公開了通過激勵多相波導探測器來傳送和/或接收以沿著有損傳導介質的表面的引導表面波導模式的形式輸送的能量的多個實施例。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利說明】 本專利合作條約申請要求享有于2013年3月7日提交的標題為"EXCITATIONAND USEOF⑶IDEDSURFACEWAVEMODESONLOSSYMEDIA"的第 13/789, 525 號美國專利申請和 于 2013 年 3 月 7 日提交的標題為"EXCITATIONANDUSEOF⑶IDEDSURFACEWAVEMODES ONLOSSYMEDIA"的第13/789,538號美國專利申請的優先權和權益，通過引用將兩者的內 容全部并入本文。
技術介紹
幾個世紀以來，無線電波所傳送的信號涉及使用傳統的天線結構發射的輻射場。 與無線電科學不同，上個世紀中的電功率分配系統涉及沿著電導體引導的能量的傳送。自 從20世紀初期間就已經存在對無線電頻率（RF)和功率傳送之間的不同的這種理解。【附圖說明】 參照下面的附圖可以更好地理解本公開的很多方面。附圖中的組件未必是按比例 的，而是在清楚地例示本公開的原理時加以強調。而且，在附圖中，相同的標號指代遍及若 干視圖的對應部分。 圖1是圖示作為引導電磁場和輻射電磁場的距離的函數的場強度。 圖2是例示根據本公開的實施例的具有被采用來傳送引導表面波的兩個區域的 傳播界面。 圖3是例示根據本公開的實施例的相對于圖2的傳播界面布置多相波導探測器的 圖。 圖4是提供根據本公開的實施例的便于在圖3的傳播界面中的有損傳導介質上發 射引導表面波導模式的地面電流中的相移的一個示例性例示的圖。 圖5是例示根據本公開的不同的實施例的由多相波導探測器合成的電場的插入 的復數角。 圖6是根據本公開的實施例的多相波導探測器的示意圖。 圖7A-J是根據本公開的不同的實施例的圖6的多相波導探測器的具體示例的示 意圖。 圖8A-C是例示根據本公開的不同的實施例的多相波導探測器的不同的實施例所 生成的以選擇傳送頻率的引導表面波的場強度的圖表。 圖9示出根據本公開的實施例的作為由多相波導探測器所生成的距離的函數的 以59兆赫茲的引導表面波的場強度的實驗測量的圖表的一個示例。 圖10示出根據本公開的實施例的作為圖9的引導表面波的距離的函數的相的實 驗測量的圖表。 圖11示出根據本公開的實施例的作為由多相波導探測器所生成的以1. 85兆赫茲 的引導表面波的距離的函數的場強度的實驗測量的圖表的另一個示例。 圖12A-B圖示根據本公開的不同的實施例的可以被采用以接收以由多相波導探 測器發射的引導表面波的形式傳送的能量的接收器的示例。 圖13圖示根據本公開的不同的實施例的可以被采用以接收以由多相波導探測器 發射的引導表面波的形式傳送的能量的另外的接收器的示例。 圖14A圖示根據本公開的實施例的表示圖12A-B中所圖示的接收器的戴維南等效 (Thevenin-equivalent)的不意圖。 圖14B圖示根據本公開的實施例的表示圖13中所圖示的接收器白諾頓等效 (Norton-equivalent)的不意圖。【具體實施方式】 首先，參照圖1，將建立起一些術語以便在討論要遵循的概念時提供清楚性。首先， 如在本文中所想到的那樣，在輻射電磁場和引導電磁場之間進行正式的區分。 如在本文中所想到的那樣，輻射電磁場包含從以未綁定到波導的波的形式的源結 構發出的電磁能量。例如，輻射電磁場一般是離開諸如天線這樣的電子結構并且通過大氣 或其他介質傳播并且未綁定到任何波導結構的場。當輻射電磁波離開諸如天線這樣的電子 結構時，它們繼續在獨立于它們的源的傳播介質（諸如空氣）中傳播，直至它們消耗為止， 而不管源是否繼續工作。當輻射電磁波時，除非被截取，否則它們不可恢復，并且如果未被 截取，則輻射電磁波中的固有的能量永遠損失。諸如天線這樣的電子結構被設計為通過最 大化輻射電阻對結構損失阻抗的比率來輻射電磁場。輻射能量在空間中擴展開，并且不管 是否存在接收器都將損失。由于幾何擴展，輻射場的能量密度是距離的函數。因此，所有形 式的術語"輻射"在本文中被用于指代這種形式的電磁傳播。 引導電磁場是能量集中在具有不同電磁屬性的介質之間的界內或附近的傳播電 磁波。在這個意義上，引導電磁場是綁定到波導并且可以被表征為由波導中流動的電流運 送的電磁場。如果沒有負載接收和/或消耗在引導電磁波中運送的能量，則除了在引導介 質的傳導中消耗的之外，沒有能量損失。換句話說，如果沒有引導電磁波的負載，則不消費 能量。因此，生成引導電磁場的生成器或其他源不遞送真實功率，除非存在阻抗負載。為此， 這種生成器或其他源本質上空轉直到存在負載。這類似于運行生成器以生成通過沒有電力 負載的功率線傳送的60赫茲的電磁波。應當注意的是，引導電磁場或波等同地被稱為"傳 送線模式"。這與在所有時候都供應真實功率以生成輻射波的輻射電磁波不同。與輻射電 磁波不同，引導電磁能量在能量源關閉之后不繼續沿著有線長度波導傳播。因此，所有形式 的術語"引導"在本文中被用于指代電磁傳播的這種傳送模式。 為了進一步例示輻射和引導電磁場之間的區別，參照圖1，圖1圖示作為log-dB圖 上的以千米為單位的距離的函數的每米的以伏特為單位的任意基準之上的以分貝（dB)為 單位的場強度的圖表100。圖1的圖表100圖示示出作為距離的函數的引導電磁場的場強 度的引導場強度曲線103。該引導場強度曲線103基本與傳送線模式相同。另外，圖1的圖 表100圖示示出作為距離的函數的輻射電磁場的場強度的輻射場強度曲線106。令人感興趣的是輻射和引導波傳播的曲線103/106的形狀。輻射場強度曲線106 幾何下降（1/d，其中d為距離）并且是重對數尺度（log-logscale)的直線。另一方面， 引導場強度曲線103的特征指數衰減，并且呈現不同的拐點（knee) 109。因 此，如所示那樣，引導電磁場的場強度以e~^/v兄的比率下降，其中，輻射電磁場的場強度 以1/d的比率下降，其中d為距離。由于引導場強度曲線103指數地下降這一事實，引導 場強度曲線103以上述拐點109為特征。引導場強度曲線103和輻射場強度曲線106在 出現于交叉距離處的交叉點113處相交。在小于交叉距離的距離處，引導電磁場的場強度 在多數位置處顯著地大于輻射電磁場的場強度。在大于交叉距離的距離處，情況相反。因 此，引導和輻射場強度曲線103和106還例示引導和輻射電磁場之間的基本傳播差異。關 于引導和福射電磁場之間的差異的非正式的討論，參考Milligan,T.的ModernAntenna Design(McGraw-Hi11，第一版，1985年，第8-9頁），通過引用將其全部內容并入本文。 以上做出的輻射和引導電磁波之間的區別易于形式化地表述并且置于在嚴格的 基礎之上。那兩種不同的解可以出自同一線性偏微分等式，波等式分析地根據對該問題強 加的邊界條件得出。波等式的格林函數（Greenfunction)本身包含福射和引導波的性質 之間的區別。 在空的空間中，波等式是特征函數擁有在復數波數平面上的特征值的連續譜的 微分算子。該橫向電磁（transverseelectro-magnetic,TEM)場被稱為福射場，并且那 些傳播場被稱為"赫茲波"。然而，在存在傳導邊界時，波等式加上邊界條件在數學上導致 包含連續譜加上離本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種方法，包含以下步驟：通過激勵多相波導探測器來傳送以沿著地面介質的表面的引導表面波導模式的形式輸送的能量。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：詹姆斯F科勒姆，肯尼思L科勒姆，
申請(專利權)人：CPG技術有限責任公司，
類型：發明
國別省市：美國;US
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