EP1566902B1

Method of energy transmission using coherent electromagnetic radiation

Abstract

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EP1566902B1, drawing sheet 1
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Expired 5 January 2025, 1.7 years ago.

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12 claims: 1 independent, 11 dependent

  1. 1
    Verfahren zur Energieübertragung und Ausrichtung eines mobilen Empfängers an einem Raumfahrzeug und einer Sendeeinheit, bei dem die Energie in Form kohärenter elektromagnetischer Strahlung übertragen wird, die als gerichteter, geregelter Laserstrahl von einer Sendeeinheit auf den Empfänger gesandt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vom Empfänger ein Teil der einfallenden, die Energie übertragenden Laserstrahlung zur Sendeeinheit zurück reflektiert wird und aus diesem reflektierten Strahl Informationen für eine Ausrichtung der Sendeeinheit abgeleitet und an eine mit einer Ausrichteinheit für die Sendeeinheit verbundene Regelungseinheit übermittelt werden, wobei auch Bewegungen des Empfängers um seine momentane Position erfaßt werden und der Laserstrahl mittels eines vorgebbaren Algorithmus eine am Empfänger angeordnete Solarzelle überstreicht und dabei ein Teil des Strahles einen ringförmig um die Solarzelle angeordneten Retroreflektor tangiert sowie die Ausrichtung in zwei zueinander senkrechten Richtungen erfolgt, indem in beiden Richtungen eine Modulation und Auswertung in unterschiedlichen Frequenzen vorgenommen wird.
  2. 2
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über eine Modulation des Laserstrahls die momentane Position des Empfängers ermittelt wird.
  3. 3
    Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl den Reflektor in einem Random Walk-Verfahren überstreicht.
  4. 4
    Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl den Reflektor in einem gewichteten Random Walk-Verfahren überstreicht.
  5. 5
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung über eine Modulation der Richtung des Laserstrahles mit der Frequenz f und einer Auswertung der Frequenzkomponente 2f im reflektierten Licht erfolgt.
  6. 6
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausrichtung des Laserstrahls über ein Schwerpunkt-Verfahren erfolgt.
  7. 7
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilsierung des Laserstrahls über eine Kreis-Verfahren erfolgt.
  8. 8
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahlung im Wellenlängenbereich zwischen 200 Nanometern und 10 Mikrometern liegt.
  9. 9
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen langsamen und schnellen Bewegungen unterschieden wird.
  10. 10
    Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Energieübertragung und Ausrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bestehend aus einer einen energieübertragenden, gerichteten und geregelten Laserstrahl aussendenden Sendeeinheit und einer einfallende Strahlung erfassenden Empfänger, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeeinheit über eine Steuerungseinheit (30) sowie Stelleinrichtungen (2, 3, 6 - 8) ansteuerbare Spiegel (4, 5) zur Ablenkung des Strahles aufweist und daß die Empfänger einen eine Photozellenanordnung (19) ringförmig umgebenden Retroreflektor (20) aufweist.
  11. 11
    Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegel (4, 5) um die optischen Achsen des Lichtstrahles drehbar gehaltert sind.
  12. 12
    Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinheit mit einer Anordnung (18 - 27) zur Ausrichtung der Detektorfläche (19, 20) auf die Strahlrichtung versehen ist.