Універсальний пристрій для концентрації енергії

Реферат: Винахід належить до галузі антенної техніки і може використовуватися в різних пристроях, що працюють в широкому діапазоні хвиль, у тому числі видимому, УФ, ІЧ, КХ, НВЧ, УКХ тощо. Технічний результат, що досягається при використанні цього винаходу, полягає у забезпеченні багатофункціональності, компактності, довговічності, економічності та ефективності пристрою. Зазначений технічний результат досягається за рахунок того, що в універсальному пристрої для концентрації енергії, що містить відбивач і джерело випромінювання або приймач, відбивач виконано у вигляді принаймні частини поверхні тіла обертання, джерело випромінювання або приймач, виконано у вигляді розподіленої системи, відповідно, активних або пасивних елементів, розташованих на однаковій відстані від відбивача, що становить 0,3-0,5 радіуса його кривизни. Крім того, відбивач може бути виконано у вигляді циліндричної поверхні або її сегмента, або у вигляді сферичної поверхні або її зрізаного сегмента, або переріз відбивача в одній, першій площині, може являти собою дугу окружності, а в площинах, перпендикулярних першій площині - криві другого порядку, або у вертикальній площині може бути використана офсетна частина сфери або параболи. При цьому поверхню відбивача може бути виконано у вигляді тіла обертання, що являє собою в поперечному перерізі два еліпси, сполучені таким чином, що кожен з еліпсів одним фокусом збігається з віссю тіла обертання, при цьому в іншому фокусі еліпса встановлюється розподілена система активних або пасивних елементів. Зазначений технічний результат може досягатися також за рахунок того, що в розподіленій системі активні елементи можуть бути виконані різною потужністю. При цьому як активні або пасивні елементів можуть бути використані безперервні випромінювачі або приймачі. Крім того, пристрій може бути додатково забезпечено принаймні одним відбивачем і принаймні одним джерелом випромінювання або приймачем; джерело випромінювання або приймач можуть бути UA 113055 C2 (12) UA 113055 C2 виконані з можливістю обертання; відбивач і джерело випромінювання або приймач можуть бути виконані з можливістю одночасного обертання. UA 113055 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі антенної техніки і може використовуватися в різних пристроях, що працюють в широкому діапазоні хвиль, у тому числі видимому, УФ, ІК, КХ, НВЧ, УКХ тощо. З рівня техніки відомі різні пристрої, що призначені для концентрації енергії. Зокрема, можна відзначити такі технічні рішення, як концентратор випромінювання, що його описано в патенті SU 1819488, опублікованому 20.05.1995, виконаний у вигляді параболоїда, задня поверхня якого відбиває випромінювання у напрямі осі приладу і напівсферичної лінзи в поглибленні на передній поверхні, а випромінюючий кристал розміщено в загальному для лінзи і відбивача фокусі; концентратор променистої енергії, розкритий в авторському свідоцтві SU 945839, опублікованому 23.07.1982, що містить лінійне джерело і криволінійний відбивач. Недоліком відомих пристроїв є їхня відносно низька ефективність. Найближчим до заявленого винаходу за сукупністю суттєвих ознак є пристрій, розкритий у патенті RU 2206158, опублікованому 10.06.2003, що включає основний і додатковий концентратори та перетворювач енергії. Недоліками цього пристрою є обмежені функціональні можливості та невисока ефективність. Відомо, що у світовій практиці на сьогодні має місце стійка тенденція заміни потужних, неекономічних і нетривких ламп на розподілені системи, що складаються з множини світлодіодів у видимому, УФ та ІЧ діапазонах, з множини твердотільних НВЧ елементів у радарних і зв'язкових системах у різних діапазонах електромагнітних і звукових хвиль. Завдання, на вирішення якого спрямовано даний винахід, полягає у створенні багатофункціонального компактного, довговічного, економічного та ефективного пристрою, який дозволяв би одночасно освітлювати, опромінювати, обігрівати або прослуховувати широкий сектор до 120 в обох площинах. Технічний результат, що досягається при використанні цього винаходу, полягає в забезпеченні компактності, універсальності і багатофункціональності пристрою, який можна порівняти за розмірами з існуючими аналогами фар, прожекторів, світильників, зв'язкових антен, радарів та інших систем, що світять, випромінюють або приймають у досить вузькій діаграмі спрямованості. При цьому пристрій світить, випромінює або приймає в широкій діаграмі спрямованості аж до 120 × 120, зберігаючи досить високий коефіцієнтпідсилення антени в кожному напрямку. Зазначений технічний результат досягається за рахунок того, що в універсальному пристрої для концентрації енергії, який містить відбивач і джерело випромінювання або приймач, відбивач виконано у вигляді, принаймні, частини поверхні тіла обертання, джерело випромінювання або приймач виконано у вигляді розподіленої системи, відповідно, активних або пасивних елементів, розташованих на однаковій відстані від відбивача, що становить 0,30,5 радіуса його кривизни. Крім того, відбивач може бути виконано у вигляді циліндричної поверхні або її сегмента, або у вигляді сферичної поверхні або її зрізаного сегмента, або перетин відбивача в одній, першій площині, може являти собою дугу окружності, а в площинах, перпендикулярних першій площині - криві другого порядку, або у вертикальній площині може бути використана офсетна частина сфери або параболи. При цьому поверхню відбивача може бути виконано у вигляді тіла обертання, що являє собою в поперечному перетині два еліпси, сполучені таким чином, що кожен з еліпсів одним фокусом збігається з віссю тіла обертання, при цьому в іншому фокусі еліпса встановлюється розподілена система активних або пасивних елементів. Зазначений технічний результат може досягатися також за рахунок того, що в розподіленій системі активні елементи можуть бути різної потужності. При цьому як активні або пасивні елементи можуть бути використані безперервні випромінювачі або приймачі. Крім того, пристрій може бути додатково забезпечено, принаймні, одним відбивачем і, принаймні, одним джерелом випромінювання або приймачем; джерело випромінювання або приймач можуть бути виконані з можливістю обертання; відбивач і джерело випромінювання або приймач можуть бути виконані з можливістю одночасного обертання. Як правило, відбивач або антена виконуються у вигляді ділянки зрізаної сферичної поверхні, або складної поверхні, що являє собою циліндричну поверхню в одній площині і параболічну або еліптичну поверхню в іншій площині. Для деяких пристроїв можливе використання відбивача у вигляді циліндра. Для забезпечення необхідної діаграми спрямованості в одній з площин може бути також використано інший профіль. Як джерела випромінювання або приймачі використовується практично безперервна лінійка активних або пасивних елементів (світлодіодів у видимому, УФ та ІЧ діапазонах, твердотільних НВЧ елементів, джерел ІЧ випромінювання, ультразвукового випромінювання, мікрофонів тощо). Для забезпечення одночасної роботи в широкій діаграмі спрямованості в НВЧ діапазоні 1 UA 113055 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 може використовуватися безперервна лінійка з одним прийомопередавачем або приймачем. В ІЧ діапазоні замість лінійки може бути встановлено безперервне джерело ІЧ випромінювання. Оскільки активні або пасивні елементи мають деякі геометричні розміри, їх розташовують на розрахунковій відстані, трохи ближчій до антени або відбивача, ніж половина радіуса сфери або циліндра і в фокусі параболи або еліпса, для створення ефективної апертури антени для кожного елемента. Винахід ілюструється кресленнями, де: на Фіг. 1 зображено загальний вигляд пристрою; на Фіг. 2 - загальний вигляд пристрою з відбивачем або антеною, виконаним у вигляді зрізаної сферичної поверхні, та з джерелами випромінювання або приймачами у вигляді лінійки елементів; на Фіг. 3 - загальний вигляд пристрою з використанням офсетної частини сфери або параболи; на Фіг. 4 - загальний вигляд пристрою, що складається з трьох антен всеспрямованого приймача, або всеспрямованого пристрою прийому-передачі інформації, або пристрою з круговою діаграмою спрямованості; на Фіг. 5 - загальний вигляд пристрою з вертикальною циліндричною антеною, що обертається, і активною фазованою антенною лінійкою; на Фіг. 6 - загальний вигляд пристрою з нерухомою вертикальною циліндричною антеною і трьома активними фазованими антенними лінійками, що обертаються; на Фіг. 7 - розрахунок фокусної відстані увігнутої сферичної або циліндричної антени. Пристрій функціонує наступним чином. На відстані від відбивача або антени 1, що становить 0,3-0,5 радіуса кривизни поверхні антени, встановлюється практично безперервна лінійка відповідно активних або пасивних елементів, розташованих на мінімальній відстані один від одного, кожен з яких незалежно випромінює на частину або поглинає від частини сфери або циліндра 1. Кількість активних або пасивних елементів може бути досить значною. Тоді досить велика частина сферичної або циліндричної антени буде використана стільки ж разів, скільки є таких елементів. При використанні пристрою для концентрації рентгенівського, УФ, видимого, ІЧ, НВЧ, УКХ, КХ, ультразвукового або звукового випромінювання доцільно використовувати антени у вигляді зрізаної частини сферичної поверхні, або циліндра в одній площині та параболи чи еліпса в іншій площині, або звичайних циліндрів радіусом від 20 мм до декількох сотень метрів. Сектор антени в обох площинах може бути від 20 до 360. Як лінійка можуть бути використані активні або пасивні елементи у звуковому, ультразвуковому, КХ, УКХ, НВЧ, ІЧ, видимому, УФ або рентгенівському діапазонах. Замість лінійки окремих елементів може бути також використано один безперервний елемент, підключений до одного активного або пасивного випромінювача або приймача в будь-якому діапазоні. При деяких розмірах відбивача або антени замість одиночної лінійки можуть бути використані кілька лінійок, що складаються з окремих елементів, або декілька безперервних лінійних елементів, або інша їх конфігурація. Для забезпечення необхідної діаграми спрямованості в горизонтальній площині можуть бути використані елементи різної потужності, а для забезпечення необхідної діаграми спрямованості в одній із площин може бути використано інший профіль, який буде чимось середнім між сферою, параболою або еліпсом і прямою лінією у випадку циліндра. На Фіг. 7 наведено малюнок, що пояснює розрахунок фокусної відстані FP увігнутої сферичної або циліндричної антени радіусом R для променю, що падає на антену паралельно головній оптичній осі на відстані а від неї. Геометрична конфігурація задачі ясна з малюнка. У рівнобедреному трикутнику AOF легко виразити бічну сторону OF через основу ОА = R і кут при ньому : З прямокутного трикутника ОВА знаходимо: Тоді 2 UA 113055 C2 Фокусна відстань від точки F до полюса Р: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Це рівняння є рівнянням фокальної зони циліндричної або сферичної антени. Чим більше відстань від головної оптичної осі до паралельного променя а, тим далі зміщується фокус в бік антени. У разі якщо активний чи пасивний елемент має певні геометричні розміри, його може бути встановлено ближче до антени на розрахункову відстань від половини радіуса залежно від величини радіусу і геометричних розмірів елемента. Наведені формули дійсні для однієї головної оптичної осі. Оскільки мова йде про циліндр або сферу, то головних оптичних осей з центру циліндра або сфери на поверхню в межах кутової апертури антени може бути безліч. Таким чином, випромінювання або прийом від кожного окремого активного або пасивного елемента з лінійки на свою ділянку сферичної або циліндричної антени, що має свою головну оптичну вісь, дозволяє сформувати віялову широку діаграму спрямованості в одній з площин, в якій кожен елемент працює в своєму секторі незалежно від іншого на ділянку відбивача або антени, рівну приблизно радіусу сфери або циліндра. Наприклад, за аналогією з традиційними радарами з одним НВЧ випромінювачем і однією антеною, пристрій, що заявляється, при радіусі циліндра 250 мм, його висоті 250 мм і частоті 9 GHz дозволяє встановити близько 20 випромінювачів розміром 14 мм, кожен з яких працюватиме на частину сфери або циліндра розміром приблизно 250 × 250 мм. Таким чином, антена розміром 250 × 250 мм використовуватиметься, як мінімум, 20 разів. Якщо ми поставимо окремо 20 антен розміром 250 × 250 мм з окремим елементом в її фокусі з діаграмою спрямованості кожної близько 8° у горизонтальній площині, то освітленим виявляється загальний сектор 120 градусів з деяким перекриттям. Тоді сумарний розмір антени буде 5 × 0.25 м, а антена пристрою буде розміром лише 0.5 × 0.25 м, що в 10 разів компактніше, при виконанні приблизно тих же характеристик. Така конструкція у видимому, УФ та ІЧ діапазоні, при використанні світлодіодів, може ефективно застосовуватися для прожекторів, світильників вуличного освітлення, промислових і побутових світильників, світильників для вирощування рослин та інших освітлювальних пристроїв, що призначені для рівномірного освітлення або нагрівання великих площ при використанні відбивача у вигляді циліндричної поверхні (апертура освітлення аж до 120х120), або для концентрованого освітлення в секторі до 120 в горизонтальній площині і досить вузької діаграми спрямованості у вертикальній площині (наприклад, для систем контролю, пошукових прожекторів, фар ближнього світла автомобілів, морських і річкових буїв і маяків у видимому діапазоні, для пристроїв знезараження води, повітря, насіння і в соляріях в УФ діапазоні і для систем нагрівання води, опалення і підсвічування в ІЧ діапазоні, для систем змішування, очищення, прання та обробки рідин в ультразвуковому діапазоні), при використанні відбивача у вигляді зрізаної частини сферичної поверхні, або циліндричної поверхні в одній площині і параболічної або еліптичної в іншій площині. Використання такої конструкції в УФ діапазоні дозволяє направити концентроване рівномірне випромінювання на об'єкт (людину, проточну воду, потік повітря, насіння тощо) з трьох або чотирьох сторін, використовуючи замість потужних, неекономічних і ненадійних УФ ламп концентроване випромінювання розподілених лінійок економічних і довговічних світлодіодів в УФ діапазоні. Таку ж конструкцію з розподіленим безперервним джерелом ІЧ випромінювання замість лінійки можна використовувати для нагріву проточної води в ІЧ діапазоні. Замість декількох антен можна використовувати одну кругову антену у вигляді повної або зрізаної сфери, або у вигляді звичайного циліндра, або у вигляді циліндра в одній площині та параболи чи еліпса в іншій площині. Тоді лінійка випромінювачів, або безперервний випромінювач будуть також круговим на 360. У разі використання параболи лінійка встановлюватиметься трохи ближче, ніж половина радіусу циліндра і в фокусі параболи, а в разі використання еліпса в одному з фокусів еліпса, другий його фокус розташовуватиметься в центрі циліндра. При цьому в центральній частині такої конструкції, де об'єкт, що обробляється, може бути отримана висока концентрація УФ, ІЧ випромінювання, або випромінювання в будьяких інших діапазонах. Для ще більшого збільшення концентрації випромінювання при збереженні компактних розмірів можна використовувати три зазначені кругові антени з трьома лінійками елементів, 3 UA 113055 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 розташувавши їх по координатних осях у всіх трьох площинах. Тоді загальна фокальна зона складатиметься з трьох фокальних зон, що перетинаються в трьох площинах. Пристрій з однією антеною і безперервним джерелом ІЧ випромінювання замість лінійки може бути використано для систем опалення, а при використанні лінійки ІЧ діодів потрібної довжини хвилі для інфрачервоного підсвічування в широкому секторі до 120. При установці у зазначену антену лінійки з фоточутливих елементів в ІЧ, УФ або рентгенівському діапазоні можна отримати компактний прилад нічного бачення, що одночасно працює в широкому секторі в горизонтальній площині аж до 120. У звуковому діапазоні при установці у фокальну зону лінійки з чутливих мікрофонів, можна отримати звуковий датчик далекої дії, який працюватиме в широкому горизонтальному секторі до 120 з визначенням достатньо точного напрямку на джерело звуку, при обробці окремо кожного каналу. В ультразвуковому діапазоні з використанням в фокальній зоні лінійки з вібраторів, концентроване випромінювання можна використовувати в системах приготування однорідних сумішей, очищення, прання, обробки рідин, пристроях відлякування тварин і комах тощо. При використанні такої технології в світильниках для вирощування рослин можна встановити три лінійки світлодіодів, дві лінійки червоні і одну лінійку синю. Це дозволить отримати змішане світло, що буде найефективнішим для росту рослин. Використання даного пристрою для фар ближнього світла автомобілів надає можливість водію бачити не лише вперед, що дозволяє класична однолампова система з відбивачем, яка використовується у більшості сучасних автомобілів, але і надає можливість освітлення по боках у секторі аж до 120. При цьому підбором потужності світлодіодів у лінійці можна сформувати потрібну діаграму спрямованості у горизонтальній площині, встановивши найпотужніші світлодіоди для освітлення вперед, менш потужні для освітлення праворуч і зовсім малої потужності для освітлення ліворуч (при правосторонньому русі). Використання вищеописаної технології може істотно підвищити безпеку руху автомобілів у темряві. Така ж конструкція може бути використана для радарних систем, що встановлюватимуться на автомобілях або на будьяких інших динамічних об'єктах для автоматизації контролю за безпекою руху. У цьому випадку також може бути сформована потрібна діаграма спрямованості радара шляхом підбору потужності твердотільних НВЧ елементів. У разі використання цієї конструкції в морських і річкових буях і маяках можна використовувати три відбивача для забезпечення кругової діаграми в горизонтальній площині і досить вузької діаграми у вертикальній площині. Враховуючи, що світловіддача такої конструкції буде вищою, ніж використання просто світлодіодів, загальна необхідна потужність буде нижчою, що дуже важливо, оскільки більшість буїв і маяків повністю автономні. У разі використання даної конструкції в радарних системах дуже важливою перевагою є те, що радар буде безупинно випромінювати в межах діаграми шириною аж до 120. Це дає можливість "світити" на ціль у межах діаграми постійно, що, в свою чергу, дає можливість здійснювати глибоку обробку доплеровської складової відбитого від цілі сигналу і мати тривале накопичення інформації. У разі використання обертових або скануючих радарів з вузькою діаграмою спрямованості і, особливо, радарів з олівцевою діаграмою, таких як фазовані решітки, час знаходження променя радара на цілі досить обмежений і не завжди є можливість мати достатньо часу для накопичення інформації і обробки доплеровської складової сигналу. Пристрій радіолокатора описаної конструкції буде досить ефективним у разі необхідності виявлення рухомих, і особливо повільно рухомих цілей. При цьому буде достатньо часу для глибокої обробки доплеровської складової сигналу від цілі, наприклад, для визначення характерних особливостей (відмінність за ходою чоловіка від жінки тощо). При вузькому швидко скануючому промені така глибока обробка неможлива. Енергопотенціал радара вищеописаної конструкції може бути порівняним зі скануючим радаром такої ж загальної потужності, оскільки час опромінення цілі прямо пропорційний потужності випромінювання, а ефективна сумарна площа антенної системи більше. У радарних системах можливе використання офсетної частини параболи або сфери, для того, щоб винести випромінювачі з розкриву антени. Існуючі антени базових станцій стільникового зв'язку мають досить великий розмір по вертикалі і малий розмір по горизонталі. Це пов'язано з тим, що необхідно забезпечити широку діаграму спрямованості в горизонтальній площині, близько 120, а у вертикальній навпаки досить вузьку діаграму близько 10. Однак при цьому коефіцієнт посилення антени досить низький, близько 30. У разі використання на базових станціях стільникового зв'язку пристрою, що складається з трьох антен - у вигляді зрізаної частини сферичної поверхні, або циліндричних у горизонтальній і параболічних у вертикальній площині 1 з безперервною лінійкою 2, при забезпеченні кругового огляду буде у багато разів більший коефіцієнт 4 UA 113055 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 підсилення антени, аж до 350. Це, в свою чергу, суттєво збільшить дальність зв'язку як на передачу, так і на прийом. При цьому розмір антени може бути приблизно 1 × 2 метри для сектора 120. Тоді антена матиме загальну діаграму 120 × 10, як і існуючі антени, однак, активна апертура антени для кожного напрямку буде становити приблизно 1 × 1 метр і мати діаграму приблизно 10 × 10 градусів. Збільшення дальності зв'язку може зменшити необхідну кількість базових станцій, що зменшить вартість розгортання стільникових мереж. Пристрій, що заявляється, може використовуватися для прийому сигналів супутникового телебачення і для супутникового зв'язку, де не буде необхідності точно позиціонувати антену на супутник. Можна запропонувати супутникову антену з діаграмою спрямованості аж до 120 × 120 з антеною у вигляді циліндра. У цьому випадку відпадає взагалі або різко спрощується необхідність використання гіростабілізації антени на динамічних об'єктах, що досить дорого. Використання такої антени на низьколітаючих супутниках зв'язку або Інтернету також може бути досить ефективним. А використання трьох таких антен від одного приймача, або прийомопередавача з безперервною прийомною або приймопередавальною лінійкою повністю забезпечать всебічний прийом супутникового телебачення і всебічний супутниковий зв'язок, включаючи супутниковий Інтернет, незалежно від супутника, змінюючи лише частоту прийому. Такий пристрій, установлений на стаціонарному або динамічному об'єкті, буде особливо ефективним при використанні супутникового Інтернету з низьколітаючих супутників, що швидко пересуваються, напрямок на які весь час змінюється. Подібний пристрій може також використовуватися для стаціонарних і динамічних об'єктів у наземних широкосмугових системах зв'язку, таких як Wi-Max, у наземному цифровому телемовленні та інших системах. При масовому виробництві такі антенні пристрої, навіть ті, що складаються з трьох антен, будуть досить недорогими. Ще одне застосування конструкції для радіолокації - це застосування пристрою у формі звичайного циліндра у вертикальній площині 1 і установка на відстані 0,3-0,5 його радіусу активної фазованої антенної лінійки (АФАЛ) 2, що складається з окремих твердотільних прийомопередавальних НВЧ модулів (ППМ), встановлених на відстані близько половини довжини хвилі один від одного. Тоді у вертикальній площині буде забезпечено електронне сканування діаграми спрямованості керування фазами ППМ, а в горизонтальній площині всю цю систему можна обертати. У цьому випадку буде трикоординатний радар. Ще більш цікавим рішенням може бути, коли така система має нерухомий циліндр 1, а АФАЛ 2 рухається за траєкторію, що перевищує половину його радіусу. Якщо циліндр має геометрію, що забезпечує опромінення 120 градусів в горизонтальній площині, то на окружності обертання можна встановити три АФАЛ 2 під кутом 120, і рівномірно обертаючи таку систему в одну сторону, ми матимемо безперервний огляд простору в секторі 120. Така конструкція має особливі переваги для радарів дециметрового (довжина хвилі 30 см і більше) і, особливо, метрового діапазону. Для створення активних фазованих антенних решіток (АФАР) в цих діапазонах для забезпечення хорошої роздільної здатності і для одержання хорошого коефіцієнта посилення антени потрібна велика кількість ППМ, виникають проблеми високої вартості, охолодження тощо. У разі використання вищеописаної конструкції досить дешевими засобами буде досягнуто великого коефіцієнта підсилення антени та її хорошу роздільну здатність при невеликій кількості ППМ. При цьому спеціальних засобів охолодження не потрібно, навіть у разі використання в кілька разів більшої потужності ППМ, ніж у АФАР. При шпаруватості 5 ППМ працюватиме лише 7 % часу, оскільки одна з 3 АФАР є активною тільки третину часу, а решту часу (240) - пасивною. Наприклад, якщо довжина хвилі становить 30 см, то для забезпечення роздільної здатності 2х2 в один АФАЛ треба встановити 64 ППМ, а у три - 192 відповідно. При цьому ми забезпечимо олівцеву діаграму 2х2, що обертається в горизонтальній площині і має електронне сканування фазами у вертикальній площині. Тоді радіус циліндричної вертикальної антени буде близько 10 м, висота близько 15 м, висота АФАЛ 10 м, радіус обертання АФАЛ трохи більше 5 м. Для того, щоб отримати таку роздільну здатність і коефіцієнт посилення антени, треба побудувати АФАР з 3500 ППМ. За необхідності досягти роздільної здатності 1х1 необхідно на довжині 20 м встановити 128 ППМ в 1 АФАЛ (загалом на 3 АФАЛ 384 ППМ), зробити радіус циліндричної антени 20 м, її висоту 30 м і радіус обертання АФАЛ більше 10 м. Для створення подібної АФАР треба буде використовувати вже близько 14 тисяч ППМ, що матеріаломістко і, як наслідок, неефективно. Пристрій, що заявляється, буде поступатися АФАР за сумарною піковою потужністю, однак, відомо, що збільшення коефіцієнта підсилення антени впливає на загальний енергопотенціал радара в квадрат ефективніше, ніж збільшення потужності. 5 UA 113055 C2 5 10 15 У метровому діапазоні радіус циліндра може бути до 100 м. Антени в такому діапазоні конструктивно можуть бути також виконані у вигляді сітки. Конструкція, на яку встановлюються три АФАЛ, може обертатися по прокладених по колу рейках. Винахід може використовуватися в різних пристроях у видимому діапазоні, типу прожекторів, фар, світильників вуличного освітлення, побутових світильників, світильників для вирощування рослин, в УФ діапазоні для знезараження води і насіння, в соляріях, в ІЧ діапазоні для систем опалення, сушіння, нагріву води і системах інфрачервоного підсвічування, в НВЧ і УКХ діапазоні в радарних, зв'язкових технологіях, зокрема, для супутникового телебачення та Інтернету, в базових станціях систем стільникового зв'язку, для використання в наземних широкосмугових системах зв'язку типу Wi-Max, наземному цифровому телемовленні, в УФ, ІЧ та рентгенівському діапазоні в приладах нічного бачення, у звуковому діапазоні для звукових датчиків дальньої дії, в ультразвуковому діапазоні для систем приготування однорідних сумішей, очищення, прання, обробки рідин, пристроях відлякування тварин і комах і багатьох інших пристроях у будь-яких діапазонах електромагнітних, ультразвукових і звукових хвиль. Винахід дозволяє при компактних розмірах пристрою використовувати його для випромінювання в широкому секторі аж до 120 як по вертикалі, так і по горизонталі, з досить великим коефіцієнтом підсилення антени в кожному напрямку. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 35 40 1. Універсальний пристрій для концентрації енергії, який відрізняється тим, що містить відбивач, виконаний у вигляді принаймні частини поверхні тіла обертання, джерело випромінювання або приймач, виконаний у вигляді розподіленої системи, відповідно, активних або пасивних елементів, розташованих на однаковій відстані від відбивача, що становить 0,30,5 радіуса його кривизни. 2. Універсальний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що відбивач виконано у вигляді циліндричної поверхні або її сегмента. 3. Універсальний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що відбивач виконано у вигляді сферичної поверхні або її зрізаного сегмента. 4. Універсальний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що переріз відбивача в одній, першій площині є дугою окружності, а в площинах, перпендикулярних першій площини - кривими другого порядку. 5. Універсальний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що у вертикальній площині використовується офсетна частина сфери або параболи. 6. Універсальний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що поверхню відбивача виконано у вигляді тіла обертання, що являє собою в поперечному перерізі два еліпси, сполучені таким чином, що кожен з еліпсів одним фокусом збігається з віссю тіла обертання, при цьому в іншому фокусі еліпса встановлюється розподілена система активних або пасивних елементів. 7. Універсальний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що в розподіленій системі активні елементи виконані з різною потужністю. 8. Універсальний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що як активні або пасивні елементи використані безперервні випромінювачі або приймачі. 9. Універсальний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що джерело випромінювання або приймач виконані з можливістю обертання. 6 UA 113055 C2 7 UA 113055 C2 8 UA 113055 C2 9 UA 113055 C2 10 UA 113055 C2 Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 11