该方案中，SSPS传输系统是将若干小电形成空间高压大功率电，经高压近距离集中传输，变为低压大功率电，分配送到100万个微波产生器，再馈到100万阵元相控阵天线发回地面。公知，高压输电要和远距离输电捆绑起来，距离越远，电压越高，近距离不需要高压传输，因此该方案的设计思路是化简为繁。

因此，亟需一种新的结构简单的空间太阳能电站微波功率传输系统。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种空间太阳能电站微波功率传输系统，使SSPS光伏发电与微波功率传输形成一体化系统，无需高压大功率输配电系统，分布在几平方公里范围的若干(如100万)PV子板经MPT子板直接变成微波发向地面，大大节省了电力传输成本。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种空间太阳能电站微波功率传输系统，由若干独立的PV-MPT单元组成，形成超大相控阵；所述PV-MPT单元包括一个PV子板1和一个MPT子板2；各个PV子板之间彼此独立，无导线连接；各个MPT(Microwave Power Transmission，微波功率传输)子板之间彼此独立，无导线连接；所述PV子板与MPT子板连接，为其供电；其中，PV是光伏。

进一步，所述PV子板通过小功率电线给对应的MPT子板供电。

进一步，所述小功率电线3两端带有万向接头4。

进一步，所述MPT子板包括频率源21、BPF(Band Pass Filter，带通滤波器)22、混频器Ⅰ23和混频器Ⅱ24、放大器Ⅰ25和放大器Ⅱ26、BPA(Band Pass Amplifier，带通放大器)27和双频天线28。