公开了通过激励多相波导探测器来传送和/或接收以沿着有损传导介质的表面的引导表面波导模式的形式输送的能量的多个实施例。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 本专利合作条约申请要求享有于2013年3月7日提交的标题为"EXCITATIONAND USEOF⑶IDEDSURFACEWAVEMODESONLOSSYMEDIA"的第 13/789, 525 号美国专利申请和 于 2013 年 3 月 7 日提交的标题为"EXCITATIONANDUSEOF⑶IDEDSURFACEWAVEMODES ONLOSSYMEDIA"的第13/789,538号美国专利申请的优先权和权益，通过引用将两者的内 容全部并入本文。
技术介绍
几个世纪以来，无线电波所传送的信号涉及使用传统的天线结构发射的辐射场。 与无线电科学不同，上个世纪中的电功率分配系统涉及沿着电导体引导的能量的传送。自 从20世纪初期间就已经存在对无线电频率（RF)和功率传送之间的不同的这种理解。【附图说明】 参照下面的附图可以更好地理解本公开的很多方面。附图中的组件未必是按比例 的，而是在清楚地例示本公开的原理时加以强调。而且，在附图中，相同的标号指代遍及若 干视图的对应部分。 图1是图示作为引导电磁场和辐射电磁场的距离的函数的场强度。 图2是例示根据本公开的实施例的具有被采用来传送引导表面波的两个区域的 传播界面。 图3是例示根据本公开的实施例的相对于图2的传播界面布置多相波导探测器的 图。 图4是提供根据本公开的实施例的便于在图3的传播界面中的有损传导介质上发 射引导表面波导模式的地面电流中的相移的一个示例性例示的图。 图5是例示根据本公开的不同的实施例的由多相波导探测器合成的电场的插入 的复数角。 图6是根据本公开的实施例的多相波导探测器的示意图。 图7A-J是根据本公开的不同的实施例的图6的多相波导探测器的具体示例的示 意图。 图8A-C是例示根据本公开的不同的实施例的多相波导探测器的不同的实施例所 生成的以选择传送频率的引导表面波的场强度的图表。 图9示出根据本公开的实施例的作为由多相波导探测器所生成的距离的函数的 以59兆赫兹的引导表面波的场强度的实验测量的图表的一个示例。 图10示出根据本公开的实施例的作为图9的引导表面波的距离的函数的相的实 验测量的图表。 图11示出根据本公开的实施例的作为由多相波导探测器所生成的以1. 85兆赫兹 的引导表面波的距离的函数的场强度的实验测量的图表的另一个示例。 图12A-B图示根据本公开的不同的实施例的可以被采用以接收以由多相波导探 测器发射的引导表面波的形式传送的能量的接收器的示例。 图13图示根据本公开的不同的实施例的可以被采用以接收以由多相波导探测器 发射的引导表面波的形式传送的能量的另外的接收器的示例。 图14A图示根据本公开的实施例的表示图12A-B中所图示的接收器的戴维南等效 (Thevenin-equivalent)的不意图。 图14B图示根据本公开的实施例的表示图13中所图示的接收器白诺顿等效 (Norton-equivalent)的不意图。【具体实施方式】 首先，参照图1，将建立起一些术语以便在讨论要遵循的概念时提供清楚性。首先， 如在本文中所想到的那样，在辐射电磁场和引导电磁场之间进行正式的区分。 如在本文中所想到的那样，辐射电磁场包含从以未绑定到波导的波的形式的源结 构发出的电磁能量。例如，辐射电磁场一般是离开诸如天线这样的电子结构并且通过大气 或其他介质传播并且未绑定到任何波导结构的场。当辐射电磁波离开诸如天线这样的电子 结构时，它们继续在独立于它们的源的传播介质（诸如空气）中传播，直至它们消耗为止， 而不管源是否继续工作。当辐射电磁波时，除非被截取，否则它们不可恢复，并且如果未被 截取，则辐射电磁波中的固有的能量永远损失。诸如天线这样的电子结构被设计为通过最 大化辐射电阻对结构损失阻抗的比率来辐射电磁场。辐射能量在空间中扩展开，并且不管 是否存在接收器都将损失。由于几何扩展，辐射场的能量密度是距离的函数。因此，所有形 式的术语"辐射"在本文中被用于指代这种形式的电磁传播。 引导电磁场是能量集中在具有不同电磁属性的介质之间的界内或附近的传播电 磁波。在这个意义上，引导电磁场是绑定到波导并且可以被表征为由波导中流动的电流运 送的电磁场。如果没有负载接收和/或消耗在引导电磁波中运送的能量，则除了在引导介 质的传导中消耗的之外，没有能量损失。换句话说，如果没有引导电磁波的负载，则不消费 能量。因此，生成引导电磁场的生成器或其他源不递送真实功率，除非存在阻抗负载。为此， 这种生成器或其他源本质上空转直到存在负载。这类似于运行生成器以生成通过没有电力 负载的功率线传送的60赫兹的电磁波。应当注意的是，引导电磁场或波等同地被称为"传 送线模式"。这与在所有时候都供应真实功率以生成辐射波的辐射电磁波不同。与辐射电 磁波不同，引导电磁能量在能量源关闭之后不继续沿着有线长度波导传播。因此，所有形式 的术语"引导"在本文中被用于指代电磁传播的这种传送模式。 为了进一步例示辐射和引导电磁场之间的区别，参照图1，图1图示作为log-dB图 上的以千米为单位的距离的函数的每米的以伏特为单位的任意基准之上的以分贝（dB)为 单位的场强度的图表100。图1的图表100图示示出作为距离的函数的引导电磁场的场强 度的引导场强度曲线103。该引导场强度曲线103基本与传送线模式相同。另外，图1的图 表100图示示出作为距离的函数的辐射电磁场的场强度的辐射场强度曲线106。令人感兴趣的是辐射和引导波传播的曲线103/106的形状。辐射场强度曲线106 几何下降（1/d，其中d为距离）并且是重对数尺度（log-logscale)的直线。另一方面， 引导场强度曲线103的特征指数衰减，并且呈现不同的拐点（knee) 109。因 此，如所示那样，引导电磁场的场强度以e~^/v兄的比率下降，其中，辐射电磁场的场强度 以1/d的比率下降，其中d为距离。由于引导场强度曲线103指数地下降这一事实，引导 场强度曲线103以上述拐点109为特征。引导场强度曲线103和辐射场强度曲线106在 出现于交叉距离处的交叉点113处相交。在小于交叉距离的距离处，引导电磁场的场强度 在多数位置处显著地大于辐射电磁场的场强度。在大于交叉距离的距离处，情况相反。因 此，引导和辐射场强度曲线103和106还例示引导和辐射电磁场之间的基本传播差异。关 于引导和福射电磁场之间的差异的非正式的讨论，参考Milligan,T.的ModernAntenna Design(McGraw-Hi11，第一版，1985年，第8-9页），通过引用将其全部内容并入本文。 以上做出的辐射和引导电磁波之间的区别易于形式化地表述并且置于在严格的 基础之上。那两种不同的解可以出自同一线性偏微分等式，波等式分析地根据对该问题强 加的边界条件得出。波等式的格林函数（Greenfunction)本身包含福射和引导波的性质 之间的区别。 在空的空间中，波等式是特征函数拥有在复数波数平面上的特征值的连续谱的 微分算子。该横向电磁（transverseelectro-magnetic,TEM)场被称为福射场，并且那 些传播场被称为"赫兹波"。然而，在存在传导边界时，波等式加上边界条件在数学上导致 包含连续谱加上离本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种方法，包含以下步骤：通过激励多相波导探测器来传送以沿着地面介质的表面的引导表面波导模式的形式输送的能量。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯F科勒姆，肯尼思L科勒姆，
申请(专利权)人：CPG技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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