76、太阳能收集天线与微波毫米波模块转换连接技术研究

太阳能收集天线与微波毫米波模块转换连接技术研究

1. 太阳能收集用蝴蝶结纳米整流天线设计

1.1 全极化与高收集效率

太阳能收集天线可实现太阳光的全极化，具备高收集效率，能显著提升现有天线利用太阳能的收集效率。

1.2 总辐射效率

某一波长的辐射效率分布通过FDTD解决方案光学软件计算得出。对于太阳能收集，需考虑400 - 1600 nm整个工作波长范围内的总效率。为此，引入新参数“总收集效率”或“总辐射效率”来表征天线性能，其定义如下：
[
\eta = \frac{\int_{\lambda_L}^{\lambda_U} P(\lambda, T) \cdot \text{grad}(\lambda) d\lambda}{\int_{\lambda_L}^{\lambda_U} P(\lambda, T) d\lambda}
]
其中，(\lambda_L)和(\lambda_U)分别代表波长的下限和上限，(\text{grad}(\lambda))是天线辐射效率关于波长的函数（由FDTD解决方案确定），(P(\lambda, T))是普朗克黑体辐射定律的公式：
[
P(\lambda, T) = \frac{2\pi h c^2}{\lambda^5} \cdot \frac{1}{e^{\frac{hc}{\lambda k T}} - 1}
]
这里，(T)、(h)、(c)和(k)分别表示黑体的绝对温度（K）、普朗克常数（(6.626 \times 10^{-34} Js)）、真空中的光速（(3 \times 10^8 m/s)）和玻尔兹曼常数（(1.38 \ti