[发明专利]太阳能收集天线

说明书

技术领域

本主题公开涉及太阳能和通信，尤其涉及用于在通信系统中收集和使用太阳能的增强设备、系统以及方法。

背景技术

常规地，在现代无线系统中，天线被用于接收和发送微波信号。典型地，这种系统由地方电网连接(local electrical grid connection)供电并连接到备用电力系统(如电池组、应急柴油发电机等)。然而，这种系统仅依靠在源头上由不可再生的化石燃料获得能量的传统电力系统。

由于燃料价格提高以及地缘政治的不确定性突出了与主要依靠不可再生的化石燃料相关的风险，从而为增加的一系列应用寻求可再生能源。例如，风电场、太阳能集热器、光伏增强器(photovoltaic enhancement)以及其它可再生能源项目受到了政府、制造商以及消费者等的更高关注。无论可再生能源被看作在面对能源价格风险时为现代设备提供电力的更符合成本效益的方式，或者无论其被看作更具有社会性责任或“绿色”生活的方式，可再生能源的目标均为致力于增加的现代生活的一系列方面。

例如，随着绿色环境或绿色生活的推动，提高了在现代无线系统中利用可再生能量的兴趣。在传统的太阳能发电厂中，太阳能电池一般与反射器一起使用以提高光能的利用。例如，抛物槽(parabolic trough)可被用作太阳能反射器以将太阳光的方向转向太阳能电池，从而提高太阳能电池处的光强度，因而对于给定的电力需求使用更少数量的光伏电池。

近来，人们研究将平面镜用作太阳能反射器。例如，美国国家可再生能源实验室已估测到2020年反射器型发电厂将能够以每千瓦时5.49分的相对低的成本发电，这能够使得太阳能成为未来最便宜的可再生能源之一。因而，当太阳能是可再生能源的主要来源时，典型地，太阳能产生系统与终端使用位置分离。这样，使用太阳能仍然要遭遇与运输损耗相关的效率低下的问题。

可再生电力生成系统与无线通信元件(如天线和传输设施)之间的优选位置的不一致加剧了这一运输损耗问题。例如，无线天线可布置为接近人口稠密的城市中心，沿一般的旅游走廊或经济上可行的其它区域。根据地理和地形，这些区域可能并不遥远。然而，典型地，可再生能源生成系统由于空间或其它需求而置于更遥远的区域。例如，太阳能聚光器需要很大的区域，并且典型地位于遥远位置以利用较低房地产成本。作为另一实例，风电场主要基于可用的风能定位，并且可距离人口稠密的城市中心较远。

近来，运输损耗问题的某些解决方案集中于例如通过在太阳能电池板上蚀刻狭缝天线而将天线与太阳能电池集成。然而，这种解决方案以降低用于产生太阳能的有效照明区域为代价来提高传输效率。在其它提案中，解决方案集中于在太阳能电池上集成网状贴片天线或在抛物槽的焦线上放置也起到天线作用的折叠光伏电池。在再一解决方案中，提出了额外作为太阳能电池板的聚焦透镜的双功能透明介质谐振器天线。

此外，对于发展中国家，扩大无线市场可能会面对特殊的挑战。例如，在发展中国家，传统电力基础设施可能是可用的或者可能是不可用的。例如，由于地形或其它挑战，可使得传统电网在经济上不可行，这可能继而妨碍建立无线通信系统。

在另外一些情况中，在不用开发昂贵的电力系统给这种通信系统供电的情况下，用于发电或无线通信的受限的潜在用户基础可能妨碍无线通信系统的设立。例如，在远程的无线传感器网络(如海啸警报系统)中，例如跨过巨大辽阔的海洋盆地的地震和潮汐站的远程监测可能需要远程安装，在这些地方建立传统发电系统甚至大规模的可再生发电系统在经济上都是不可行的。

因而，期望提供用于在通信系统中收集和使用太阳能的改进的系统、设备以及方法以改善这些或其它的缺陷。在通信系统中收集和使用太阳能的上述缺陷仅意指提供常规系统的一些问题的概况，而不是详尽的。通过阅读下面的描述，常规系统的其它问题以及本文所描述的各种非限制性的实施例的相应益处可变得更加明显。

发明内容

下文介绍了说明书的简化的发明内容，以提供对说明书的某些方案的基本理解。本发明内容不是说明书的全面概括。不期望识别说明书的关键或主要部件，也不期望描述对说明书的任意实施例或权利要求书的任意范围特有的任意范围。其唯一的目的是以简化的形式呈现说明书的某些内容，作为在下文中将要呈现的更详细说明的前奏。