Всенаправленный приёмник-преобразователь лазерного излучения (2 варианта)

Всенаправленный приёмник-преобразователь лазерного излучения (2 варианта)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области создания приемников-преобразователей на основе полупроводниковых фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) для преобразования электромагнитной энергии лазерного излучения высокой плотности и лазерных локационных систем для наведения с высокой точностью лазерного канала передачи энергии на приемник-преобразователь. В частности, может быть использовано в космической технике в области эксплуатации беспроводных систем дистанционной передачи энергии для электропитания космических аппаратов (КА) [В.И. Кишко, В.Ф. Матюхин. Принципы построения адаптивных ретрансляторов для стратосферных систем передачи энергии // Автометрия. 2012.. Т. 48, №2. с. 59-66.].

Известны конструкции космических приемников-преобразователей электромагнитного излучения, а именно солнечных батарей (СБ), выполненных в виде пространственных форм на основе цилиндров, многогранников и их комбинаций, лопастей, пространственно расположенных относительно корпуса КА [Г. Раушенбах. Справочник по проектированию солнечных батарей. М.: Энергоатомиздат, 1983, с. 79]. Независимо от разнообразия геометрических форм их объединяет то, что в процессе работы после раскрытия всех элементов конструкции, форма СБ фиксируется и сохраняется неизменной в течение всего времени работы на орбите. Однако, токосъем с таких СБ изменяется в зависимости от угла падения солнечных лучей, а значит и освещенности отдельных фрагментов, взаимного затенения частей конструкции и корпуса КА.

В изобретении [Солнечная батарея для ИСЗ с одноосной ориентацией на Землю и способ ее эксплуатации. Заявка на изобретение №94028971/11, 02.08.1994. Дата публикации заявки: 27.06.1996.] предлагается конструкция приемника-преобразователя - солнечной батареи для КА, функционирующего на околокруговых орбитах с одноосной ориентацией на центр Земли. Предлагаемая СБ выполнена в виде плоских панелей, размещенных симметрично относительно указанной оси, и снабженной устройством для изменения угла между плоскостью панелей и осью ориентации в зависимости от положения КА на орбите. Изобретение повышает эффективность использования СБ по интегральному токосъему, в сравнении с батареей фиксированной формы. Однако, переход КА с теневой орбиты на солнечную и обратно или движение КА по орбите с теневым участком требует постоянного изменения геометрии СБ, так называемых перекладок панелей, число которых может составлять 5-6 тысяч в год. Для таких СБ требуется постоянная работа системы ориентации и стабилизации КА, что ограничивает область использования КА, в частности технологических КА для производства материалов в космосе, к которым предъявляются повышенные требования к микрогравитационной обстановке на борту, т.е. менее 10^-6 g₀ [В.С. Авдуевский, Г.Р. Успенский. Космическая индустрия. Москва. Машиностроение, 1989 г., с. 113], где ускорение свободного падения g₀=9,81 м/с². Однако, повороты СБ и работа системы ориентации и стабилизации создают в конструкции КА вибрации и микроперегрузки превышающие 5⋅10^-4 g₀ [В.С. Авдуевский, Г.Р. Успенский. Космическая индустрия. Москва. Машиностроение, 1989 г., с. 115-116], что недопустимо для подобных КА.

Кроме того, вышеприведенные конструкции приемников-преобразователей имеют общий недостаток, связанный с неполным использованием падающего на ФЭП потока солнечного излучения для создания фототока через p-n-переход. Это связано с тем, что солнечный свет не является монохроматическим, а содержит электромагнитные волны различных частот. А поскольку свойства полупроводниковых материалов ФЭП зависят от длины волны падающего излучения (например, абсолютный показатель преломления, коэффициент отражения, показатель поглощения и т.д.), то технологически сложно создать солнечный элемент (СЭ) работающий в оптимальном режиме для широкого спектра длин волн характерных солнечному излучению. Особенно это касается производства современных высокоэффективных СЭ, представляющих собой чрезвычайно низкодефектные сложноорганизованные структуры из микронных, субмикронных и наноразмерных слоев. Использование лазера для передачи энергии монохроматического излучения позволит поднять КПД приемников-преобразователей энергии, упростить технологию производства фотоэлементов (ФЭ), в сравнении с обычными СЭ, где характерны спектральные потери энергии. При этом можно значительно снизить разогрев панелей ФЭП, обусловленный спектральными потерями. Кроме того, использование лазерного излучения с высокой плотностью потока энергии, не опасаясь перегрева панелей ФЭП, позволяет снизить стоимость панелей и улучшить их массогабаритные показатели.

В качестве прототипа принята наиболее близкая по назначению и принципам преобразования энергии конструкция всенаправленного приемника-преобразователя лазерного излучения, приведенная в [Космический приемник-преобразователь лазерного излучения. Патент на изобретение №2566370, МПК: G01J 5/58 (2006.01). Опубликовано 27.10.2015].

Космический приемник-преобразователь лазерного излучения, включающий приемную плоскость, выполненную в виде круговой панели, на внешней стороне которой установлены фотоэлектрические преобразователи на основе полупроводниковых фотоэлементов, использующих внутренний фотоэффект для непосредственного преобразования энергии электромагнитного излучения лазера, направленного на геометрический центр круговой панели, в электрическую энергию, где дополнительно введены две перпендикулярные круговые панели взаимно перпендикулярные с первой круговой панелью. Точка пересечения трех круговых панелей совпадает с их геометрическими центрами, все три круговые панели выполнены радиусом R и толщиной h<<R, в результате пересечения круговых панелей каждая круговая панель делится на четыре сектора, где каждый сектор круговой панели выполнен в виде сотовой конструкции из материала с высокой теплопроводностью и состоит из двух обкладок с сотовым заполнителем между ними. На внешней поверхности каждой обкладки через электроизолирующий слой установлены упомянутые фотоэлементы с внутренним фотоэффектом, с лицевыми и тыльными контактами, коммутируемые в последовательно-параллельные цепи. Тыльные контакты, непосредственно контактирующие через электроизолирующий слой с обкладкой, охлаждаются двумя группами тепловых труб - радиальными и в форме дуги, взаимно перпендикулярными в точках соприкосновения и установленными внутри сотовой конструкции секторов круговых панелей. При этом сечение корпуса каждой тепловой трубы является прямоугольником со сторонами а_TT и b_TT, где а_ТТ<b_TT, боковые грани корпуса тепловой трубы со сторонами b_TT через теплопроводный слой соединены с внутренними поверхностями обкладок сектора круговой панели. Причем в первой группе радиальные тепловые трубы выполнены прямолинейными, а корпус радиальной прямолинейной тепловой трубы с одного конца установлен в соответствующий радиальный канал, выполненный в теплопроводящем шарообразном центральном переходнике с радиусом r_Ш<<R и геометрическим центром, совпадающим с точкой пересечения срединных плоскостей трех круговых панелей. Во второй группе тепловые трубы выполнены в форме дуги и установлены или между радиальными тепловыми трубами - дугообразные тепловые трубы - со средним радиусом кривизны ρ_Д дуги, отвечающим соотношению (r_Ш+b_TT)<ρ_Д<(R-b_TT) и образованным отрезком нормали между средней линией тепловой трубы и геометрическим центром круговой панели, или на периферии сектора - периферийная дугообразная тепловая труба - со средним радиусом кривизны ρ_П дуги, отвечающим соотношению ρ_Д<ρ_П<(R-b_ТТ/2) и образованным отрезком нормали между средней линией тепловой трубы и геометрическим центром круговой панели. Причем периферийная дугообразная тепловая труба каждого сектора конструктивно объединена с периферийными дугообразными тепловыми трубами, с тем же средним радиусом кривизны ρ_П дуги, соседних, примыкающих к нему, трех секторов через теплопроводящий крестообразный переходник с каналом внутри каждого луча крестообразного переходника, в который входит часть корпуса периферийной дугообразной тепловой трубы длиной δ<<π⋅ρ_П/2 соответствующего сектора. Причем на участках соприкосновения корпусов радиальных прямолинейных тепловых труб с дугообразными тепловыми трубами или периферийными дугообразными тепловыми трубами, а также на участках сочленения радиальных прямолинейных тепловых труб с теплопроводящим центральным переходником с геометрическим центром, совпадающем с точкой пересечения трех круговых панелей и периферийных дугообразных тепловых труб с крестообразными переходниками, выполнены тепловые связи.

Благодаря такой конструкции часть электромагнитной энергии лазерного пучка не преобразованной в электроэнергию в приемнике-преобразователе, в виде тепловой энергии, равномерно распределяется по поверхности трех круговых панелей и сбрасывается излучением в космос. Кроме того, в данной конфигурации выходная мощность приемника-преобразователя практически не зависит от угла падения на него лазерного пучка, что делает приемник-преобразователь фактически всенаправленным.

Недостатком данного приемника-преобразователя является его достаточно сложный поиск, слежение и наведение (ПСН) на него лазерного пучка. Для таких приемников-преобразователей требуется постоянная работа системы ПСН космического аппарата, что ограничивает область использования КА, в частности технологических КА для производства материалов в космосе, к которым предъявляются повышенные требования к микрогравитационной обстановке на борту, т.е. менее 10^-6 g₀ [В.С. Авдуевский, Г.Р. Успенский. Космическая индустрия. Москва. Машиностроение, 1989 г., с. 113].

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей конструкции всенаправленного приемника-преобразователя, способствующих решению вопросов поиска, слежения и наведения лазерного излучения.

Техническим результатом изобретения является:

1) расширение функциональных возможностей всенаправленного приемника-преобразователя за счет:

- применения в конструкции приемника-преобразователя пассивного маркера выполненного в виде всенаправленного отражателя для лазерной локации всенаправленного приемника-преобразователя;

- совмещения функций в одном лазерном пучке используемом и в системе беспроводной передачи энергии между космическими аппаратами и в качестве зондирующего пучка лазерной локационной системы (ЛЛС);

- совмещения функций конструкции всенаправленного отражателя, кроме функции пассивного маркера системы поиска, слежения и наведения (ПСН), так же функций силовой конструкции и тепловой, что позволяет выполнить конструктивную и тепловую увязку всех сотовых секторов круговых панелей все направленно приемника-преобразователя в единую тепловую сеть;

2) использование ЛЛС, обладающей лучшими точностными и массогабаритными характеристиками, в сочетании с всенаправленным уголковым отражателем позволяет уменьшить энергетику подсветки и таким образом улучшить характеристики системы ПСН при подсветке зондирующим пучком ЛЛС.

Технический результат достигается тем, что всенаправленный приемник-преобразователь лазерного излучения (по варианту 1) включает приемную плоскость, выполненную в виде трех круговых панелей, взаимно пересекающихся между собой перпендикулярно и симметрично, на внешней стороне каждой из которых установлены фотоэлектрические преобразователи на основе полупроводниковых фотоэлементов, использующих внутренний фотоэффект для непосредственного преобразования энергии электромагнитного излучения кругового лазерного пучка, ось которого направлена на геометрический центр круговых панелей, в электрическую энергию, все три круговые панели выполнены радиусом R и толщиной h<<R, в результате пересечения круговых панелей каждая из них делится на четыре сектора, при этом каждый сектор круговой панели выполнен в виде сотовой конструкции из материала с высокой теплопроводностью и состоит из двух обкладок с сотовым заполнителем между ними, на внешней поверхности каждой обкладки через электроизолирующий слой установлены упомянутые фотоэлементы с внутренним фотоэффектом, с лицевыми и тыльными контактами, коммутируемые в последовательно-параллельные цепи, причем тыльные контакты, непосредственно контактирующие через электроизолирующий слой с обкладкой, охлаждаются двумя группами тепловых труб - радиальными и дугообразными, взаимно перпендикулярными в точках соприкосновения и установленными внутри сотовой конструкции секторов круговых панелей, при этом сечение корпуса каждой тепловой трубы является прямоугольником со сторонами а_ТТ и b_ТТ, где а_TT≤b_ТТ, боковые грани корпуса тепловой трубы со сторонами b_ТТ через теплопроводный слой соединены с внутренними поверхностями обкладок сектора круговой панели, причем корпус радиальной тепловой трубы с одного конца установлен в соответствующий радиальный канал, выполненный в теплопроводящем центральном переходнике с геометрическим центром, совпадающим с точкой пересечения срединных плоскостей трех круговых панелей, во второй группе тепловые трубы выполнены в форме дуги и установлены или между радиальными тепловыми трубами - дугообразные тепловые трубы - со средним радиусом кривизны ρ_Д дуги, отвечающим соотношению ρ_Д<(R-b_ТТ) и образованным отрезком нормали между средней линией тепловой трубы и геометрическим центром круговой панели, или на периферии сектора - периферийная дугообразная тепловая труба - со средним радиусом кривизны ρ_П дуги, отвечающим соотношению ρ_Д<ρ_П<(R-b_ТТ/2) и образованным отрезком нормали между средней линией тепловой трубы и геометрическим центром круговой панели, причем периферийная дугообразная тепловая труба каждого сектора конструктивно объединена с периферийными дугообразными тепловыми трубами, с тем же средним радиусом кривизны ρ_П дуги, соседних, примыкающих к нему, трех секторов через теплопроводящий крестообразный переходник с каналом внутри каждого луча крестообразного переходника, в который входит часть корпуса периферийной дугообразной тепловой трубы длиной Δ<<π⋅ρ_П/2 соответствующего сектора, причем на участках соприкосновения корпусов радиальных тепловых труб с дугообразными тепловыми трубами или периферийными дугообразными тепловыми трубами, а также на участках сочленения радиальных тепловых труб с центральным переходником и периферийных дугообразных тепловых труб с крестообразными переходниками, выполнены тепловые связи, при этом центральный переходник выполнен в виде всенаправленного отражателя, включающего восемь уголковых отражателей сплошных или/и полых, каждый из которых установлен в зоне трехгранного угла, образованного в результате перпендикулярного взаимно симметричного пересечения по одной из диагоналей каждой из трех квадратных теплопроводящих пластин, причем каждая площадью s_П<<S и толщиной h₁=h, где S - площадь одной круговой панели, при этом точки пересечения срединных плоскостей круговых панелей и квадратных теплопроводящих пластин совпадают, а плоскости квадратных теплопроводящих пластин, выполненные совпадающими с внешними поверхностями обкладок секторов круговых панелей, образуют восемь зон из восьми трехгранных углов, каждый из которых образует правильную треугольную пирамиду с тремя перпендикулярными боковыми гранями, одновременно являющимися гранями трехгранного угла, и основанием в виде равностороннего треугольника, при этом корпус каждой радиальной тепловой трубы длиной L_PTT≈ρ_П с одного конца установлен и зафиксирован в радиальном канале длиной Δ_ЦП<<L_PTT, выполненном в соответствующей квадратной теплопроводящей пластине центрального переходника.

Всенаправленный отражатель выполнен из полых уголковых отражателей, боковые грани которых являются отражающими и выполнены зеркальными.

Центральный переходник выполнен из алюминия, меди, серебра или сплавов на их основе.

Всенаправленный отражатель выполнен из сплошных уголковых отражателей, каждый из которых установлен в зоне трехгранного угла и выполнен из оптического материала в виде правильной треугольной пирамиды, где боковые грани являются отражающими и расположенными параллельно соответствующим граням трехгранного угла, а основание является входной гранью сплошного уголкового отражателя.

Между отражающими гранями сплошного уголкового отражателя и соответствующим им граням трехгранного угла выполнен не герметичный зазор величиной δ>λ_ом, где λ_ом - длина волны лазерного излучения в оптическом материале.

Отражающие грани сплошного уголкового отражателя выполнены металлизированными с зеркальным отражением.

На поверхность входной грани сплошного уголкового отражателя нанесено антиотражающее покрытие.

Тот же технический результат достигается тем, что всенаправленный приемник-преобразователь лазерного излучения (по варианту 2) включает приемную плоскость, выполненную в виде трех круговых панелей, взаимно пересекающихся между собой перпендикулярно и симметрично, на внешней стороне каждой из которых установлены фотоэлектрические преобразователи на основе полупроводниковых фотоэлементов, использующих внутренний фотоэффект для непосредственного преобразования энергии электромагнитного излучения кругового лазерного пучка, ось которого направлена на геометрический центр круговых панелей, в электрическую энергию, все три круговые панели выполнены радиусом R и толщиной h<<R, в результате пересечения круговых панелей каждая из них делится на четыре сектора, при этом каждый сектор круговой панели выполнен в виде сотовой конструкции из материала с высокой теплопроводностью и состоит из двух обкладок с сотовым заполнителем между ними, на внешней поверхности каждой обкладки через электроизолирующий слой установлены упомянутые фотоэлементы с внутренним фотоэффектом, с лицевыми и тыльными контактами, коммутируемые в последовательно-параллельные цепи, причем тыльные контакты, непосредственно контактирующие через электроизолирующий слой с обкладкой, охлаждаются двумя группами тепловых труб - радиальными и дугообразными, взаимно перпендикулярными в точках соприкосновения и установленными внутри сотовой конструкции секторов круговых панелей, при этом сечение корпуса каждой тепловой трубы является прямоугольником со сторонами а_ТТ и b_ТТ, где а_ТТ≤b_ТТ, боковые грани корпуса тепловой трубы со сторонами b_ТТ через теплопроводный слой соединены с внутренними поверхностями обкладок сектора круговой панели, причем корпус радиальной тепловой трубы с одного конца установлен в соответствующий радиальный канал, выполненный в теплопроводящем центральном переходнике с геометрическим центром, совпадающим с точкой пересечения срединных плоскостей трех круговых панелей, во второй группе тепловые трубы выполнены в форме дуги и установлены или между радиальными тепловыми трубами - дугообразные тепловые трубы - со средним радиусом кривизны ρ_Д дуги, отвечающим соотношению ρ_Д<(R-b_ТТ) и образованным отрезком нормали между средней линией тепловой трубы и геометрическим центром круговой панели, или на периферии сектора - периферийная дугообразная тепловая труба - со средним радиусом кривизны ρ_П дуги, отвечающим соотношению ρ_Д<ρ_П<(R-b_ТТ/2) и образованным отрезком нормали между средней линией тепловой трубы и геометрическим центром круговой панели, причем периферийная дугообразная тепловая труба каждого сектора конструктивно объединена с периферийными дугообразными тепловыми трубами, с тем же средним радиусом кривизны ρ_П дуги, соседних, примыкающих к нему, трех секторов через теплопроводящий крестообразный переходник с каналом внутри каждого луча крестообразного переходника, в который входит часть корпуса периферийной дугообразной тепловой трубы длиной Δ<<π⋅ρ_П/2 соответствующего сектора, причем на участках соприкосновения корпусов радиальных тепловых труб с дугообразными тепловыми трубами или периферийными дугообразными тепловыми трубами, а также на участках сочленения радиальных тепловых труб с центральным переходником и периферийных дугообразных тепловых труб с крестообразными переходниками, выполнены тепловые связи, при этом центральный переходник, выполнен в виде всенаправленного отражателя, включающего восемь трехгранных объемов, в зоне которых установлены сплошные или/и полые малые уголковые отражатели, причем трехгранные объемы образованы в результате перпендикулярного взаимно симметричного пересечения трех круглых теплопроводящих пластин каждая площадью s_П<<S, радиусом r и толщиной h₂=h, где S - площадь одной круговой панели, при этом точки пересечения срединных плоскостей круговых панелей и круглых теплопроводящих пластин совпадают, а круговые плоскости круглых теплопроводящих пластин, выполненные совпадающими с внешними поверхностями обкладок секторов круговых панелей, вписаны в сферическую поверхность радиусом r_СФ=(r²+h₂²/4)^1/2 и при их взаимном пересечении образуют восемь трехгранных объемов, ограниченных каждый тремя перпендикулярными гранями трехгранного угла и сферическим треугольником, образуемым при пересечении упомянутых граней со сферической поверхностью, причем в зоне каждого из трехгранных объемов установлены N малых уголковых отражателей, где N>1, в виде правильных треугольных пирамид с перпендикулярными боковыми гранями, являющимися отражающими гранями, и основанием в виде равностороннего треугольника, причем три вершины при основании каждой из правильных треугольных пирамид лежат на сферическом треугольнике, при этом корпус каждой радиальной тепловой трубы длиной L_PTT≈ρ_П с одного конца установлен и зафиксирован в радиальном канале длиной Δ_ЦП<<L_PTT, выполненном в соответствующей круглой теплопроводящей пластине центрального переходника.

Центральный переходник выполнен из алюминия, меди, серебра или сплавов на их основе.

Малые уголковые отражатели выполнены полыми с тонкостенными боковыми отражающими гранями, внутренняя поверхность которых выполнена зеркальной.

Трехгранный объем заполняют теплопроводным материалом, повторяющим конфигурацию трехгранного объема, за исключением объема занимаемого малыми уголковыми отражателями, и аналогичным материалу центрального переходника.

Перпендикулярные боковые отражающие грани, выполненные в теплопроводном материале и образующие полые малые уголковые отражатели, выполнены зеркальными.

Малые уголковые отражатели выполнены сплошными из оптического материала в виде правильных треугольных пирамид с тремя взаимно перпендикулярными боковыми отражающими гранями и основанием, являющимся входной гранью сплошных малых уголковых отражателей.

Между отражающими гранями сплошных малых уголковых отражателей и теплопроводным материалом выполнен негерметичный зазор величиной δ>λ_ом, где λ_ом - длина волны лазерного излучения в оптическом материале.

Отражающие грани сплошных малых уголковых отражателей выполнены металлизированными с зеркальным отражением.

На поверхность входной грани сплошного малого уголкового отражателя нанесено антиотражающее покрытие.

Сущность изобретения поясняется чертежами (фиг. 1-24).

На фиг. 1 приведен общий вид всенаправленного приемника-преобразователя с тремя пересекающимися круговыми панелями и размещенным в центральной его части всенаправленным отражателем.

На фиг. 2 приведен разрез по срединной плоскости одной из круговых панелей всенаправленного приемника-преобразователя, где в центральной части показана одна из трех квадратных теплопроводящих пластин. На рисунке обозначено: R - радиус круговой панели; h - толщина круговой панели; ρ_Д - средний радиус кривизны дуги дугообразных тепловых труб; ρ_П - средний радиус кривизны дуги периферийных дугообразных тепловых труб; L_PTT - длина корпуса радиальной тепловой трубы; А - выносной элемент (приведен на фиг. 3).

На фиг. 3, в виде выносного элемента A, показано сочленение периферийных дугообразных тепловых труб из двух соседних секторов круговой панели с крестообразным переходником, где ρ_П - средний радиус кривизны дуги периферийных дугообразных тепловых труб; Б-Б - сечение (приведено на фиг. 4).

На фиг. 4 показано сечение Б-Б по средней линии тепловой трубы (в качестве секущей применена цилиндрическая поверхность, развертываемая затем в плоскость), где а_ТТ - один из поперечных размеров канала в луче крестообразного переходника; Δ - длина канала в луче крестообразного переходника.

На фиг. 5 показан местный разрез по срединной плоскости квадратной теплопроводящей пластины центрального переходника, где приведено сочленение его с радиальными тепловыми трубами одного из секторов круговой панели, при этом не показана в этом секторе обкладка и сотовая конструкция. Здесь Δ_ЦП - длина радиального канала, выполненного в квадратной теплопроводящей пластине центрального переходника; l_П - длина стороны квадратной теплопроводящей пластины; l_УО - одна из сторон равностороннего треугольника, образующих входную грань уголкового отражателя; h - толщина круговой панели.

На фиг. 6 приведено сечение тепловой трубы (для примера приведена двухканальная тепловая труба), установленной внутри сотовой конструкции сектора круговой панели. Здесь h - толщина круговой панели; а_ТТ и b_TT - размеры сторон в сечении корпуса тепловой трубы; В - выносной элемент, (приведен на фиг. 7).

На фиг. 7 приведен выносной элемент B фрагмента расположения фотоэлементов с внутренним фотоэффектом на обкладке сектора круговой панели.

На фиг. 8 представлен общий вид крестообразного переходника, где а_ТТ и b_TT - размеры канала внутри каждого луча крестообразного переходника, соответствующие размерам сторон в сечении корпуса тепловой трубы; Г-Г - сечение (приведено на фиг. 9); Д-Д - сечение (приведено на фиг. 10).

На фиг. 9 приведено сечение Г-Г крестообразного переходника.

На фиг. 10 приведено сечение Д-Д крестообразного переходника, где Δ - длина канала в луче крестообразного переходника.

На фиг. 11 приведен общий вид всенаправленного отражателя, где h₁ - толщина одной из трех квадратных теплопроводящих пластин; Е-Е - сечение (приведено на фиг. 13); Ж-Ж - сечение (приведено на фиг. 14).

На фиг. 12 представлен общий вид полого уголкового отражателя, образованного плоскостями квадратных теплопроводящих пластин, выполненных совпадающими с внешними поверхностями обкладок секторов круговых панелей (фрагменты секторов круговых панелей показаны на фигуре пунктирными линиями).

На фиг. 13 приведено сечение Е-Е всенаправленного отражателя, где l_П - длина стороны квадратной теплопроводящей пластины.

На фиг. 14 приведено сечение Ж-Ж всенаправленного отражателя.

На фиг. 15 приведен общий вид всенаправленного отражателя, где 8 - негерметичный зазор между отражающими гранями сплошного уголкового отражателя и плоскостями квадратных теплопроводящих пластин.

На фиг. 16 приведен общий вид сплошного уголкового отражателя, выполненного из оптического материала в виде правильной треугольной пирамиды с тремя взаимно перпендикулярными боковыми отражающими гранями, работающими на эффекте полного внутреннего отражения.

На фиг. 17 приведен разрез по срединной плоскости одной из круговых панелей всенаправленного приемника-преобразователя, где в центральной части показана одна из трех круглых теплопроводящих пластин. На этом рисунке обозначено: R - радиус круговой панели; h - толщина круговой панели; ρ_Д - средний радиус кривизны дуги дугообразных тепловых труб; ρ_П - средний радиус кривизны дуги периферийных дугообразных тепловых труб; L_PTT - длина корпуса радиальной тепловой трубы; А - выносной элемент (приведен на фиг. 3).

На фиг. 18 приведен общий вид центрального переходника, образованного при пересечении трех круглых теплопроводящих пластин, где r_СФ - радиус сферической поверхности, огибающей круговые плоскости трех круглых теплопроводящих пластин; r - радиус круглой теплопроводящей пластины; И-И - сечение (приведено на фиг. 19); К-К - сечение (приведено на фиг. 20).

На фиг. 19 приведено сечение И-И центрального переходника, где h₂ -толщина одной из трех круглых теплопроводящих пластин.

На фиг. 20 приведено сечение К-К центрального переходника.

На фиг. 21 показан местный разрез по срединной плоскости круглой теплопроводящей пластины центрального переходника, где приведено сочленение его с радиальными тепловыми трубами одного из секторов круговой панели, при этом не показана в этом секторе обкладка и сотовая конструкция. На этом рисунке Δ_ЦП - длина радиального канала, выполненного в соответствующей круглой теплопроводящей пластине центрального переходника.

На фиг. 22 приведен общий вид всенаправленного отражателя, включающего восемь трехгранных объемов, в каждом из которых, для примера, установлено по четыре малых уголковых отражателя (на фигуре условно показаны только входные грани малых уголковых отражателей, лежащие на сферическом треугольнике каждого трехгранного объема). Здесь h₂ - толщина одной из трех круглых теплопроводящих пластин.

На фиг. 23 приведен общий вид сплошного/полого малого уголкового отражателя, выполненного в виде правильной треугольной пирамиды с тремя взаимно перпендикулярными боковыми отражающими гранями, основание которой является входной гранью малого уголкового отражателя, где l_Р - длина ребра правильной треугольной пирамиды; l_УО - длина одной из сторон треугольника в основании правильной треугольной пирамиды.

На фиг. 24 приведено объемное изображение одного из восьми трехгранных объемов, в котором, для примера, установлено четыре малых уголковых отражателя, в виде правильных треугольных пирамид, три вершины основания каждой из которых лежат на сферическом треугольнике этого трехгранного объема.

На фиг. 1-24 приведено:

1 - круговая панель;

2 - всенаправленный отражатель;

3 - сектор;

4 - обкладка;

5 - сотовый заполнитель;

6 - фотоэлемент;

7 - электроизолирующий слой;

8 - полупроводниковая структура;

9 - лицевой контакт;

10 - тыльный контакт;

11 - межэлементное соединение;

12 - защитное покрытие.

13 - тепловая труба (ТТ);

14 - радиальная тепловая туба (РТТ);

15 - теплопроводный слой;

16 - радиальный канал;

17 - центральный переходник;

18 - срединная плоскость;

19 - дугообразная тепловая туба (ДТТ);

20 - периферийная дугообразная тепловая туба (ПДТТ);

21 - крестообразный переходник;

22 - канал;

23 - уголковый отражатель;

24 - полый уголковый отражатель;

25 - сплошной уголковый отражатель;

26 - оптический материал;

27 - квадратная теплопроводящая пластина;

28 - срединная плоскость;

29 - отражающая грань;

30 - входная грань;

31 - теплопроводный клей;

32 - радиальный канал;

33 - центральный переходник;

34 - круглая теплопроводящая пластина;

35 - срединная плоскость;

36 - трехгранный объем;

37 - грань;

38 - сферический треугольник;

39 - малый уголковый отражатель;

40 - отражающая грань;

41 - входная грань;

42 - лазерный пучок;

43 - зондирующий пучок.

В первом варианте исполнения всенаправленный приемник-преобразователь лазерного излучения конструктивно выполнен следующим образом.

Всенаправленный приемник-преобразователь лазерного излучения выполнен из трех круговых панелей 1, пересекающихся между собой взаимно перпендикулярно и симметрично с размещенным в его центральной части всенаправленным отражателем 2 (фиг. 1). Все три круговые панели 1 выполнены радиусом R и толщиной h<<R (фиг. 2). В результате пересечения круговых панелей 1 каждая из них делится на четыре сектора 3, где каждый сектор 3 круговой панели 1 выполнен в виде сотовой конструкции из материала с высокой теплопроводностью и состоит из двух обкладок 4 с сотовым заполнителем 5 между ними (фиг. 2 и фиг. 6). Внешние поверхности круговых панелей 1 образуют приемные плоскости, на которых установлены фотоэлектрические преобразователи на основе полупроводниковых фотоэлементов 6 (фиг. 7), использующие внутренний фотоэффект для непосредственного преобразования энергии электромагнитного излучения лазера с длиной волны λ, направленного на геометрический центр всенаправленного приемника-преобразователя, в электрическую энергию. На внешней поверхности каждой обкладки 4 (фиг. 7) через электроизолирующий слой 7 установлены упомянутые фотоэлементы 6 на основе полупроводниковой структуры 8 с лицевыми контактами 9 и тыльными контактами 10, коммутируемые в последовательно-параллельные цепи с помощью межэлементных соединений 11. С лицевой стороны на фотоэлементы 6 нанесено защитное покрытие 12. Причем тыльные контакты 10, непосредственно контактирующие через электроизолирующий слой 7 с обкладкой 4, охлаждаются двумя группами тепловых труб 13 - радиальными тепловыми трубами 14 и дугообразными, взаимно перпендикулярными в точках соприкосновения и установленными между обкладками 4 с сотовым заполнителем 5 (фиг. 2 и фиг. 6) внутри сотовой конструкции секторов 3 круговых панелей 1. При этом сечение корпуса тепловой трубы 13 является прямоугольником со сторонами а_ТТ и b_TT, где а_ТТ≤b_TT (фиг. 6). Боковые грани корпуса тепловой трубы 13 со сторонами b_TT через теплопроводный слой 15 соединены с внутренней поверхностью обкладки 4 сектора 3 круговой панели 1. Причем корпус радиальной тепловой трубы 14 (фиг. 5) с одного конца установлен в соответствующий радиальный канал 16 (фиг. 13), выполненный в центральном переходнике 17 (фиг. 11), с геометрическим центром, совпадающем с точкой пересечения трех срединных плоскостей 18 круговых панелей 1 (фиг. 2 и фиг. 5). Вторая группа тепловых труб 13 выполнена в форме дуги (фиг. 2) и установлена или между радиальными тепловыми трубами 14 - дугообразные тепловые трубы 19 - со средним радиусом кривизны ρ_Д дуги, отвечающим соотношению ρ_Д<(R-b_TT) и образованным отрезком нормали между средней линией тепловой трубы 19 и геометрическим центром круговой панели 1, или на периферии сектора 3 -периферийная дугообразная тепловая труба 20 - со средним радиусом кривизны ρ_П дуги, отвечающим соотношению ρ_Д<ρ_П<(R-b_TT/2) и образованным отрезком нормали между средней линией периферийной дугообразной тепловой трубы 20 и геометрическим центром круговой панели 1. Причем периферийная дугообразная тепловая труба 20 каждого сектора 3 конструктивно объединена с периферийными дугообразными тепловыми трубами 20, с тем же средним радиусом кривизны ρ_П дуги, соседних, примыкающих к нему трех секторов 3 через теплопроводящий крестообразный переходник 21 (фиг. 2, 3, 4, 8, 9,10) с каналом 22 (фиг. 9, 10) внутри каждого луча крестообразного переходника 21, в который входит часть корпуса периферийной дугообразной тепловой трубы 20 длиной Δ<<π⋅ρ_П/2 (фиг. 4, 10) соответствующего сектора 3. Причем на участках соприкосновения корпусов радиальных тепловых труб 14 с дугообразными тепловыми трубами 19 или периферийными дугообразными тепловыми трубами 20, а также на участках сочленения радиальных тепловых труб 14 с центральным переходником 17 и периферийных дугообразных тепловых труб 20 с крестообразными переходниками 21, выполнены тепловые связи. При этом центральный переходник 17 (фиг. 2, 5, 11), выполнен в виде всенаправленного отражателя 2, включающего восемь уголковых отражателей 23. Уголковый отражатель 23 выполнен либо в виде полого уголкового отражателя 24 (фиг. 11, 12), либо сплошного уголкового отражателя 25 из оптического материала 26 (фиг. 15 и фиг. 16). Причем, всенаправленный отражатель 2 из восьми уголковых отражателей 23 образован в результате перпендикулярного взаимно симметричного пересечения по одной из диагоналей каждой из трех квадратных теплопро