[发明专利]高次柱面反射型太阳能聚光镜

权利要求书

1. 一种高次柱面反射型太阳能聚光镜，它是一个高为L，侧面由下面方程决定的高次柱面的一部分 

这里，x为柱面的弯曲量，C为高次柱面顶点的曲率半径，,是高次柱面方程参数，调节参数,,C和入射光的入射方向是决定高次柱面起何种作用的关键，当宽为L高为H的入射太阳光束以单位矢量（入射光与X轴成θ角，θ=25.5⁰）入射到高次柱面内壁上时，只要高次柱面方程的这些参数为某一组特定数值时，则入射光束被反射后都聚焦在一条过P′(x′, x′tanθ, z)点且与高次柱面母线平行的宽度很窄的线段上，其中0≤z≤L，x′为离开顶点的沿X轴负方向的距离。

2.根据权利要求1的一种高次柱面反射型太阳能聚光镜，其特征在于：高次柱面上任一点处的反射光线单位矢量沿X和Y轴上的分量为

,   ,  其中

上面三式中，I为入射角，为光线入射点处高次柱面的单位法矢量在X轴和Y轴上的分量，当一定时，I,是高次柱面方程参数,,C的函数。

3.根据权利要求1的一种高次柱面反射型太阳能聚光镜，其特征在于：任一反射光线上一点P′′(x′, y′′, z)，y′′与x′的关系为

这里x, y为入射光线在反射镜面上的投射点的坐标值，x′为聚焦点在X轴上的目标值，可以根据实际需要设置，在本发明中设置为x′=-50cm；亦是高次柱面方程参数,,C的函数。

4.根据权利要求1的一种高次柱面反射型太阳能聚光镜，其特征在于：任一反射光线上一点P′′(x′, y′′, z)与理想聚焦点P′(x′, x′tanθ, z)之间的差亦是高次柱面方程参数,,C的函数。

5.根据权利要求1的一种高次柱面反射型太阳能聚光镜，其特征在于：把作为粒子群优化算法中的适应度函数，其中i=1.0、0.85、0.70、0.55、0.40、0.25、0.10，分别为入射光线在-1.0H₁、-0.85H₁、-0.70H₁、-0.55H₁、-0.40H₁、-0.25H₁、-0.10H₁入射高或在1.0H₂、0.85H₂、0.70H₂、0.55H₂、0.40H₂、0.25H₂、0.10H₂入射高的值；把,,C作为粒子群中每一个粒子的位置矢量，用粒子群算法寻找的最小值，最小值的粒子位置矢量就是使反射光束聚焦在与高次柱面母线平行的宽度很窄的线段上的高次柱面方程的参数。

6.根据权利要求1的一种高次柱面反射型太阳能聚光镜，其特征在于：把高次柱面以XOZ面为分界面，y>0部分称为上半部分，入射光束孔径H₂，属于一个高次方程，y<0部分称为下半部分，入射光束孔径H₁，属于另一个高次方程，这两个高次方程的参数,,C分别求解； 运用粒子群算法得到的这些参数数据包含在表1、表2中

 。