[發明專利]一種超材料衛星天線及衛星天線接收系統

有效

• 申請號: 201210133041.9
• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN102683820A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 劉若鵬;季春霖;李星昆;殷俊;李勇祥;楊青
• 申請（專利權）人: 深圳光啟創新技術有限公司
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q15/23;H01Q19/06;H01Q19/10
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技術領域

本發明涉及通信技術領域，更具體地說，涉及一種超材料衛星天線及衛星天線接收系統。

背景技術

現有的衛星天線，例如衛星電視接收天線，通常采用傳統的反射面天線通常為拋物面天線，拋物面天線負責將接收到的信號反射到位于焦點處的信號接收器內。

接收從衛星上傳來的電磁波信號時，平行的電磁波(由于衛星與地球的距離相當遠，其發出的電磁波在到達地面時可認為是平面波)通過拋物面天線反射后，匯聚到信號接收器上。

但是，拋物面天線的反射面的曲面加工難度大，精度要求也高，因此，制造麻煩，且成本較高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有的衛星天線加工不易、成本高的缺陷，提供一種加工簡單、制造成本低的超材料衛星天線。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是，提供一種超材料衛星天線，所述超材料衛星天線包括信號接收器以及超材料平板，所述超材料板通過支架固定于墻壁上；所述超材料平板包括單層核心層及設置在核心層后表面的反射板，所述核心層包括基板及附著在基板前表面的多個人造微結構，所述基板后表面附著有所述反射板，所述單層核心層的折射率分布滿足如下公式：

其中，n(r)表示核心層上半徑為r處的折射率值，核心層的折射率分布圓心即為信號接收器等效點在核心層所在平面的投影；

s為信號接收器等效點到核心層的垂直距離；

n_max表示核心層的折射率的最大值；

n_min表示核心層的折射率的最小值；

λ表示頻率為天線中心頻率的電磁波的波長；

floor表示向下取整。

進一步地，所述超材料衛星天線還包括覆蓋在人造微結構上的保護膜。

進一步地，所述保護膜為PS塑料、PET塑料或HIPS塑料，所述保護膜的厚度為0.1-2mm。

進一步地，所述核心層的厚度為0.11-2.5mm，其中，基板的厚度為0.1-2mm，多個人造微結構的厚度為0.01-0.5mm。

進一步地，所述核心層的厚度為1.036mm，其中，基板的厚度均為1.018mm，多個人造微結構的厚度為0.018mm。

進一步地，所述人造微結構為由銅線或銀線構成的金屬微結構，所述金屬微結構通過蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻的方法附著在所述基板上。

進一步地，所述金屬微結構呈平面雪花狀，所述金屬微結構具有相互垂直平分的第一金屬線及第二金屬線，所述第一金屬線與第二金屬線的長度相同，所述第一金屬線兩端連接有相同長度的兩個第一金屬分支，所述第一金屬線兩端連接在兩個第一金屬分支的中點上，所述第二金屬線兩端連接有相同長度的兩個第二金屬分支，所述第二金屬線兩端連接在兩個第二金屬分支的中點上，所述第一金屬分支與第二金屬分支的長度相等。

進一步地，所述平面雪花狀的金屬微結構的每個第一金屬分支及每個第二金屬分支的兩端還連接有完全相同的第三金屬分支，相應的第三金屬分支的中點分別與第一金屬分支及第二金屬分支的端點相連。

進一步地，所述平面雪花狀的金屬微結構的第一金屬線與第二金屬線均設置有兩個彎折部，所述平面雪花狀的金屬微結構繞第一金屬線與第二金屬線的交點在金屬微結構所處平面內向任意方向旋轉90度的圖形都與原圖重合。

根據本發明的超材料衛星天線，通過精確設計核心層的折射率分布，使得從衛星發射過來的電磁波經過平板狀的超材料板響應后匯聚于信號接收器；另外，由片狀的超材料平板代替傳統的拋物面天線，制造加工更加容易，成本更加低廉，另外依此設計的超材料平板整體厚度在毫米級別，相當的輕薄。

本發明還提供一種衛星接收系統，包括衛星天線、連接信號接收器的衛星接收機，所述衛星天線為上述的超材料衛星天線。

附圖說明

圖1是本發明的超材料衛星天線的結構示意圖；

圖2是本發明的核心層的結構示意圖；

圖3是本發明的核心層其中一個超材料單元的示意圖；

圖4是本發明的平面雪花狀的金屬微結構的示意圖；

圖5是圖4所示的平面雪花狀的金屬微結構的一種衍生結構；

圖6是圖4所示的平面雪花狀的金屬微結構的一種變形結構。

圖7是平面雪花狀的金屬微結構的拓撲形狀的演變的第一階段；

圖8是平面雪花狀的金屬微結構的拓撲形狀的演變的第二階段；