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1、 本科生毕业论文（设计）题 目： 微波输电技术应用的展望 姓 名： 学 号： * 系 别： *系 年 级: *物本 专 业： 物理学 指导教师 * 职称： 讲师 2011年 5月 8 日 摘 要文章简单介绍微波输电的原理，并对微波输电在将来生产生活中的运用作设想， 简要叙述了卫星太阳能电站的概念,特别强调了微波输电技术和建造卫星太阳能电站的科学技术意义和深远的战略意义; 展望其在倡导低碳生活和节约资源的将来的广阔前景。 输电技术的发展与发电、用电及整个社会的发展和要求密切相关，并且相互促进。随着各项基础理论技术的发展、可再生能源全面开发和电力市场的发展与完善，对廉价高品质电能和电网运行及用电的
2、灵活可靠性要求进一步提高，微波输电方式将会在其适合的领域得到充分的发展。关键词：微波输电卫星太阳能电站 ABSTRACTThis paper gives a brief introduction of microwave transmission of microwave transmission principle, and the application of production and life in the future for ideas, briefly discusses the concept of satellite solar power, with particular
3、 emphasis on the microwave transmission technology and build the satellite solar power science and technology meaning and profound strategic significance; Forecast its in advocating low carbon life and save resources future and broad prospects. Transmission technology development and power, electric
4、ity and the whole society is closely related to the development and requirements, and promote each other. Along with the development of technology, basic theory and overall development of renewable energy to power market development and perfection of cheap, high quality power and power grid operatio
5、n and the flexible electricity requirement of reliability further improved, and microwave transmission system will be in its suit of the areas to be fully development. Keywords: microwave transmission SSPS Satellite Solar Power Station目 录1、 前言12、微波输电原理1 2.1微波电能传输技术的发展历程 12.2 微波电能传输的原理 22.3 微波输电的研究进展
6、 33、微波输电的研究与应用展望 53.1微波输电的优势53.2运用微波输电技术建卫星太阳能电站 63.2.1什么是卫星太阳能电站 63.2.2建造卫星太阳能电站技术经济性估价73.2.3卫星太阳能电站的微波传输系统 73.2.4卫星太阳能电站的几个问题 84、结束语9致 谢 11参考文献 12注 释 131、前言 自从1882年法国人德普勒首次实现第一条直流输电线把电力送到57 km远的慕尼黑国际博览会驱动水泵电动机，1891年第1条三相交流高压输电线在德国劳奋一法兰克福竣工以来，开始了电力系统的传统直流和交流输电一个多世纪的应用和发展，至今已形成较完善的高压直流输电(high-voltag
7、e direct current 高压直流(电) 简称：HVDC)和交流输电(high-voltage alternating current 高压交流电 简称：HVAC)技术5【文献5】。但人类在这一个人多世纪以来，输电的媒介都是使用金属导线，传统的铜、铝导线传输电能的方式有众多缺点，一是传统的输电方式造价高，铜、铝都是较昂贵的金属，架设输电线路势必需要大量的金属导线及配套的铁塔、电杆；二是在金属导线传输过程中会造成大量的能量损失，电能在输送过程中一部分转换成热量浪费掉；三是架设输电线路需要大量的人力物力，并会浪费许多宝贵的土地资源；四是随着各种新能源的开发、不同负荷对电力需求的多样化和技术
8、、经济、环境等多方面的要求及传统HVDC和HVAC本身所固有的特性，使它们不能适应所有输电场合，于是多种新型输电方式的概念和技术被提出并得到积极地研究。微波输电5(Microwave Power Transmission，MWPT)就是其中一种。发展微波输电技术可以减少大量的电能传输设备的建设，在解决传输效率后输电的损耗也将大大改善，由此将会在节约能源、节约资源方面为国家做出不可估量的贡献。发展微波输电的意义在于：(1)在宇宙空间，微波是理想的传输媒介，它通过地球大气层时，损耗很低，仅为2左右。微波输电使电力发、送、供、用的结构变得简单，不再向传统方式那般繁琐。(2)能改变因能源分布不均衡造成
9、的输电不经济、不合理的状况，弥补地面电站、电网的分布不足，例如沙漠、海岛、偏僻的山区、待开发的南极大陆和北冰洋等，微波传送可为这些地方供电。可在地球上空的静止轨道上建设定点卫星电站，充分利用太阳能发电，减少二氧化碳排放，有利于环境保护。2、微波输电原理 2.1 微波电能传输技术的发展历程初创阶段最早产生微波输能设想的是尼古拉特斯拉(Nikola Tesla) ,因而有人称之为微波电能传输之父。1890年,特斯拉就做了微波电能传输试验。特斯拉构想的微波电能传输方法是把地球作为内导体,把地球电离层作为外导体,通过放大发射机以径向电磁波振荡模式,在地球与电离层之间建立起大约8 Hz的低频共振,利用环
10、绕地球的表面电磁波来传输能量。最终因财力不足,特斯拉的大胆构想没能实现。其后,古博(Goubau) 、施瓦固( Sohweing)等人从理论上推算了自由空间波束导波可达到近100%的传输效率,并随后在反射波束导波系统上得到了验证。发展阶段20世纪20年代中期,日本的H. Yagi和S. Uda发明了可用于微波电能传输的定向天线,又称为八木- 宇田天线。20世纪60年代初期雷声公司(Raytheon)的布朗(W. C. Brown)做了大量的微波电能传输研究工作,从而奠定了微波电能传输的实验基础,使这一概念变成了现实。在实验中设计了一种效率高、结构简单的半波电偶极子半导体二极管整流天线,将频率2
11、. 45GHz的微波能量转换为了直流电。1977年在实验中使用GaAs - Pt肖特基势垒二极管,用铝条构造半波电偶极子和传输线,输入微波的功率为8W,获得了90. 6%的微波直流电整流效率。后来改用印刷薄膜,在频率2. 45 GHz时效率达到了85%。自从Brown实验获得成功以后,人们开始对微波电能传输技术产生了兴趣。喷气发动机实验室和Lewis科研中心曾将30 kW的微波无线输送1. 6 km,微波直流的转换效率达83 %。1991年,华盛顿ARCO电力技术公司使用频率35 GHz的毫米波,整流天线的转换效率为72 %。1998年, 5. 8 GHz印刷电偶极子整流天线阵转换效率为82%
12、。前苏联在微波电能传输方面也进行了大量的研究。莫斯科大学与微波公司合作,研制出了一系列微波电能传输器件,其中包括微波电能传输的关键器件快回旋电子束波微波整流器 。近几年, 微波电能传输发展更是迅速。Wildcharge 、Powercast、Sp lashPower、东京大学,相继开发出非接触式充电器。M IT在2007年6月宣布,利用电磁共振成功地点亮了一个离电源约2 m远的60W电灯泡,这项技术被称为WiTricity（无线电力）。该研究小组在实验中使用了两个直径为50 cm的铜线圈,通过调整发射频率使两个线圈在10MHz产生共振,从而成功点亮了距离电力发射端2 m以外的一盏60W灯泡。2
13、.2、微波电能传输的原理 所谓微波输电(W ireless Power Transmission,简称WPT) 2,就是用微波源把直流电转变为微波,然后由天线发射出去;大功率的电磁射束通过自由空间后被接收天线收集,经微波整流器后重新转变为直流电。它的实质就是用微波束来代替输电导线,通过自由空间把电能从一处输送到另一处。如：图1（图1）上世纪60年代,William C. Brown向世人展示的微波传输电能系统。该微波传输系统包括微波源、发射天线、接受天线3部分。微波源内有磁控管,能控制源在2. 45 GHz频段输出5200W的功率;微波源输出的能量通过同轴电缆连接至和波导管之间的适配器上;亚铁
14、酸盐的循环器连接在波导管上,使波导管和发射天线相匹配。发射天线包含8 个部分,每个部分上都有8 个缝隙。这64个缝隙均匀的向外发射电磁波。这种开孔的波导天线很适合用于微波电能传输,因为它有高达95%的孔径效率和很高的能量捕捉能力。硅控整流二极管天线用来收集微波并把它转换成直流电,在布朗展示的系统中该接受天线拥有25%的收集和转换效率,这种天线在2. 45GHz测试时曾经达到甚至超过90%的效率。传输距离比较远之后,增强天线的方向性和效率会十分困难。2.3微波输电的研究进展 早在100年前,特斯拉用工作电压100MV、频率150 kHz的电磁波发生器产生非定向电磁辐射,成功地点亮了两盏白炽灯。这
15、就是最初的微波输电实验室演示,从那时起微波输电的概念问世了。到了20世纪20年代中期,日本的H. Yagi和S. Uda论述了微波输电概念的可行性; 30年代初期美国的研究者也开始了不用导线点亮电灯的输电方案的探讨。 自从Brown实验获得成功以后,人们开始对微波输电技术产生了兴趣。斯坦福大学的Dunn和他的同事也进行了理论研究 ,并证明了在半径1m的圆波导中以低损耗的TE001模式传输GW量级的高功率微波潜在的可行性。他们设想用圆波导传输的微波能量来驱动城市交通工具(如封闭的有轨电车或地铁) 。据估计,如果传输频率10GHz的TE001波模,每传输1 000 km的损耗约5%。但是由于大截面
16、圆波导加工的困难和实际传输过程中波导模式的转换使得损耗增加,所以没有得到工程上的实施。 在美国宇航局的支持下, 1975年开始了微波输电地面实验的五年计划,由喷气发动机实验室和Lewis科研中心承担,将30kW的微波无线输送1. 6km,微波2直流的转换效率为83%。从80年代末起,某些微波输电试验放在空间2地面、空间2空间之间进行,现在空间站上的微波输电试验正在进行着。1991年华盛顿ARCO电力技术公司使用频率35GHz的毫米波,整流天线的转换效率为72%。毫米波段的优点是天线的孔径较小,缺点是毫米波源的效率比厘米波低,器件的价格也较贵,还有波束传播的雨衰问题。由于无线通信频率的扩展,为了
17、避免对2.45GHz频段通信潜在的干扰,美国宇航局倾向把5.8GHz的频率用于微波输电。这两个频率点的大气穿透性都很好,相应元器件的转换效率都很高,价格也便宜。1998年5. 8GHz印刷电偶极子整流天线阵转换效率82%。近年来也发展了微带整流天线和圆极化整流天线。 前苏联在微波输电方面也进行了大量的研究。20世纪50年代末期,在著名科学家、诺贝尔奖金获得者. . （彼得卡皮查 1894年7月9日1984年4月8日，苏联著名物理学家，超流体的发现者之一，曾获得1978年的诺贝尔物理学奖。）的直接领导下,微波输电理论和实验研究拉开了序幕。在他超越时代的研究中,专门设计了命名为Planatron的
18、微波器件,用来产生和转换微波功率。在他看来,未来微波电子学的主要研究方向就是微波电力工程 ,设计大功率、高效率的微波发生器和微波-直流电转换器是微波输电最紧迫的问题。在莫斯科大学的一个研究组在微波输电与卫星太阳能电站方面进行了大量的理论与实验研究(包括系统、子系统的设计和相关的微波器件的研制等) 。与微波公司合作,他们研制出了一系列微波输电器件,其中包括微波输电的关键器件快回旋电子束波微波整流器。从1996年开始已将有关回旋波整流器的技术提供给日本京都大学的Mat2sumoto、Shinohara等人,计划在“自由号”国际空间站的日本模块上进行试验。关于在空间大范围使用太阳能的想法应该追溯到前
19、苏联火箭发动机专家. . （瓦连京彼得洛维奇格鲁什科- ，前苏联著名的动力物理技术科学家和火箭技术的先驱之一、液体火箭发动机创始人。） ,他在19281929年间首次提出了大规模地把宇宙空间的太阳能转变为电能的详细工程设计方案,用来给阳光喷气式飞机的发动机提供能量。1968 年, P. E. Glaser提出了卫星太阳能电站的设想,应用Brown演示的微波输电技术,把电能从空间传输到地球表面。1970年“Journal of Microwave Power”杂志发布了一期特殊版,专门奉献给有关卫星太阳能电站方面问题的探讨。1971年Glaser因提出这一想法而获得美国专利证书。一年以后形成了专
20、门的研究组织,其中包括Arthur D. Little公司、Grumman宇航公司、Raytheon公司和Textron公司。1973年美国国会拨出大约30亿美元,委托美国宇航局领导太阳能利用方面的研究工作,其中特别强调了研究卫星太阳能电站方案的必要性和重要性。从那时起,卫星太阳能电站在美国宇航局Lewis研究中心立项。19741975年Boeing宇航公司公布了具有自己特色的卫星太阳能电站的工程设计方案。微波输电技术和卫星太阳能电站这两个想法结合在一起,也引起了美国能源部的极大兴趣,于是形成了非常庞大的建造卫星太阳能电站的研究计划,准备用工作在2.45GHz的速调管将5GW的电能从卫星发送到
21、地面。在美国宇航局和能源部的共同支持下,工程的各个方面都得到广泛深入的研究,进展很大,发表了很多学术论文,形成了大量很有价值的技术资料。这自然也有力地推动了前苏联的科研工作。从70年代末期起,微波输电和卫星太阳能电站在前苏联许多国家重点研究所(包括科学院和一些工业部门的研究所)和一些重点大学的研究非常活跃。在近40年的时间内,日本、法国、德国、俄罗斯、美国、加拿大在微波输电方面开展了大量的理论和实验研究工作,取得了显著的成果,并派生出了除卫星太阳能电站以外的许多其他应用领域 。现在,一项由美国宇航局命名为“A Fresh Look”的新工程已在德克萨斯和阿拉斯加的大学中进行着。由于全球气候不断
22、变热,以及有限的地球初级能源储量和热核聚变能的应用还很遥远(可能至少在40年以后) , 微波输电技术和卫星太阳能电站的前景在21世纪越来越受到国际社会科技界的关注。日本和法国初级能源短缺,对微波输电技术和卫星太阳能电站表现得特别积极。1996年京都大学与莫斯科大学开展了微波输电的技术合作,并购买了回旋波整流器。日本人研制了卫星太阳能电站的教学模型,进行了给气球和飞机模型的微波输电实验。2001年在日本召开了关于卫星太阳能电站的研讨会,日本京都大学担负领头的角色。跟莫斯科大学合作,日本政府在2000年进行微波输电技术中间工程的试验,将在赤道上空运行卫星的微波能量送到地球表面的整流天线阵,并宣布在
23、2040年建成功率为100kW的卫星太阳能电站。这项工程的主要准备工作和预先研究都由京都大学的Matsumoto、Shinohara等人承担,此外还有Mitsubishi电气公司、Matsushita公司等。1994年在法国留尼旺岛专门召开了微波输电技术研讨会。现在法国人也正在进行微波输电试验,在印度洋西部留尼旺岛生态敏感的狭谷,将适当的微波功率传输700m距离,用来研究微波输电的生态效应。 3、微波输电的研究与应用展望 3.1微波输电的优势（1)在宇宙空间，微波是理想的传输媒介，它通过地球大气层时，损耗很低，仅为2左右。微波输电使电力发、送、供、用的结构变得简单，不再向传统方式那般繁琐。 （
24、2）能改变因能源分布不均衡造成的输电不经济、不合理的状况，弥补地面电站、电网的分布不足，例如沙漠、海岛、偏僻的山区、待开发的南极大陆和北冰洋等，微波传送可为这些地方供电。（3）可在地球上空的静止轨道上建设定点卫星电站，充分利用太阳能发电，减少二氧化碳排放，有利于环境保护。建造卫星太阳能电站是摆脱未来能源危机的重要途径。尽管地球上大部分能源来自太阳能,但是它们主要靠植物进行转换,直接用于发电的微乎其微。因为在地球表面建造太阳能电站受到下列诸因素的限制: (a)地球表面的日照受昼夜、季节、天气和气候的影响特别大; (b)要占用大面积的土地; (c)难以使大面积的定日镜跟踪太阳; (d)易受灰尘的污
25、染和风、霜、雨、雪的侵蚀; (e)太阳光穿过大气层时一部分能量被吸收掉,没有被地面的太阳能电站充分利用。因此,将太阳能电站建在宇宙空间自然是理想的选择。当然这也会带来其他的困难,譬如,电站建筑材料如何运往空间,空间平台的轨道和姿态如何保持,空间电能怎样往地面输送等一系列问题。在这种特殊的场合下,架设输电线路是不可能的,微波输电无疑是唯一的选择。3.2 运用微波输电技术建卫星太阳能 电站3.2.1 什么是卫星太阳能电站？所谓卫星太阳能电站( Solar Power Satellite简称SPS) ,就是在高度为35 800km的地球静止同步轨道上,用大面积的太阳能电池板把太阳能转变为直流电,或者
26、用大面积的太阳 （图2）【图自航天博物馆网站】 能聚光镜把阳光汇聚起来作为热源,像地面热电厂一样发电,然后采用微波输电技术将电能发送到地面;地面站天线阵接收到电磁波能量并经微波或激光整流器后重新变成直流电,由变、配电设施供给用户,如图2所示。人类争相开发利用空间资源必然会导致太空战争。地球上的初级能源和其他矿物的储量都是有限的,人类的生存和发展必将导致原材料的枯竭,未来无疑会利用太空资源(譬如月球上的资源) 。因此,世界各国为了捍卫自己的权益、竭力争取优势和获得有利的地位,必然会导致太空战争。卫星太阳能电站一旦建成,即用于军事目的的可能性最大。 据报道,美国将在2025年建立太空军队,这是一个
27、十分有力的事实根据。宇宙空间的超高真空状态为定向能武器提供了极好的环境条件,卫星太阳能电站可作为天基定向能武器系统的初级能源基地。要在空间建立武器基地,初级能源只能来自地球和宇宙空间。前者只可能是核燃料和应用微波输电技术传输的电磁能,后者只可能是太阳能和宇宙中其他至今未被发现或未被利用的能量。从技术经济的角度看,在宇宙空间中建造太阳能电站是最理想的选择。电站建成后,利用微波输电技术可以直接给天基武器系统馈电,以达到攻击空间和地面目标的目的。3.2.2 建造卫星太阳能电站技术经济性估价评价建造卫星太阳能电站的经济性取决于很多因素:电站的个数、装机容量、地面上能量供应状况、航天技术和微波技术的研究
28、进展、太阳能电池的造价等。例如,建造第一个10GW的电站费用自然要高,因为大部分费用开支在科研、实验和试验上。如果第一个电站建造成功,后续电站的造价就低了。因此,为了估计电站的经济性,假定在空中建造100个功率为10GW的电站,这样可以对电站的尺寸、质量、造价、每度电的价格等进行较合理的计算。3.2.3 卫星太阳能电站的微波传输系统微波传输系统包括微波源、发射天线和地面接收天线、微波整流器、连接元件等。作为输电应用,首先要考虑微波源的能量转换效率。在厘米波段,磁控管和放大管的效率可分别达到90%和80% ,而理论上效率最高的磁旋束管放大器可达到100% ,放大系数无限大。旋束管放大器在俄罗斯研
29、究了很多年,美国海军实验室现在也正在研究中。它不仅效率高,而且能够实现大功率倍频,频率稳定度好,在加速器技术、多普勒雷达方面获得应用。若用于卫星太阳能电站,质量、体积、寿命等参数也是至关重要的。这是因为运载火箭、航天飞机的有效载荷约2. 5% ,质量、体积的增加会大大增加发射费用和难度。宇宙空间中背光一面的温度只有2. 7K, 而受阳光照射的器件表面温度较高,此外还有宇宙射线、陨石、航天垃圾等因素,所以在制造工艺方面有特殊的要求。空间电能输送采用相控阵发射天线,地面用柱面接收天线和缝隙天线。天线结构性能已研究得较多,发展变化不大,可以直接搬用已有的设计方案。相控阵天线通过改变相位和振幅使辐射的
30、方向性增强,功率密度在波束的横截面上随半径按高斯分布,在地面接收天线阵的边缘降至人类安全辐射标准以下。考虑到电站的功率大、微波传输距离远,移相器应满足如下要求2: (1)大功率工作时动作快; (2)线性相移; (3)插入损耗低、匹配良好; (4)用于移相管理的功率要小; (5)尺寸小、质量轻、造价廉。俄罗斯莫斯科大学研究发展了回旋波移相器,响应时间10ns,能量损耗小于10%,控制电压在- 600V + 600V之内变化时相移呈线性特性。用于太阳能电站,回旋波移相器的性能比半导体、铁氧体、行波管移相器优越。考虑到云霜雨雪等对电磁波的吸收和散射,大气层内的传输频率宜低于3GHz,最佳为2. 45
31、GHz,这是免申请的科学、工业、医疗频段。在这一频段,即使是100150mm /h降雨,雨水损耗约为3%7%。如果频率再降低,雨衰减少,但天线的尺寸变大。自由空间微波能量传输效率取决于天线参数 6 = ArAt / (D) ,这里Ar、At 收发天线孔径的面积, D收发天线之间的距离,微波波长,越大传输效率越高, 2. 5时能量传输效率接近100%。微波整流器是微波输电的关键器件,它把微波能量转变为直流电。已经研制成功的有回旋波微波整流器和肖特基势垒整流器二极管,在实际使用中各有千秋。前者单个器件较重,但是可输出10kW以上的大功率和20kV以上的高电压,工作性能稳定,无高次谐波再辐射构成的干
32、扰,具有微波过载自我保护特性;后者质量轻,但是单管输出的功率小(2W6W) 、电压低(10V20V) 、稳定性差,存在高次谐波再辐射构成的干扰。两者单管的整流效率相近,约85%。如果用于大功率整流,优先选择前者;若用于小功率输电,后者占有优势。譬如功率为10GW的卫星太阳能电站,要用数目约20亿个肖特基势垒整流器二极管,这将消耗大量的稀有材料,安装、连接、测试、维护也很费力;若用回旋波微波整流器,可以很好地回避这些问题。俄罗斯莫斯科大学宇宙能源动力学和物理电子学实验室长期从事微波输电的研究工作,与微波公司合作,研制出了一系列回旋波微波整流器产品,已用于空间电能向地面传输实验试验和给低轨道军用卫
33、星供电,并已出售给日本空间和宇宙科学研究所,在“自由号”国际空间站的日本模块上进行试验.3.2.4卫星太阳能电站的几个问题卫星太阳能电站最关心的问题是: (1)微波输电与有线输电相比是否具有优势(即现在地面上的架空线路可否采用微波方式) ; (2)卫星太阳能电站的技术经济性如何; (3)自由空间传输大功率电磁波对生态环境有无影响; (4)建造卫星太阳能电站花费多少资金。这些问题在很大程度上取决于相关学科领域的科技进步,而科技进步和技术难点的突破与政府科技部门的投资力度密切相关。输电工程最关心的是效率和经济性。微波输电的效率取决于微波源的效率、发射/接收天线的效率和微波整流器的效率,在Brown
34、的实验中这四者的乘积达到54%。至于经济性如何,依赖于所用频段的微波元器件的价格与有线输电系统所用器材价格的比较,也与具体的输电网络的参数有关系。卫星太阳能电站的建造牵涉到航天、电子、材料、微波等领域。这项系统工程国外研究了很多年,已具备了相当宽广坚实的理论基础,积累了丰富的实践经验。主要的技术困难可能就是如何有效地将电站的建筑材料运送到空间,也就是如何提高运载火箭的有效载荷、降低造价和重复使用的问题。卫星太阳能电站的经济性与上述领域的技术成熟程度有关,也与在空间建造电站的装机容量有关(例如,造一个10GW电站当然费用高,利用已掌握的技术再造100个就便宜多了) 。现在地面初级能源还可供使用,
35、但是等到初级能源耗尽以后,来自太阳能电站的电能也许是解决未来能源危机的主要途径,这样就没有更多的选择余地了。大功率定向电磁波从空间朝地面输送时对环境的考虑有: (1)传输多大的能流密度对电离层的扰动没有影响; (2)采用哪一个微波电频段对日常的通信不发生干扰; (3)地面整流接收站选在何处对飞机等交通工具及周围的生物体(如鸟类、居民等)没有不良作用; (4)地球静止同步轨道上建造大面积的电站对地面有无效应以及大量卫星发射产生的航天垃圾污染。实际上,这些与使用高功率微波时所考虑的效应是类似的,但是两者在工作方式和影响程度上有显著的差别。电站要保证连续运行,而高功率微波仅在必要时使用。高功率微波的
36、功率在100MW以上,甚至达到1013W,而发射天线的口径又不大,因而能流密度很高。对于容量5GW的卫星太阳能电站,微波发射天线的口径约1km,能流沿波束截面按高斯分布,地面接收天线阵的面积约10km 13km,中心处最大能流密度被限制在25mW / cm2 ,以防止对电离层的扰动,在整流天线边缘的能流密度已降低至1m / cm2 以下,与广播台、电视塔附近的电磁辐射能流密度相近甚至更小,低于一般认可的人类微波照射安全标准1mW / cm2。至于对通信的可能干扰,可以适当地选择频段和地面接收地点来避免。另外,真空电子管快回旋电子束波微波整流器整流时没有二次谐波的再辐射现象。4、结束语微波输能是
37、一个综合性的课题。它不仅包括与此直接有关的高功率微波产生、发射和接收等问题，而且还包括生态、环境、电磁兼容等许多相关学科。1968年彼得格拉泽提出的SSPS计划对微波输能技术的发展产生了深远的影响，并立即启动了有关课题的研究，经过40多年的努力，微波输能在技术上已趋成熟。当前人们还在对高功率微波的产生、高效率传输、聚焦发射等核心课程进行研究。从目前的发展水平与趋势来看，微波输能必将本世纪的主要输能方式。国外成立了国际空间大学，其主要科学活动是研究如何利用空间太阳能。我国是一个人口大国，人均资源占有量很少，人均电量居世界第80位，如果不发展自己的产业，会在能源危机中步入困境。这是一项涉及到国家政
38、府决策机关、科学技术领域和工业生产等部门的浩大的系统工程,需要各方鼎立相助、共同努力奋斗才能实现这一宏伟蓝图。它的大规模实施不仅解决了未来世界范围的能源供给问题,而且也是建立未来宇宙工业和人类超越地球的先决条件,同时也将极大地带动和促进相关高科技产业的发展,可能带来的社会经济效益是不可估量的。至于建造卫星太阳能电站技术上的难点,现在正在逐步努力地攻克。总之,微波输电技术与卫星太阳能电站是客观现实,而不是科学幻想。尽管具体实施起来要耗费巨大的资金,但从它所带来的社会经济效益和所具有的战略意义上分析是值得研究探讨的。另外,它与高功率微波技术密切相关,也许将来是高功率微波技术非常重要的研究方向和应用
39、领域。 致谢： 本学位论文是在我的指导老师*老师的亲切关怀与细心指导下完成的。从课题的选择到论文的最终完成，*老师始终都给予了细心的指导和不懈的支持，并且在耐心指导论文之余，*老师仍不忘拓展我们的文化视野，让我们感受到了文学的美妙与乐趣。值得一提的是，郭笑天老师宅心仁厚，闲静少言，不慕荣利，对学生认真负责，在他的身上，我们可以感受到一个学者的严谨和务实，这些都让我们获益菲浅，并且将终生受用无穷。毕竟“经师易得，人师难求”，希望借此机会向郭笑天老师表示最衷心的感谢！ 此外，本文最终得以顺利完成，也是与*系其他老师的帮助分不开的，虽然他们没有直接参与我的论文指导，但在开题时也给我提供了不少的意见，
40、提出了一系列可行性的建议，在此向他们表示深深的感谢！参考文献：1 王秩雄,胡劲蕾,梁俊,王长华。 微波输电技术的应用前景 J . 空军工程大学学报(自然科学版). 2003. 4 (1)2 王秩雄，王挺，乔斌。 微波输电技术与卫星太阳能电站的发展前景。空间电子技术。2006年第2期.6-123 张茂春 , 王进华 , 石亚伟。微波电能传输技术综述。重庆工商大学学报(自然科学版) 2009年10月. 第26卷第4期485-4884 林为干,赵愉深,文一舸。 微波输电,现代化建设的生力军 J . 科技导报, 1994 (03) : 31-345 李广凯，梁海峰，赵成勇，周明，李庚银。几种特殊输电方式的分析比较和展望。中国电力，2004年4月第37卷第4期：43-48注释：1 ：雨衰，是指电波进入雨层中引起的衰减。它包括雨粒吸收引起的衰减和雨粒散射引起的衰减。雨粒吸收引起的衰减是由于雨粒具有介质损耗引起的，雨粒散射引起的衰减是由于电波碰到雨粒时被雨粒反射而再反射引起的。这种二次发射的电波入与射波方向无关，这是四面八方发射的，这就是所谓的二次散射。
