[發(fā)明專利]一種超材料、超材料衛(wèi)星天線及衛(wèi)星接收系統(tǒng)

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• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN103682670A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉若鵬;季春霖;岳玉濤;李雪
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01Q15/23
• 分類號: H01Q15/23;H01Q19/06;H01Q19/10
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【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及超材料領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種超材料、超材料衛(wèi)星天線及衛(wèi)星接收系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】

超材料是近十年來發(fā)展起來的對電磁波起調(diào)制作用的材料。超材料一般是由一定數(shù)量的金屬微結(jié)構(gòu)附在具有一定力學(xué)、電磁學(xué)的基板上，這些具有特定圖案和材質(zhì)的微結(jié)構(gòu)會對經(jīng)過其身的特定頻段的電磁波產(chǎn)生調(diào)制作用。

由超材料制備的天線一般都采用整塊金屬銅作為反射面，但當(dāng)天線設(shè)計的結(jié)構(gòu)不對稱時，即基板的兩面銅（或其他金屬）余量相差較大時，不論是Fr4、PTFE等傳統(tǒng)的基板，還是無纖維基板，其最終產(chǎn)品都會有不同程度的翹曲。而翹曲會造成實際產(chǎn)品方向圖與設(shè)計圖的偏差，天線增益下降，信號降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種采用新設(shè)計的反射層的超材料，在實現(xiàn)反射功能的同時，使反射層金屬面積與工作層金屬殘余面積非常接近，從而有效的避免了反射層翹曲問題；還提供了一種利用該超材料制備的超材料衛(wèi)星天線及衛(wèi)星接收系統(tǒng)。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種超材料，所述超材料包括基板、所述基板一面的超材料的工作層及所述基板另一面的超材料的反射層，所述工作層由附著在所述基板一表面的多個金屬微結(jié)構(gòu)組成，其特征在于，所述反射層由周期性的排布在所述基板另一表面的多個十字型金屬微結(jié)構(gòu)組成，所述相鄰十字型金屬微結(jié)構(gòu)之間無間隙相連。

所述多個十字型金屬微結(jié)構(gòu)的金屬面積總和為所述基板表面面積的10%～25%。

所述十字型金屬微結(jié)構(gòu)包括兩根相互垂直且相互平分的第一金屬線和第二金屬線。

所述第一金屬線和第二金屬線的長度和線寬都相等。

所述相鄰十字型金屬微結(jié)構(gòu)之間無間隙相連具體為相鄰十字型金屬微結(jié)構(gòu)的第一金屬線之間無間隙相連、第二金屬線之間無間隙相連。

所述第一金屬線和第二金屬線的長度為2.5～3.5mm、線寬為0.15～0.4mm，十字型金屬微結(jié)構(gòu)的厚度為0.01～0.5mm。

所述反射層表面還覆有一層導(dǎo)電漆。

所述超材料還包括覆蓋在工作層金屬微結(jié)構(gòu)上的保護(hù)膜，所述保護(hù)膜為PS塑料、PET塑料或HIPS塑料，所述保護(hù)膜的厚度為0.01～2mm。

所述工作層的金屬微結(jié)構(gòu)為由金屬絲構(gòu)成的具有一定幾何形狀的平面或立體結(jié)構(gòu)。

一種超材料衛(wèi)星天線，所述超材料衛(wèi)星天線包括饋源及超材料平板，所述超材料平板為上述所述的超材料。

一種衛(wèi)星接收系統(tǒng)，包括衛(wèi)星天線、連接信號接收器的衛(wèi)星接收機(jī)，所述衛(wèi)星天線為上述所述的超材料衛(wèi)星天線。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明的反射層為多個十字型金屬微結(jié)構(gòu)周期性排布組成的新設(shè)計反射層，利用包括該反射層的超材料制備的超材料衛(wèi)星天線，在實現(xiàn)反射功能的同時，使反射層金屬面積與工作層金屬殘余面積非常接近，從而有效的避免了因超材料設(shè)計的結(jié)構(gòu)不對稱所引起的反射層翹曲問題；同時在反射層表面還覆有一層導(dǎo)電漆層，避免了漏波現(xiàn)象的產(chǎn)生，從而實現(xiàn)了超材料衛(wèi)星天線的高精度、高增益。

【附圖說明】

圖1本發(fā)明超材料結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2本發(fā)明反射層金屬微結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3本發(fā)明反射層的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，一種超材料包括基板1、基板1一面的超材料的工作層4及基板另一面的超材料的反射層2，工作層由通過蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻的方法按照一定的折射率分布附著在基板一表面的多個金屬微結(jié)構(gòu)組成，工作層的金屬微結(jié)構(gòu)為由金屬絲構(gòu)成的具有一定幾何形狀的平面或立體結(jié)構(gòu)，如平面雪花狀、工字型或十字型等；