RU2686059C2 - Portable complex of wireless power transmission for power supply of volatile devices - Google Patents

Abstract

FIELD: radio engineering; electronics.SUBSTANCE: invention relates to electrical and radio engineering and can be used for wireless power transmission for power supply of volatile devices. To achieve technical result, complex consists of remotely spaced: radio transmitter with power supplied from external network consisting of master oscillator with quartz stabilization on transistor, an audio frequency generator, a modulator and a transmitting antenna for operation in a wide range of preset radio frequencies, with amplitude or frequency modulation of sound.EFFECT: design of a wireless power transmission system which provides power to one or more consumers.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области электрорадиотехники и может быть использовано для беспроводной передачи энергии для электропитания летательных аппаратов, робототехнических изделий, наземной, водной техники и транспорта на электротяге, бытовой электротехники, персональных средств связи и систем жизнеобеспечения, поисковых и мониторинговых систем, различных телекоммуникационных систем и комплексов, но не ограничиваясь ими. The invention relates to the field of electrical radio engineering and can be used for wireless energy transfer for power supply of aircraft, robotic products, ground, water equipment and electric transport, household electrical equipment, personal communications and life support systems, search and monitoring systems, various telecommunication systems and complexes but not limited to them.

Известны способы получения электроэнергии из эфира, заключающиеся в приеме микроволновых излучений и преобразовании их в постоянный ток (DЕ 4010658 А1, H 02 J 17/00, 1990). Прием при этом осуществляется в узком микроволновом диапазоне, и получаемая энергия служит для беспроводной передачи электроэнергии.Known methods for producing electricity from the ether, consisting in the reception of microwave radiation and convert them to direct current (DE 4010658 A1, H 02 J 17/00, 1990). Reception is carried out in a narrow microwave range, and the energy received is used for wireless transmission of electricity.

Известно техническое решение «Устройство беспроводной передачи энергии и его система для беспроводной передачи энергии», патент РФ №2578205, МПК H02J 17/00, опубл. 27.03.2016.Known technical solution "Device for wireless transmission of energy and its system for wireless transmission of energy", RF patent №2578205, IPC H02J 17/00, publ. 03/27/2016.

Недостатком изобретения является крайне малая дистанция между передающим и принимающим устройством, необходимость наведения сильного магнитного поля, влияющего на работоспособность других электроприборов в зоне действия поля.The disadvantage of the invention is the extremely small distance between the transmitting and the receiving device, the need to induce a strong magnetic field, affecting the performance of other electrical devices in the area of the field.

Известно техническое решение, выбранное в качестве прототипа «Система беспроводной передачи энергии для энергопитания летательных аппаратов», патент РФ №113434, МПК H02J 17/00, опубл.10.02.2012 г.Known technical solution, selected as a prototype of "System of wireless energy transfer for power supply of aircraft", RF patent №113434, IPC H02J 17/00, publ.10.02.2012,

Недостатком данного технического решения является работа системы в ограниченном СВЧ-диапазоне частот, необходимость применения направленных антенн, сильная подверженность энергетического микроволнового луча влиянию дифракции, ограниченная мощность применяемых устройств СВЧ-диапазона по соображениям безопасности для человека и окружающей среды, специфическая, узкоспециализированная сфера применения - передача энергии необитаемым космическим орбитальным и беспилотным летательным аппаратам.The disadvantage of this technical solution is the operation of the system in a limited microwave frequency range, the need to use directional antennas, the strong susceptibility of the microwave energy beam to diffraction, the limited power of the used microwave devices for safety reasons for humans and the environment, and specific, highly specialized application - transmission energy uninhabited space orbital and unmanned aircraft.

Технической задачей изобретения является - создание системы беспроводной передачи энергии, для дистанционного электропитания, напряжением постоянного или переменного тока, одного или нескольких энергозависимых устройств, со сходными или различными требованиями к электрическим характеристикам. An object of the invention is to create a system of wireless energy transfer, for remote power supply, with direct or alternating current voltage, one or more volatile devices, with similar or different requirements for electrical characteristics.

Техническим результатом является повышение универсальности и многофункциональности системы.The technical result is to increase the versatility and versatility of the system.

Технический результат достигается тем, что система состоит из дистанционно разнесенных: радиопередающего устройства с питанием от внешней сети, состоящего из задающего генератора с кварцевой стабилизацией на транзисторе, генератора звуковой частоты, модулятора и передающей антенны, предназначенного для работы в широком спектре заданных радиочастот, с амплитудной или частотной модуляцией звука, Си-Би, КВ, СВ, ДВ, УКВ, АМ, Фм-FМ диапазонов, радиоприемного устройства – работающего по принципу детекторного приемника, предназначенного для выполнения детекции, пространственной и поляризационной селекции радиоволн и их преобразования в электрический сигнал, и состоящего из приемной антенны, колебательного контура и детектора, настроенного на заданную частоту радиопередающего устройства, многоканального стабилизированного регулируемого статического или электромеханического DC/DC или DC/AC преобразователя для электропитания одного или нескольких энергозависимых устройств, заданным напряжением постоянного или переменного тока, со сходными или различными требованиями к электрическим характеристикам.The technical result is achieved by the fact that the system consists of remotely spaced: a radio transmitting device with power from an external network consisting of a master oscillator with quartz stabilization on a transistor, an audio frequency generator, a modulator and a transmitting antenna designed for operation in a wide range of specified radio frequencies, with amplitude or frequency modulation of sound, CB, HF, MW, LW, VHF, AM, FM-FM bands, a radio receiver - operating on the principle of a detector receiver designed for Perform detection, spatial and polarization selection of radio waves and their conversion into an electrical signal, and consisting of a receiving antenna, an oscillatory circuit and a detector tuned to a predetermined frequency of a radio transmitter, a multichannel stabilized adjustable static or electromechanical DC / DC or DC / AC converter for powering one or several volatile devices specified by DC or AC voltage, with similar or different electrical requirements Critical characteristics.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена структурная схема портативного комплекса беспроводной передачи энергии для электропитания энергозависимых устройств, на фиг.2 принципиальная схема радиопередающего устройства, на фиг. 3 принципиальная схема радиоприемного устройства.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows the structural diagram of a portable wireless power transfer system for powering volatile devices, figure 2 is a schematic diagram of a radio transmitting device, in FIG. 3 schematic diagram of the radio receiving device.

Система беспроводной передачи энергии состоит из: радиопередающего устройства 1, предназначенного для работы в широком спектре заданных радиочастот Си-Би, КВ, СВ, ДВ, УКВ, АМ, Фм-FМ диапазонов; радиоприемного устройства 2 и статического или электромеханического DC/DC или DC/AC преобразователя 3. Радиопередающее устройство 1 с питанием от внешней сети, состоит из задающего генератора 4 с кварцевой стабилизацией на транзисторе, генератора звуковой частоты 5, модулятора 6 и передающей антенны 7. Радиоприемное устройство 2- работающее по принципу детекторного приемника, дистанционно разнесено с радиопередающим устройством 1, состоит из приемной антенны 8, колебательного контура 9 и детектора 10, с возможностью настройки на диапазон радиочастот радиопередающего устройства.The system of wireless energy transmission consists of: a radio transmitting device 1 designed to operate in a wide range of predetermined radio frequencies of CBC, HF, MF, LW, VHF, AM, FM-FM bands; radio receiver 2 and static or electromechanical DC / DC or DC / AC converter 3. Radio transmitter 1 powered by an external network, consists of a master oscillator 4 with quartz stabilization on a transistor, an audio frequency generator 5, a modulator 6 and a transmitting antenna 7. Radio receiving The device 2, which operates according to the principle of a detector receiver, is remotely separated from the radio transmitting device 1 and consists of a receiving antenna 8, an oscillating circuit 9 and a detector 10, with the possibility of tuning to a radio frequency band radio transmitting device

Система работает следующим образом. The system works as follows.

Радиопередающее устройство 1, генерирует и излучает радиосигнал, в спектре заданных радиочастот, Си-Би, КВ, СВ, ДВ, УКВ, АМ, Фм-FМ диапазонов. Радиоприемное устройство 2 выполняет детекцию, пространственную и поляризационную селекцию радиоволн и их преобразование в электрический сигнал. Радиоприемное устройство 2 имеет режим подстройки на частоту Радиопередающего устройства 1 в заданном диапазоне радиочастотного спектра. Электрический сигнал из Радиоприёмного устройства 2 поступает в многоканальный стабилизированный регулируемый статический или электромеханический DC/DC или DC/AC преобразователь 3, для стабилизации и преобразования постоянного тока из радиоприемного устройства в напряжение постоянного или переменного тока, с заданными характеристиками, необходимыми для электропитания одного или нескольких энергозависимых устройств.The radio transmitting device 1 generates and radiates a radio signal in the spectrum of specified radio frequencies, CBS, HF, MW, LW, VHF, AM, FM-FM bands. Radio receiver 2 performs the detection, spatial and polarization selection of radio waves and their conversion into an electrical signal. Radio receiver 2 has a mode of adjustment to the frequency of Radio transmitter 1 in a given range of the radio frequency spectrum. The electrical signal from Radio Receiver 2 enters a multichannel stabilized, adjustable static or electromechanical DC / DC or DC / AC converter 3, to stabilize and convert direct current from a radio receiver to a DC or AC voltage, with specified characteristics required to supply one or more volatile devices.

Преимуществом использования предлагаемой системы по сравнению с традиционными системами электропитания является: возможность работы нескольких радиоприемных устройств, в заданном радиочастотном спектре, настроенных на одно радиопередающее устройство, и одновременное электропитание одного или нескольких энергозависимых устройств, напряжением постоянного или переменного тока, со сходными или различными требованиями к электрическим характеристикам; использование для малоразмерных применений; снижение массы и габаритных размеров системы электропитания; более длительное время работы энергозависимых устройств по сравнению с питанием от автономных источников тока; может быть выполнено в индустриальном, промышленном исполнениях и исполнении для ответственных применений. The advantage of using the proposed system in comparison with traditional power supply systems is: the ability to work several radio receivers, in a given radio frequency spectrum tuned to one radio transmitting device, and the simultaneous power supply of one or several volatile devices, DC or AC voltage, with similar or different requirements to electrical characteristics; use for small applications; reducing the weight and overall dimensions of the power supply system; longer operating time of volatile devices in comparison with power supply from autonomous current sources; can be performed in industrial, industrial designs and versions for demanding applications.

Claims (2)

Портативный комплекс беспроводной передачи энергии для электропитания энергозависимых устройств, характеризующийся тем, что состоит из дистанционно разнесенных: радиопередающего устройства с питанием от внешней сети, состоящего из задающего генератора с кварцевой стабилизацией на транзисторе, генератора звуковой частоты, модулятора и передающей антенны, предназначенного для работы в широком спектре заданных радиочастот, с амплитудной или частотной модуляцией звука, Си-Би, КВ, СВ, ДВ, УКВ, АМ, Фм-FМ диапазонов, радиоприемного устройства – работающего по принципу детекторного приемника, предназначенного для выполнения детекции, пространственной и поляризационной селекции радиоволн и их преобразования в электрический сигнал, и состоящего из приемной антенны, колебательного контура и детектора, настроенного на заданную частоту радиопередающего устройства, многоканального стабилизированного регулируемого статического или электромеханического DC/DC или DC/AC преобразователя для электропитания одного или нескольких энергозависимых устройств, заданным напряжением постоянного или переменного тока, со сходными или различными требованиями к электрическим характеристикам. Portable complex of wireless energy transfer for power supply of volatile devices, characterized by the fact that it consists of remotely distributed: a radio transmitting device with power from an external network consisting of a master oscillator with quartz stabilization on a transistor, an audio frequency generator, a modulator and a transmitting antenna designed to work in a wide range of predetermined radio frequencies, with amplitude or frequency modulation of sound, C-Bi, HF, MF, LW, VHF, AM, FM-FM bands, radio receivers - working on the principle of a detector receiver, designed to perform detection, spatial and polarization selection of radio waves and their conversion into an electrical signal, and consisting of a receiving antenna, an oscillating circuit and a detector tuned to a predetermined frequency of a radio transmitting device, a multichannel stabilized adjustable static or electromechanical DC / DC or DC / AC converter for powering one or more volatile devices specified voltage post AC or AC with similar or different electrical requirements.

Images