[實用新型]超材料及平板衛星通信天線

有效

• 申請號: 201320483666.8
• 申請日: 2013-08-08
• 公開（公告）號: CN203787572U
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 深圳光啟創新技術有限公司
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00;H01Q19/02;H01Q19/10
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

技術領域

本實用新型涉及通信領域，具體而言，涉及一種嵌套結構的超材料及平板衛星通信天線。?

背景技術

平板衛星通信天線是由天線面、饋源、高頻頭、衛星接收機等組成。天線面負責將衛星信號反射到饋源內。饋源通常是一個用于收集衛星信號的喇叭，又稱波紋喇叭。其主要功能有兩個：一是將天線接收的電磁波信號收集起來，變換成信號電壓，供給高頻頭。二是對接收的電磁波進行極化轉換。高頻頭(亦稱降頻器)是將饋源送來的衛星信號進行降頻和信號放大然后傳送至衛星接收機。一般可分為C波段頻率LNB(3.7GHz-4.2GHz,18-21V)和Ku波段頻率LNB(10.7GHz-12.75GHz,12-14V)。高頻頭的工作流程是先將衛星高頻信號放大至數十萬倍后再利用本地振蕩電路將高頻訊號轉換至中頻950MHz-2050MHz，以供同軸電纜的傳輸及衛星接收機的解調和工作。衛星接收機是將高頻頭輸送來的衛星信號進行解調，解調出衛星電視圖像或數字信號和伴音信號。?

為了實現對電磁波進行調制以達到信號波束沿指定方向射出的目的，相關技術中，譬如在反射陣列天線中，需要使用能對入射電磁波進行任意相位調制的導電幾何結構功能單元體系，比如，在一層板面上按一定規律排列元胞尺寸約為半波長量級的同一系列但參數不同的金屬貼片單元對電磁波起到調制作用，該導電幾何結構單元體系在該元胞尺寸下能夠通過參數的變化實現覆蓋360度以上的相位調制能力，但其元胞尺寸并未向更小的方向發展；再比如，在縱向層疊的多個板面上排布元胞尺寸相同但形狀不同或個體尺寸不同的導電幾何結構，通過疊加后的相互作用實現單層導電幾何結構所不具備的較大的電磁波相位調制作用。?

由上述相關技術中的方案可見，通過使用單層半波長量級元胞尺寸的金屬貼片導電幾何結構與介質基材進行結合以實現對電磁波相位的調制量達到或超過360度，會導致所設計的導電幾何結構板面元胞尺寸較大、離散程度較高。在此基礎上，由于導電幾何結構是根據單元中心位置所對應的相位分布進行設計的，因此元胞尺寸越大其非中心位置帶來的相位調制誤差越大，即離散化程度引入的誤差越大。由此可見，在此種方案中，元胞尺寸遠小于半波長的導電幾何結構體系能夠較好地緩解離散化引起的誤差，但小尺寸導電幾何結構普遍難以實現滿足應用需求的電磁波調制覆蓋范圍，即達到或超過360度。另外，在另一種解決方案中，多層導電幾何結構共同作用實現相位調制能力的做法會在一定程度上增加整體的厚度和加工工藝復雜度。?

針對相關技術中導電幾何結構的電磁波調制能力不足的問題，目前尚未提出有效的解決方案。?

實用新型內容

本實用新型提供了一種超材料及平板衛星通信天線，以至少解決上述問題。?

根據本實用新型的一個方面，提供了一種包括至少一個超材料片層，所述超材料片層包括基材和附著在所述基材上的多個導電幾何結構，所述導電幾何結構是由導電材料制成的具有幾何圖形的平面或立體結構，所述導電幾何結構包括：第一子結構，用于在第一頻段內與所述基材共同作用產生電磁波的第一相位調制覆蓋范圍；第二子結構，嵌套于所述第一子結構的外側，用于在所述第一頻段內與所述基材共同作用產生所述電磁波的第二相位調制覆蓋范圍，其中，所述第二相位調制覆蓋范圍與所述第一相位調制覆蓋范圍相疊加得到所述導電幾何結構的相位調制覆蓋范圍。?

優選地，所述第一子結構包括相互垂直且僅有一個交叉點的兩個工字形結構；或所述第一子結構包括十字框形結構；或所述第一子結構包括方形結構。?

優選地，所述第二子結構是框形結構，嵌套于所述第一子結構的外側，所述框形結構與所述第一子結構的形狀相應。?

優選地，所述多個導電幾何結構中至少兩個導電幾何結構是不同的。?

優選地，所述超材料片層為多層，其中，所述多層超材料片層中至少兩個超材料片層具有相同的導電幾何結構；或所述多層超材料片層中至少兩個超材料片層具有不同的導電幾何結構。?

優選地，所述至少兩個超材料片層具有相同的導電幾何結構是指在所述至少兩個超材料片層中每一個超材料片層都具有相同形狀和相同排布的多個導電幾何結構；所述至少兩個超材料片層具有不同的導電幾何結構是指至少一個超材料片層上的多個導電幾何結構在至少以下之一上與其他超材料片層的多個導電幾何結構不同：所述多個導電幾何結構的形狀，所述多個導電幾何結構的排布。?

根據本實用新型的另一個方面，提供了一種平板衛星通信天線，所述天線包括天線面，所述天線面包括上述第一至六項方案中任一項所述的超材料和設置在所述超材料一側的反射層。?