ЗАО «НТК»

ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СОЗДАНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО ИЗОТЕРМИЧЕСКОГО

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО РАССЕЯННОГО

ТЕПЛА НА ОСНОВЕ РЕКТЕНН.

Шифр: «Ректенны».

2010-2012г.

Исследование ректенн проведено в рамкахДоговора № 01/1-10 от 01 октября 2010 г. на НИР «Изучение возможности создания эффективного изотермического преобразователя низкотемпературного рассеянного тепла на основе ректенн»

Заказчик работы : ЗАО «НТК».

Достигнутые результаты: Разработаны, изготовлены и испытаны пробные образцы ректенн в виде СБИС, предназначенных для непосредственного преобразования теплового излучения окружающей среды и объектов в сверхвысокочастотной области электромагнитного спектра 30 ТГц (длины волн 10 мкм) в электричество (пост. ток).

Ключевые слова: ТЕРАГЕРЦЕВЫЕ ДИОДЫ, РЕКТЕННЫ, НАНОАНТЕННЫ, ИНФРАКРАСНЫЙ ДИАПАЗОН, ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ.

Каждая ректенна содержала 200 параллельно соединенных линеек из вибраторов и диодов. Каждая линейка содержала по 137 выпрямляющих диодов, разделенных вибраторами, служащими для приема ИК излучения в диапазоне около 10 мкм. Диоды и вибраторы в линейке были соединены последовательно. Архитектура соединений диодов и вибраторов в ректенне поясняет рис.1, где для примера изображена матрица из 3х3 диодов (реально их 137х200).

Схема ректенны

Макеты ректенн

Ректенна (от англ. rectifying antenna — выпрямляющая антенна) — устройство, представляющее собой нелинейную антенну, предназначенную для преобразования энергии поля падающей на неё волны в энергию постоянного тока. Простейшим вариантом конструкции может быть полуволновый вибратор, между плечами которого устанавливается устройство с односторонней проводимостью (например, диод). В таком варианте конструкции антенна совмещается с детектором, на выходе которого, при наличии падающей волны, появляется ЭДС. Для повышения усиления такие устройства могут быть объединены в многоэлементные решётки.

Ректенны могут применяться в качестве приёмников в каналах передачи энергии на большие расстояния, что особенно важно при транспортировке энергии от создаваемых солнечных электростанций с орбиты на Землю и наоборот, от Земли на поднимаемый аппарат. В 1976 году американскому физику Вильяму Брауну удалось передать СВЧ-пучком мощность 30 кВт на расстояние в 1 милю (1,6 км). КПД ректенны в этом эксперименте был чуть больше 80 %.

Моно-Si n-типа

Диодная матрица на основе меза структуры

Достигнутые результаты:

1. Выполнен обзор по публикациям в интернете и печати;2. Собраны 12 микросхем с ректеннами в различных комбинациях (без крышек, с крышками, собранных в одном корпусе последовательно 12 шт кристаллов и 3 шт., с толщинами окисного слоя 200 и 600 А). 3. Проведены подробные исследования ВАХ ректенн и тестирование их на чувствительность в длинноволновом ИК диапазоне. 4. Поданы от ЗАО «НТК» 2 заявки на патент.

Выводы.

1. Целесообразно провести углубленные исследования (обзор) рынка терагерцевых транзисторов и технологий изготовления нанодиодов (туннельных, Шотки и др) на подложке из полиамидной и полиэтиленовой пленки.2. Необходимо подобрать изготовителя, владеющего технологией туннельной литографии на полиамидной подложке с разрешением не хуже 100 нм.3. Следует разработать широкополосную геометрию наноантенн.

Контактные лица от ЗАО «НТК».

Исполнительный директор, канд. техн. наук Михаил Леонидович Сбитной. Тел. +7 965 397 8543 +7 985 970 7853E-mail: sbitnoy@vedis.ru

Начальник отдела технический экспертизы, канд. техн. наук Сергей Сергеевич Робатень.Тел. +7 965 397 8545 +7 916 917 6484E-mail: robaten@vedis.ru robaten@list.ru