專利名稱：一種傾斜反射板的超材料天線及衛星電視接收系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及通信領域，更具體地說，涉及一種傾斜反射板的超材料天線及衛星電視接收系統。
背景技術：
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饋源內。接收電磁波信號時，平行的電磁波通過拋物面天線反射后，匯聚到饋源上。通常， 拋物面天線對應的饋源是一個喇叭天線。但是由于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，針對現有的衛星電視天線加工不易、成本高的缺陷，提供一種加工簡單、制造成本低的傾斜反射板的超材料天線。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種傾斜反射板的超材料天線，所述傾斜反射板的超材料天線包括設置在饋源后方的超材料面板，所述超材料面板包括核心層及設置在核心層一側表面的反射板，所述核心層包括至少一個核心層片層，每一個核心層片層包括片狀的第一基材以及設置在第一基材上的多個第一人造微結構，以超材料面板的前表面為XY平面，以饋源等效點在超材料面板前表面所在平面上的投影為坐標原點0， 建立XOY的二維坐標系，所述核心層片層任一點(x，y)的折射率滿足如下公式
權利要求
1.一種傾斜反射板的超材料天線，其特征在于，所述傾斜反射板的超材料天線包括設置在饋源后方的超材料面板，所述超材料面板包括核心層及設置在核心層一側表面的反射板，所述核心層包括至少一個核心層片層，每一個核心層片層包括片狀的第一基材以及設置在第一基材上的多個第一人造微結構，以超材料面板的前表面為XY平面，以饋源等效點在超材料面板前表面所在平面上的投影為坐標原點0，建立XOY的二維坐標系，所述核心層片層任一點(x，y)的折射率滿足如下公式Jx2 +y2 + Z,,2 +(yo -y)xsmy-(s + kA)n(x,y) = ^iiiax~'s — cos Y ；Jx2+y2+Z1,2 +(yo -j)xsin7-2z0cosr k = floor ---}；D = ~~ ; n —nliiax mm其中，n(x,y)表示核心層片層任一點(x, y)的折射率； z。表示饋源等效點到超材料面板的垂直距離；Y0表示核心片片層沿I軸方向所取的最大值；Y表示超材料面板的前表面與豎直平面所成的夾角；Hfflax表示核心層片層的折射率的最大值；Ilmin表示核心層片層的折射率的最小值；入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。
2.根據權利要求I所述的傾斜反射板的超材料天線，其特征在于，所述核心層包括多個厚度相同且折射率分布相同的核心層片層。
3.根據權利要求I或2所述的傾斜反射板的超材料天線，其特征在于，所述第一基材包括片狀的第一前基板及第一后基板，所述多個第一人造微結構夾設在第一前基板與第一后基板之間。
4.根據權利要求3所述的傾斜反射板的超材料天線，其特征在于，所述核心層片層的厚度為0. 21-2. 5mm，其中，第一前基板的厚度為0.第一后基板的厚度為0. 1-lmm，多個第一人造微結構的厚度為0. 01-0. 5mm。
5.根據權利要求4所述的傾斜反射板的超材料天線，其特征在于，所述核心層片層的厚度為I. 018mm,其中，第一前基板及第一后基板的厚度均為0. 5mm,多個第一人造微結構的厚度為0. 018mm。
6.根據權利要求I或2所述的傾斜反射板的超材料天線，其特征在于，所述核心層的厚度為 D2，D2 = ^~-——Kn —n )V max mm /
7.根據權利要求I或2所述的傾斜反射板的超材料天線，其特征在于，所述超材料面板還包括設置在核心層另一側表面的阻抗匹配層，所述阻抗匹配層包括至少一個阻抗匹配層片層，所述阻抗匹配層片層包括片狀的第二基材以及設置在第二基材上的多個第二人造微結構，以第i層阻抗匹配層片層的前表面為X'Y'平面，以饋源等效點在此表面所在平面上的投影為坐標原點0'，建立X'0'Y'的二維坐標系，所述第i層阻抗匹配層片層任一點(x'， y')的折射率滿足如下公式
8.根據權利要求7所述的傾斜反射板的超材料天線，其特征在于，所述阻抗匹配層包括多個厚度相同的阻抗匹配層片層。
9.根據權利要求7或8所述的傾斜反射板的超材料天線，其特征在于，所述第二基材包括片狀的第二前基板及第二后基板，所述多個第二人造微結構夾設在第二前基板與第二后基板之間。
10.根據權利要求9所述的傾斜反射板的超材料天線，其特征在于，所述阻抗匹配層片層的厚度為0.21-2. 5mm，其中，第二前基板的厚度為0. 1-lmm，第二后基板的厚度為 0. 1-lmm,多個第二人造微結構的厚度為0. 01-0. 5mm。
11.根據權利要求10所述的傾斜反射板的超材料天線，其特征在于，所述阻抗匹配層片層的厚度為I. 018mm，其中，第二前基板及第二后基板的厚度均為0. 5mm，多個第二人造微結構的厚度為0. 018mm。
12.根據權利要求I所述的傾斜反射板的超材料天線，其特征在于，所述超材料面板的下邊沿與饋源的上端處于同一水平。
13.根據權利要求I所述的傾斜反射板的超材料天線，其特征在于，所述超材料面板任一縱截面具有相同的形狀與面積。
14.根據權利要求13所述的傾斜反射板的超材料天線，其特征在于，所述超材料面板的縱截面為方形、圓形或橢圓形。
15.根據權利要求I所述的傾斜反射板的超材料天線，其特征在于，所述第一人造微結構及第二人造微結構均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分別附著在第一基材及第二基材上。
16.根據權利要求15所述的傾斜反射板的超材料天線，其特征在于，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。
17.根據權利要求16所述的傾斜反射板的超材料天線，其特征在于，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。
18.根據權利要求16所述的傾斜反射板的超材料天線，其特征在于，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垂直于第一金屬線與第二金屬線交點的軸線向任意方向旋轉90度的圖形都與原圖重合。
19.根據權利要求I所述的傾斜反射板的超材料天線，其特征在于，所述傾斜反射板的超材料天線還包括兩側開口的殼體及封閉殼體一個開口的天線罩，所述超材料面板設置在殼體的另一個開口中。
20.根據權利要求I所述的傾斜反射板的超材料天線，其特征在于，所述超材料天線為衛星電視接收天線、衛星通信天線、微波天線或者雷達天線。
21.—種衛星電視接收系統，包括衛星電視接收天線、饋源、連接饋源的高頻頭及與高頻頭連接的衛星接收機，其特征在于，所述衛星電視接收天線為權利要求I至19任意一項所述的傾斜反射板的超材料天線，所述衛星電視接收天線設置在饋源的后方。
全文摘要
本發明公開了一種傾斜反射板的超材料天線，包括設置在饋源后方的超材料面板，所述超材料面板包括核心層及設置在核心層一側表面的反射板，所述核心層包括至少一個核心層片層，每一個核心層片層包括片狀的第一基材以及設置在第一基材上的多個第一人造微結構，通過精確設計核心層片層的折射率分布，使得特定角度的平面波經超材料面板后能夠在饋源處匯聚。根據本發明的傾斜反射板的超材料天線，由片狀的超材料面板代替了傳統的拋物面天線，制造加工更加容易，另外依此設計的超材料面板整體厚度在毫米級別，相當的輕薄。
文檔編號H04N7/20GK102593606SQ20121005087
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月29日 優先權日2012年2月29日
發明者劉若鵬, 季春霖, 岳玉濤, 楊青 申請人:深圳光啟創新技術有限公司