[發明專利]太陽能收集天線

有效

• 申請號: 201110104400.3
• 申請日: 2011-04-21
• 公開（公告）號: CN102263321A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 梁國華;林影福
• 申請（專利權）人: 香港城市大學
• 主分類號: H01Q1/22
• 分類號: H01Q1/22;H01Q13/02;H01Q15/14;H01Q19/10;H02J17/00
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 李玉鎖;姜燕

技術領域

本主題公開涉及太陽能和通信，尤其涉及用于在通信系統中收集和使用太陽能的增強設備、系統以及方法。

背景技術

常規地，在現代無線系統中，天線被用于接收和發送微波信號。典型地，這種系統由地方電網連接(local?electrical?grid?connection)供電并連接到備用電力系統(如電池組、應急柴油發電機等)。然而，這種系統僅依靠在源頭上由不可再生的化石燃料獲得能量的傳統電力系統。

由于燃料價格提高以及地緣政治的不確定性突出了與主要依靠不可再生的化石燃料相關的風險，從而為增加的一系列應用尋求可再生能源。例如，風電場、太陽能集熱器、光伏增強器(photovoltaic?enhancement)以及其它可再生能源項目受到了政府、制造商以及消費者等的更高關注。無論可再生能源被看作在面對能源價格風險時為現代設備提供電力的更符合成本效益的方式，或者無論其被看作更具有社會性責任或“綠色”生活的方式，可再生能源的目標均為致力于增加的現代生活的一系列方面。

例如，隨著綠色環境或綠色生活的推動，提高了在現代無線系統中利用可再生能量的興趣。在傳統的太陽能發電廠中，太陽能電池一般與反射器一起使用以提高光能的利用。例如，拋物槽(parabolic?trough)可被用作太陽能反射器以將太陽光的方向轉向太陽能電池，從而提高太陽能電池處的光強度，因而對于給定的電力需求使用更少數量的光伏電池。

近來，人們研究將平面鏡用作太陽能反射器。例如，美國國家可再生能源實驗室已估測到2020年反射器型發電廠將能夠以每千瓦時5.49分的相對低的成本發電，這能夠使得太陽能成為未來最便宜的可再生能源之一。因而，當太陽能是可再生能源的主要來源時，典型地，太陽能產生系統與終端使用位置分離。這樣，使用太陽能仍然要遭遇與運輸損耗相關的效率低下的問題。

可再生電力生成系統與無線通信元件(如天線和傳輸設施)之間的優選位置的不一致加劇了這一運輸損耗問題。例如，無線天線可布置為接近人口稠密的城市中心，沿一般的旅游走廊或經濟上可行的其它區域。根據地理和地形，這些區域可能并不遙遠。然而，典型地，可再生能源生成系統由于空間或其它需求而置于更遙遠的區域。例如，太陽能聚光器需要很大的區域，并且典型地位于遙遠位置以利用較低房地產成本。作為另一實例，風電場主要基于可用的風能定位，并且可距離人口稠密的城市中心較遠。

近來，運輸損耗問題的某些解決方案集中于例如通過在太陽能電池板上蝕刻狹縫天線而將天線與太陽能電池集成。然而，這種解決方案以降低用于產生太陽能的有效照明區域為代價來提高傳輸效率。在其它提案中，解決方案集中于在太陽能電池上集成網狀貼片天線或在拋物槽的焦線上放置也起到天線作用的折疊光伏電池。在再一解決方案中，提出了額外作為太陽能電池板的聚焦透鏡的雙功能透明介質諧振器天線。

此外，對于發展中國家，擴大無線市場可能會面對特殊的挑戰。例如，在發展中國家，傳統電力基礎設施可能是可用的或者可能是不可用的。例如，由于地形或其它挑戰，可使得傳統電網在經濟上不可行，這可能繼而妨礙建立無線通信系統。

在另外一些情況中，在不用開發昂貴的電力系統給這種通信系統供電的情況下，用于發電或無線通信的受限的潛在用戶基礎可能妨礙無線通信系統的設立。例如，在遠程的無線傳感器網絡(如海嘯警報系統)中，例如跨過巨大遼闊的海洋盆地的地震和潮汐站的遠程監測可能需要遠程安裝，在這些地方建立傳統發電系統甚至大規模的可再生發電系統在經濟上都是不可行的。

因而，期望提供用于在通信系統中收集和使用太陽能的改進的系統、設備以及方法以改善這些或其它的缺陷。在通信系統中收集和使用太陽能的上述缺陷僅意指提供常規系統的一些問題的概況，而不是詳盡的。通過閱讀下面的描述，常規系統的其它問題以及本文所描述的各種非限制性的實施例的相應益處可變得更加明顯。

發明內容

下文介紹了說明書的簡化的發明內容，以提供對說明書的某些方案的基本理解。本發明內容不是說明書的全面概括。不期望識別說明書的關鍵或主要部件，也不期望描述對說明書的任意實施例或權利要求書的任意范圍特有的任意范圍。其唯一的目的是以簡化的形式呈現說明書的某些內容，作為在下文中將要呈現的更詳細說明的前奏。