專利名稱：具有電磁波傳輸系統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)力渦輪機(jī)，以及具體來說，涉及包括電磁波傳輸系統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機(jī)。本發(fā)明還涉及用于控制上述風(fēng)力渦輪機(jī)以便傳送具有預(yù)期極化的電磁波的方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)力可用于通過又被稱作風(fēng)能系統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機(jī)來生成電力是已知的。最常見類型的風(fēng)力渦輪機(jī)是水平軸風(fēng)力渦輪機(jī)，水平軸風(fēng)力渦輪機(jī)包括垂直安裝在轉(zhuǎn)子轂上的一個(gè)或多個(gè)葉片。當(dāng)葉片受到風(fēng)力吹擊時(shí)，轉(zhuǎn)子轂繞水平軸旋轉(zhuǎn)，并且轉(zhuǎn)子軸向發(fā)電機(jī)傳送移動(dòng)，該發(fā)送機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。轉(zhuǎn)子轂和發(fā)電機(jī)放置在塔架頂上，塔架非常高以便捕獲比地平面的風(fēng)力更強(qiáng)的風(fēng)力。長導(dǎo)線用于將電能從發(fā)電機(jī)傳輸?shù)诫娏W(wǎng)或者諸如放置在塔架底部的電池之類的其它類型的負(fù)載。雖然風(fēng)力渦輪機(jī)的使用受到歡迎并且得到推動(dòng)以便增加“綠色”能量的產(chǎn)生，但是另一方面，風(fēng)力潤輪機(jī)存在若干缺點(diǎn)。首先，當(dāng)沒有風(fēng)力或者風(fēng)力過大時(shí)，風(fēng)力渦輪機(jī)不工作，因此它們只是糟蹋景觀(所謂的視覺污染)。此外，當(dāng)將風(fēng)力渦輪機(jī)集中在大型風(fēng)力場(wind farm)時(shí)，風(fēng)力渦輪機(jī)能夠干擾陸地?zé)o線電通信(諸如電視、無線電和蜂窩電話)和雷達(dá)信號。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種風(fēng)力渦輪機(jī)，該風(fēng)力渦輪機(jī)不僅能夠用于生成能量，而且特別是當(dāng)葉片不移動(dòng)時(shí)還能夠被使用。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種風(fēng)力渦輪機(jī)，該風(fēng)力渦輪機(jī)能夠用于電信網(wǎng)絡(luò)中而不是對其進(jìn)行干擾。具體來說，本發(fā)明的又一目的是提供一種用于使用風(fēng)力渦輪機(jī)來傳送具有線性或圓形極化的電磁波的方法。本發(fā)明的這些及其它目的通過結(jié)合所附權(quán)利要求中的特征的風(fēng)力渦輪機(jī)來實(shí)現(xiàn)，該權(quán)利要求形成本說明的主要部分。按照本發(fā)明的一個(gè)方面，至少一個(gè)天線被包含在風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片中。發(fā)射器電路被電連接到天線，并且向天線饋送待傳送的信號。用這種方式，當(dāng)渦輪機(jī)不用作發(fā)電機(jī)(例如，因?yàn)闆]有風(fēng)力)時(shí)，它能夠被用作通信系統(tǒng)的天線。具體來說，由于天線被集成到葉片中，所以通過控制葉片的位置以及待傳送的信號的生成，葉片能夠被用于傳送具有水平或垂直極化的信號。此外，通過控制葉片傳送的信號，風(fēng)力渦輪機(jī)能夠被用作通信網(wǎng)絡(luò)的有源部件(active part),因而避免對其它通信網(wǎng)絡(luò)的干擾。優(yōu)選地，該風(fēng)力渦輪機(jī)包括:各葉片配備有天線的三個(gè)葉片，以及用于每次將發(fā)射器電路動(dòng)態(tài)地連接到一個(gè)選擇的天線的開關(guān)單元，而優(yōu)選地將其它天線連接到參考電位。作為示例，開關(guān)單元將發(fā)射器電路連接到垂直葉片，而將其它兩個(gè)葉片連接到參考電位、具體來說是接地平面；以這種方式，天線作為發(fā)射垂直極化電磁輻射的垂直偶極子工作。備選地，開關(guān)單元將發(fā)射器電路連接到在預(yù)定時(shí)間放置在預(yù)定空間位置的葉片，以使得生成圓形極化波。因此，通過控制風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片上的信號的開關(guān)，有可能使用葉片來模擬偶極子生成具有預(yù)期方向的電磁場。按照本發(fā)明的另一方面，風(fēng)力場可包括多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)，該多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)被適當(dāng)?shù)亻g隔開并且配備有以同步方式傳送相同信號(具有不同或相同極化)的發(fā)射器電路，以使得實(shí)現(xiàn)用于空間復(fù)用的MIMO配置。按照本發(fā)明的另一方面，風(fēng)力渦輪機(jī)被配置為電信網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)器，并且為此目的而包括適合于接收來自外部裝置的信號的接收器設(shè)備。處理所接收信號，以便獲得待經(jīng)由發(fā)射器電路和被集成在葉片中的天線傳送的信號。


通過閱讀按照本發(fā)明的用于傳送電磁波信號的方法和系統(tǒng)的非排他性的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更加顯而易見，參照附圖作為非限制性示例來描述該優(yōu)選實(shí)施例，在附圖中:
-圖1示出按照本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)的前視圖和橫向視 -圖2示出圖1的風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片；
-圖3是圖1的風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)射器電路的示意 -圖4示出適合于在圖3的發(fā)射器電路中使用的開關(guān)單元；
-圖5示出按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的兩個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)在電信網(wǎng)絡(luò)中的使用；
-圖6是圖5的風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)射器電路的示意 -圖7示出以MMO配置的兩個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)的使用；
-圖8是按照本發(fā)明的用于傳送無線電信號的方法的流程 -圖9示出在圖8的方法的不同步驟期間的圖1的風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片；
-圖10示出從天線到圖1的風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)射器電路的電連接；
-圖1Oa是圖10的實(shí)施例中使用的信號循環(huán)器的側(cè)視 -圖1Ob是圖1Oa的信號循環(huán)器沿截面A-A的頂視 -圖1Oc是圖1Oa的信號循環(huán)器沿截面B-B的頂視 -圖11是按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的用于傳送無線電信號的方法的流程 -圖12是按照本發(fā)明的第三實(shí)施例的用于傳送無線電信號的方法的流程 -圖13示出在圖12的方法的不同步驟期間的圖1的風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片。這些附圖示出本發(fā)明的不同方面和實(shí)施例，以及在適當(dāng)?shù)那闆r下，不同圖中的相似結(jié)構(gòu)、組件、材料和/或元件用類似的參考標(biāo)號來表示。
具體實(shí)施例方式圖1不出按照本發(fā)明的用于傳送電磁波的風(fēng)力潤輪機(jī)(一般以標(biāo)號I表不)的前視圖和橫向視圖。
在圖1的實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪機(jī)I是水平軸風(fēng)力渦輪機(jī)，并且包括支撐短艙3的塔架2，短艙3包括發(fā)電機(jī)30、高速轉(zhuǎn)子軸31、變速箱32和主轉(zhuǎn)子軸33。三個(gè)葉片轉(zhuǎn)子轂4被連接到主轉(zhuǎn)子軸33以便在風(fēng)力移動(dòng)葉片5a、5b和5c時(shí)使其旋轉(zhuǎn)。變速箱32允許高速轉(zhuǎn)子軸31以較高速度旋轉(zhuǎn)以便驅(qū)動(dòng)生成電能的發(fā)電機(jī)30。雖然在參照圖1描述的優(yōu)選實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪機(jī)包括三個(gè)葉片，但是在其它實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪機(jī)能夠包括不同數(shù)量的葉片，作為示例，風(fēng)力渦輪機(jī)I能夠包括一個(gè)單一葉片或兩個(gè)葉片。作為非限制性示例，按照重量和電阻要求，葉片5a、5b和5c可由玻璃纖維、碳纖維或者其它合成材料制成。就本發(fā)明的目的而言，葉片5a、5b和5c優(yōu)選地由非導(dǎo)電材料制成，以便避免法拉第籠效應(yīng)。圖2示出包含天線6a以放射作為輸入所接收的信號的葉片5a的示意圖。在以下實(shí)施例中，葉片5b和5c與葉片5a相同，并且包括相應(yīng)天線6a和6b ;由于這個(gè)原因，下面僅描述葉片5a。天線6a可以是簡單的偶極天線、八木天線、喇叭天線、拋物面天線、天線陣列或者任何其它類型的已知天線。在圖2的實(shí)施例中，葉片5a具有空心主體，并且天線6a被放置在其內(nèi)部，即，放入葉片表面所限定的空間中。在備選實(shí)施例中，葉片5a可具有包括天線6a的實(shí)心主體(例如，天線能夠用泡沫來填充)。天線6a優(yōu)選地通過活動(dòng)緊固部件來連接到葉片主體，該活動(dòng)緊固部件允許在其維護(hù)期間輕易地移開天線。備選地，天線6a能夠被固定(例如，膠合)在葉片的內(nèi)部或外部表面上。將天線6a定位在葉片5a內(nèi)部是優(yōu)選的，因?yàn)楸Ｗo(hù)天線免于雨水、雪和風(fēng)力。一般來說，至少一個(gè)葉片5a包括天線6a對于本發(fā)明是足夠的。天線6a包括用于連接到信號發(fā)生器單元7的連接器60。圖3示出包含在圖1的風(fēng)力渦輪機(jī)I的三個(gè)葉片中的信號發(fā)生器單元7和天線6a、6b、6c的不意圖。在該實(shí)施例中，信號發(fā)生器單兀7包括發(fā)射器電路70,發(fā)射器電路70生成傳輸信號71并且將其提供給一個(gè)或多個(gè)天線。傳輸信號71是適合由天線6a、6b和6c來放射和傳送的電信號。在優(yōu)選實(shí)施例中，發(fā)射器電路70是包括一個(gè)或多個(gè)濾波器、振蕩器、鎖相環(huán)和功率放大器的電子系統(tǒng)。在圖3的實(shí)施例中，發(fā)射器電路70和天線6a、6b和6c經(jīng)由開關(guān)單元72來連接。開關(guān)單元72包括兩個(gè)輸入端:一個(gè)被連接到發(fā)射器電路輸出端，而另一個(gè)被連接到參考電位73，具體來說是接地電位，參考電位73能夠通過塔架的金屬結(jié)構(gòu)來取得或者更好地來自輸送傳輸信號71的同軸電纜的金屬屏蔽。開關(guān)單元72還配備有三個(gè)天線6a、6b和6c與其連接的三個(gè)輸出端。如圖4所示，開關(guān)單元72包括多個(gè)開關(guān)模塊720a、720b和720c，開關(guān)模塊720a、720b和720c由控制單元721 (例如，微控制器)來控制，以將各天線6a、6b和6c連接到發(fā)射器電路70或者連接到參考電位73。在一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)模塊包括集成開關(guān)裝置，例如SCR (可控硅整流器)，但是在另一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)模塊能夠通過機(jī)電繼電器來實(shí)現(xiàn)。如以下所更好地描述的，開關(guān)單元72能夠被編程為以不同方式來控制開關(guān)模塊，以便傳送具有不同極化的電磁波。作為示例，控制單元721能夠被編程以每次僅將一個(gè)天線連接到發(fā)射器電路70，而將其它兩個(gè)天線連接到參考電位73 ;由于三個(gè)天線6a、6b和6c被分隔120°來安裝，因此通過將一個(gè)天線連接到信號而將其它兩個(gè)天線連接到參考電位，該三個(gè)天線作為偶極天線來工作。開關(guān)單元72能夠被集成在發(fā)射器電路70中或者能夠被省略。在后一種情況下，信號發(fā)生器單元7對于各天線配備有一個(gè)發(fā)射器電路，以使得通過控制所有發(fā)射器電路，有可能向一個(gè)天線傳送待廣播的信號，而將其它天線連接到參考電位。在參照圖5所示的另一個(gè)實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪機(jī)I包括適合接收來自風(fēng)力渦輪機(jī)I外部的信號的接收設(shè)備8。作為非限制性示例，所接收的信號可具有不同性質(zhì)(例如，光或電)，并且能夠經(jīng)由不同介質(zhì)，例如，經(jīng)由電纜或無線來接收。在圖5的實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪機(jī)I是通信網(wǎng)絡(luò)中的元件，并且所接收的信號是由通信網(wǎng)絡(luò)中的無線電設(shè)備傳送的無線電信號；所接收的無線電信號能夠是例如由電視轉(zhuǎn)發(fā)器來傳送的電視信號或者由移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)的無線電網(wǎng)絡(luò)控制器傳送的信號。為了接收來自外部的信號，接收器設(shè)備8包括接收天線80。圖6示出配備有接收設(shè)備8的風(fēng)力渦輪機(jī)的電路的示意圖。在圖6的實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪機(jī)I包括圖1和圖3中的用于經(jīng)由放置在風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片中的天線6a、6b和6c來傳送無線電信號的相同部件。接收設(shè)備8接收來自外部的信號，對其進(jìn)行解碼，并且將對應(yīng)基帶信號提供給發(fā)射器電路70，發(fā)射器電路70再生該信號以供傳輸。在該實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪機(jī)充當(dāng)有源轉(zhuǎn)發(fā)器，但是在另一個(gè)實(shí)施例中，它能夠是無源轉(zhuǎn)發(fā)器，即，它不再生信號，而是對其進(jìn)行接收和重傳。按照本發(fā)明的另一方面，多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)I用于實(shí)現(xiàn)如圖7所示的ΜΜ0(多輸入多輸出)天線配置。優(yōu)選地，控制所述多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)中的至少兩個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)I以使得放射具有不同極性的電磁波，以便獲得極化分集并且增加信道吞吐量。在風(fēng)力渦輪機(jī)I用于實(shí)現(xiàn)其中信號以頻率范圍500 kHz至50 GHz傳送的電視網(wǎng)絡(luò)的MMO傳輸?shù)那闆r下，優(yōu)選地，將風(fēng)力渦輪機(jī)放置于包含在50 m與3 km之間的距離處，以便獲得空間分集并且增加傳輸可靠性。圖8是使用按照本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)、用于即使葉片正旋轉(zhuǎn)時(shí)也放射具有穩(wěn)定極化的電磁波的方法的流程圖。該方法開始于步驟801，其中在風(fēng)力渦輪機(jī)的發(fā)射器電路中生成待傳送的信號；如以上參照圖5和圖6所述，由發(fā)射器電路生成的信號能夠是接收自外部并發(fā)送給天線6a_6c以供重傳的信號。然后，該方法提供檢測(步驟802)葉片的位置或者至少檢測哪一個(gè)葉片正經(jīng)過葉片5a_5c的旋轉(zhuǎn)平面的預(yù)定范圍。優(yōu)選地，該范圍是由葉片尖旋轉(zhuǎn)的軌跡所限定的圓的預(yù)定圓扇區(qū)，該圓的中心在轉(zhuǎn)子轂4中。在一個(gè)實(shí)施例中，通過操作地連接到開關(guān)單元72的控制單元721的一個(gè)或多個(gè)傳感器(具體來說是接近傳感器)來獲得一個(gè)或多個(gè)葉片的位置的檢測。顯然，這個(gè)實(shí)施例不是限制性的，并且其它解決方案是可能的。在步驟803，該方法提供將已經(jīng)進(jìn)入預(yù)定范圍的天線連接到發(fā)射器電路70的輸出端，而將其它兩個(gè)天線通過開關(guān)單元72連接到參考電位73。這在圖9a中示出，其中葉片5a、5b和5c應(yīng)該以順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，以及該方法提供將待傳送的信號71施加到在旋轉(zhuǎn)平面的區(qū)域90內(nèi)部移動(dòng)的天線上，區(qū)域90是120°圓扇區(qū)，該120°圓扇區(qū)以垂直方向X為中心。圖9a中，天線6a已經(jīng)進(jìn)入?yún)^(qū)域90，并且因此提供有待傳送的信號；為此，葉片6a以黑色表示。在已經(jīng)向天線(在圖9a的情況下為天線6a)提供了信號之后，該方法提供等待對進(jìn)入預(yù)定空間區(qū)域90的下一個(gè)天線的檢測。同時(shí)，總是將待傳送的信號提供給第一所選天線的輸入端，如從圖％能夠看出的，其中天線6a被沿垂直方向放置，并且仍然將信號施加到該天線上。因此，該方法從步驟803回到步驟802。當(dāng)新葉片進(jìn)入空間區(qū)域90時(shí)，信號接著被施加到包含在新檢測到的葉片中的天線上，而將參考電位施加到其它兩個(gè)天線上。這在圖9c中示出，其中將信號從天線6a切換到包含在此刻正進(jìn)入空間區(qū)域90的葉片5b中的天線6b (在這里為黑色)上。圖10示出按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的風(fēng)力渦輪機(jī)的詳細(xì)情況。在該實(shí)施例中，發(fā)射器電路70生成高頻信號71，高頻信號71經(jīng)由同軸電纜701被饋送到循環(huán)器720。循環(huán)器720 —般是具有多個(gè)端口的裝置，它將輸入信號(在第一端口上接收的)選擇性地饋送到一個(gè)輸出端口并且然后饋送到相鄰輸出端口。信號從一個(gè)輸出端口到另一個(gè)輸出端口的切換優(yōu)選地由控制單元來控制，但是也能夠由以循環(huán)方式將輸入信號切換到輸出端口的其它機(jī)電解決方案來實(shí)現(xiàn)。圖10a、圖1Ob和圖1Oc示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中使用的循環(huán)器720的不同視圖
和細(xì)節(jié)。循環(huán)器720具有包括四個(gè)連接器7202、7203a、7203b和7203c的外部圓形殼體7201。連接器7202是可旋轉(zhuǎn)連接器，供連接到攜載將要切換到輸出連接器7203a、7203b和7203c的輸入信號的同軸電纜。在圖10的實(shí)施例中，電纜701因此被連接到連接器7202。殼體7201優(yōu)選地是金屬殼體，使得能夠用作接地平面，如圖1Oa-1Oc所示，其中同軸電纜701的外部導(dǎo)體7010經(jīng)由連接器7202被連接到殼體7201。在另一個(gè)實(shí)施例中，循環(huán)器720包括被放置在殼體內(nèi)部并且被用作接地平面的金屬板。在殼體7201內(nèi)部，兩個(gè)金屬片7204和7205被安裝成在外部裝置的控制下繞中心軸y自由旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，經(jīng)由適當(dāng)?shù)胤胖迷跉んw7201內(nèi)部的電磁體來獲得兩個(gè)金屬片的移動(dòng)，以使得它們一旦被激活就移動(dòng)兩個(gè)金屬片。金屬片7204和7205被分離以便避免電接觸。將金屬片7204和7205彎曲以使得它們共同形成具有帶旋轉(zhuǎn)軸y的基本上圓柱形式的連接器。如圖1Oc所示，金屬片7204被連接到連接器7202的內(nèi)部導(dǎo)體，而金屬片7205連接到連接器7202的外部導(dǎo)體，。平面Ω (與旋轉(zhuǎn)軸y正交)上的金屬片7205的截面是由等于360° /N的角Θ所對向的弧段，其中N是輸出端口的數(shù)量(在圖1Oa-1Oc的示例中為3個(gè))。同一平面Ω上的金屬片7204的截面是互補(bǔ)的，以形成在兩個(gè)點(diǎn)7206和7207被中斷的圓周。連接器7203a、7203b和7203c配備有外部圓柱觸點(diǎn)(7208a、7208b和7208c)以及內(nèi)部觸點(diǎn)(7209a、7209b和7209c)。內(nèi)部圓柱觸點(diǎn)包括滑動(dòng)觸點(diǎn)(7210a、7210b和7210c)；通過繞軸I旋轉(zhuǎn)金屬片7204和7205，使該滑動(dòng)觸點(diǎn)選擇性地與金屬片7204和7205相接觸。由于金屬片7204和7205的成形和維度，這意味著，僅將輸入信號71提供到輸出連接器7203a、7203b和7203c其中之一(圖1Ob中為連接器7203a)的內(nèi)部導(dǎo)體上，而其它兩個(gè)連接器(圖1Ob中的連接器7203b和7203c)的內(nèi)部導(dǎo)體將被連接到輸入電纜701的外部連接器，即，它們被連接到地。 同軸電纜702a、702b和702c將循環(huán)器720的輸出端口連接到三通道旋轉(zhuǎn)接頭703的相應(yīng)連接器7030a、7030b和7030c，這允許將在連接器7030a、7030b和7030c所接收的信號傳送給連接到天線6a、6b(未示出)和6c的同軸電纜704a、704b (圖10中未示出)和704c ο旋轉(zhuǎn)接頭703是包括能夠相對彼此進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的兩個(gè)主體(7031和7032)的裝置。各主體包括用于與相應(yīng)電纜連接的三個(gè)端口。與兩個(gè)主體7031和7032的旋轉(zhuǎn)無關(guān)，使一個(gè)主體的各端口保持與另一主體的一個(gè)相應(yīng)端口持續(xù)通信(例如，經(jīng)由光學(xué)鏈路或滑動(dòng)觸點(diǎn))。旋轉(zhuǎn)接頭本身是已知的，并且由例如Spinner GmbH等若干制造商在市場上銷售。在圖10的實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)接頭703按照使得主體7032保持固定而主體7031隨轂和主軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的方式安裝在主軸33上；因此，發(fā)電機(jī)30、高速轉(zhuǎn)子軸31和變速箱32為了清楚起見而沒有示出。在另一個(gè)實(shí)施例中，顯然，旋轉(zhuǎn)接頭能夠被安裝在高速轉(zhuǎn)子軸31上或者被安裝在機(jī)械地連接到轉(zhuǎn)子轂4的任何其它軸上。圖11示出使用風(fēng)力渦輪機(jī)I來放射電磁波的第二方法的流程圖；具體來說，圖11的方法允許在葉片正旋轉(zhuǎn)的風(fēng)力條件的情況下放射具有圓形極化的電磁波(例如，無線電信號)。該方法在步驟1101開始于決定傳送具有圓形極化的無線電信號；然后(步驟1102)將待傳送的信號(例如，圖3的傳輸信號71)施加到包含在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片之一中的天線(例如，天線6c)上。其余天線被連接到參考電位。優(yōu)選地，按照圖11的方法，天線連接在時(shí)間上是穩(wěn)定的。當(dāng)葉片正旋轉(zhuǎn)時(shí)，該方法允許放射具有圓形極化的電磁波，這是因?yàn)椴O化向量隨葉片旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。在步驟1103，當(dāng)決定終止通過風(fēng)力渦輪機(jī)I來傳送圓形極化電磁波時(shí)，該方法結(jié)束。圖12示出使用風(fēng)力渦輪機(jī)I在葉片不旋轉(zhuǎn)時(shí)放射具有橢圓或圓形極化的電磁波
的第三方法。在這個(gè)實(shí)施例中，該方法在步驟1201開始于決定傳送具有圓形或橢圓極化的無線電信號。在步驟1202，計(jì)數(shù)器N被設(shè)置為零，然后(步驟1203)將待傳送的信號(例如，圖3中的傳輸信號71)施加到包含在風(fēng)力渦輪機(jī)葉片之一中的天線上，而其余天線被連接到參考電位。該步驟在圖13a中示出，其中包括天線6a的葉片為黑色以指示將信號提供給該天線，而包括天線6b和6c的葉片為白色以指示它們被連接到參考電位。在將信號施加到第一天線(圖13a中的6a)時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器，以便計(jì)算將信號施加到該天線上的時(shí)間(步驟1204)。在步驟1204，當(dāng)經(jīng)過由定時(shí)器所計(jì)算的預(yù)定時(shí)間時(shí)，計(jì)數(shù)器N增加一個(gè)單位(步驟1205);如果(步驟1206)N這時(shí)等于風(fēng)力渦輪機(jī)的天線的數(shù)量(在圖13a_13c的實(shí)施例中為3個(gè))，則該方法提供檢查是否終止信號傳輸，在肯定的情況下，該方法結(jié)束(步驟1208)，否則該方法回到步驟1202，將N設(shè)置為零，并且存在該方法的另一次迭代。在步驟1206中N不等于風(fēng)力渦輪機(jī)的最大數(shù)量的情況下，該方法回到步驟1203，并且以順時(shí)針方向?qū)⑿盘柺┘拥较乱幌噜徧炀€；顯然，以逆時(shí)針方向?qū)⒋派湫盘柺┘拥教炀€是可能的。參照圖13a_13c，當(dāng)N從O增加到I時(shí)，將待傳送的信號沿順時(shí)針方向施加到與天線6a相鄰的天線6c (圖13b中為黑色)上。當(dāng)N從I增加到2時(shí)，將信號施加到天線6b (圖13c中為黑色)，以及最后，當(dāng)N被設(shè)置為O時(shí)，再次將信號施加到天線6a (圖13a)。以上公開表明，本發(fā)明滿足預(yù)計(jì)目的，以及具體來說克服現(xiàn)有技術(shù)的一些缺點(diǎn)。所描述的方法和系統(tǒng)準(zhǔn)許經(jīng)由普通風(fēng)力渦輪機(jī)結(jié)構(gòu)來生成能量并且傳送電磁波。按照本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)和方法容許被認(rèn)為落入所附權(quán)利要求書所限定的發(fā)明概念之內(nèi)的多種變更和變型。在不背離本發(fā)明的范圍的情況下，所有細(xì)節(jié)能夠由其它技術(shù)等效部件來替代。雖然特別參照附圖來描述風(fēng)力渦輪機(jī)和方法，但是本公開和權(quán)利要求書中使用引用的標(biāo)號僅為了使本發(fā)明可更好地理解，而并不意圖以任何方式來限制要求保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力渦輪機(jī)，包括: -至少一個(gè)葉片(5a);以及 -用于將所述至少一個(gè)葉片(5a)的移動(dòng)轉(zhuǎn)換為電能的部件； 所述風(fēng)力渦輪機(jī)的特征在于，所述至少一個(gè)葉片(5a)包含至少一個(gè)天線(6a)，以及所述風(fēng)力渦輪機(jī)還包括用于向所述至少一個(gè)天線(6a)饋送待放射的信號(71)的發(fā)射器電路(70)。
2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，所述風(fēng)力渦輪機(jī)包括 多個(gè)葉片(5a_5c)，所述多個(gè)葉片的各葉片包含對應(yīng)的天線(6a_6c)，以及 開關(guān)單元(72)，連接在所述發(fā)射器電路(70)與包含在所述多個(gè)葉片(6a-6c)中的所述天線之間， 其中，所述開關(guān)單元適合將所述天線中的一個(gè)或多個(gè)天線動(dòng)態(tài)地連接到所述發(fā)射器電路。
3.如權(quán)利要求2所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，所述開關(guān)單元(72)適合將所述多個(gè)天線中的沒有連接到所述發(fā)射器電路(70)的天線連接到參考電位。
4.如權(quán)利要求2或3所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，所述開關(guān)單元是信號循環(huán)器(720)。
5.如權(quán)利要求2 至4中的任一項(xiàng)所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，所述多個(gè)葉片(5a-5c)被機(jī)械地連接到轉(zhuǎn)子轂(4)，其中，所述轉(zhuǎn)子轂(4)被機(jī)械地連接到旋轉(zhuǎn)接頭(703)，所述旋轉(zhuǎn)接頭(703)至少包括輸入和輸出端口，并且適合于允許輸入與輸出端口之間的持續(xù)通信，所述輸入端口被連接到所述開關(guān)單元并且所述輸出端口被操作地連接到天線。
6.如權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，還包括用于接收來自所述風(fēng)力渦輪機(jī)外部的輸入信號的接收器設(shè)備，所述接收器設(shè)備被操作地連接到所述發(fā)射器電路，以使得所述待放射的信號取決于所述輸入信號。
7.如權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，還包括用于檢測葉片是否處于預(yù)定位置的至少一個(gè)傳感器。
8.一種用于向接收設(shè)備傳送無線電信號的方法，所述方法包括通過天線(6)來傳送無線電信號的步驟，所述方法的特征在于，所述天線被包含在如權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的風(fēng)力渦輪機(jī)中。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述風(fēng)力渦輪機(jī)包括多個(gè)移動(dòng)的葉片，以及所述方法還包括下列步驟: -生成待放射的信號(801)， -檢測預(yù)定空間區(qū)域中的葉片(802)， -向包含在所述所檢測葉片中的天線饋送(803)所述待放射的信號。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述多個(gè)葉片中的各葉片包含天線，其中，所述葉片被均勻地分布在圓形轉(zhuǎn)子轂周圍，以及所述空間區(qū)域是由中心在所述轉(zhuǎn)子轂的中心并且在通過兩個(gè)相鄰天線的圓周半徑之間延伸的圓周的弧段所限定的扇區(qū)的范圍。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述風(fēng)力渦輪機(jī)包括多個(gè)葉片，其中，所述多個(gè)葉片的各葉片包含天線，以及所述方法還包括下列步驟: -使所述多個(gè)葉片保持靜止， -生成待放射的信號，-向包含在所述多個(gè)葉片的第一葉片中的第一天線饋送所述待放射的信號(1203)持續(xù)預(yù)定時(shí)間， -在經(jīng)過所述預(yù)定時(shí)間(1204)之后，向與所述第一天線相鄰的第二天線饋送所述待放射的信號。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，將所述待放射的信號施加到所述第二天線持續(xù)相同的預(yù)定時(shí)期，并且在經(jīng)過所述預(yù)定時(shí)間之后，將所述待放射的信號施加到相鄰天線。
13.如權(quán)利要求8至12中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述風(fēng)力渦輪機(jī)包括多個(gè)天線，以及所述方法包括將沒有被饋送所述待放射的信號的所有天線連接到參考電位(73)的步驟。
14.一種用于傳送無線電信號的方法，其中，如權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的至少兩個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)按照如權(quán)利要求8至13中的任一項(xiàng)所述的方法來傳送對應(yīng)的無線電信號，以及所述風(fēng)力渦輪機(jī)傳送具有不同極化的信號，并且優(yōu)選地將所述風(fēng)力渦輪機(jī)放置于包含在50 m至3 Km之間的距離處。
15.一種包括如權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)的風(fēng)力場，其中，所述風(fēng)力渦輪機(jī)被適當(dāng)?shù)亻g隔開并且配備有發(fā)射器電路，所述風(fēng)力渦輪機(jī)的所述發(fā)射器電路適合以同步的方式來傳送相同信號(具有不同或相同極化)，以使得實(shí)現(xiàn)用于空間復(fù)用的MIMO配置。
16.一種包括如權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的風(fēng)力渦輪機(jī)的電信網(wǎng)絡(luò)，其中，所述風(fēng)力渦輪機(jī)被配置為所述通信網(wǎng)絡(luò)中的轉(zhuǎn)發(fā)器，所述風(fēng)力渦輪機(jī)包括適合于接收來自外部裝置的信號的接收器設(shè)備，以使得處理所接收信號，以便獲得待經(jīng)由所述發(fā)射器電路以及包含在所述葉片中的所 述天線傳送的信號。
全文摘要
公開了風(fēng)力渦輪機(jī)，該風(fēng)力渦輪機(jī)包括至少一個(gè)葉片(5a)以及用于將所述至少一個(gè)葉片(5a)的移動(dòng)轉(zhuǎn)換為電能的部件。風(fēng)力渦輪機(jī)還包括包含在所述至少一個(gè)葉片(5a)中的至少一個(gè)天線(6a)，以及用于向天線(6a)饋送待放射的信號(71)的發(fā)射器電路(70)。
文檔編號F03D11/00GK103201509SQ201080069218
公開日2013年7月10日 申請日期2010年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月23日
發(fā)明者A.西貝爾, C.庫納特, R.格羅斯科普夫 申請人:無線電廣播技術(shù)研究所有限公司