专利名称：一种前馈式卫星电视天线及其卫星电视接收系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，更具体地说，涉及一种前馈式卫星电视天线及其卫星电视接收系统。
背景技术：
传统的卫星电视接收系统是由抛物面天线、馈源、高频头、卫星接收机组成的卫星地面接收站。抛物面天线负责将卫星信号反射到位于焦点处的馈源和高频头内。馈源是在抛物面天线的焦点处设置的一个用于收集卫星信号的喇叭，又称波纹喇叭。其主要功能有两个一是将天线接收的电磁波信号收集起来，变换成信号电压，供给高频头。二是对接收的电磁波进行极化转换。高频头LNB(亦称降频器)是将馈源送来的卫星信号进行降频和信号放大然后传送至卫星接收机。一般可分为C波段频率LNB (3. 7GHz-4. 2GHz、18_21V)和Ku波段频率LNB (10. 7GHz-12. 75GHz、12-14V)。LNB的工作流程就是先将卫星高频讯号放大至数十万倍后再利用本地振荡电路将高频讯号转换至中频950MHz-2050MHz，以利于同轴电缆的传输及卫星接收机的解调和工作。卫星接收机是将高频头输送来的卫星信号进行解调，解调出卫星电视图像或数字信号和伴音信号。接收卫星信号时，平行的电磁波通过抛物面天线反射后，汇聚到馈源上。通常，抛物面天线对应的馈源是一个喇叭天线。但是由于抛物面天线的反射面的曲面加工难度大，精度要求也高，因此，制造麻烦,且成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有的卫星电视天线加工不易、成本高的缺陷，提供一种加工简单、制造 成本低的前馈式卫星电视天线。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种前馈式卫星电视天线，所述前馈式卫星电视天线包括设置在馈源后方的具有电磁波发散功能的发散元件以及设置在发散元件后方的超材料面板，所述超材料面板包括核心层及设置在核心层一侧表面的反射板，所述核心层包括至少一个核心层片层，所述核心层片层包括片状的基材以及设置在基材上的多个人造孔结构，所述核心层片层的折射率呈圆形分布，且相同半径处的折射率相同，随着半径的增大折射率逐渐减小。进一步地，所述核心层包括多个折射率分布相同且相互平行的核心层片层。进一步地，所述超材料面板还包括设置在核心层另一侧的匹配层，以实现从空气到核心层的折射率匹配。进一步地，所述核心层片层的折射率以其中心为圆心呈圆形分布，所述核心层片层的折射率n (r)分布满足如下公式n(r) = η.
max 2d ，
其中，n(r)表示核心层片层上半径为r处的折射率值；I为馈源到与其靠近的匹配层的距离，或I为馈源到核心层的距离；d为核心层的厚度
权利要求
1.一种前馈式卫星电视天线，其特征在于，所述前馈式卫星电视天线包括设置在馈源后方的具有电磁波发散功能的发散元件以及设置在发散元件后方的超材料面板，所述超材料面板包括核心层及设置在核心层一侧表面的反射板，所述核心层包括至少一个核心层片层，所述核心层片层包括片状的基材以及设置在基材上的多个人造孔结构，所述核心层片层的折射率呈圆形分布，且相同半径处的折射率相同，随着半径的增大折射率逐渐减小。
2.根据权利要求1所述的前馈式卫星电视天线，其特征在于，所述核心层包括多个折射率分布相同且相互平行的核心层片层。
3.根据权利要求2所述的前馈式卫星电视天线，其特征在于，所述超材料面板还包括设置在核心层另一侧的匹配层，以实现从空气到核心层的折射率匹配。
4.根据权利要求3所述的前馈式卫星电视天线，其特征在于，所述核心层片层的折射率以其中心为圆心呈圆形分布，所述核心层片层的折射率n(r)分布满足如下公式
5.根据权利要求4所述的前馈式卫星电视天线，其特征在于，所述匹配层包括多个匹配层片层，每一匹配层片层具有单一的折射率，所述匹配层的多个匹配层片层的折射率均满足以下公式
6.根据权利要求5所述的前馈式卫星电视天线，其特征在于，所述每一匹配层片层包括材料相同的第一基板及第二基板，所述第一基板与第二基板之间填充空气。
7.根据权利要求2至6任意一项所述的前馈式卫星电视天线，其特征在于，所述核心层的每一核心层片层的多个人造孔结构形状相同，所述多个人造孔结构中填充有折射率大于基材的介质，相同半径处的多个人造孔结构具有相同的体积，且随着半径的增大人造孔结构的体积逐渐减小。
8.根据权利要求2至6任意一项所述的前馈式卫星电视天线，其特征在于，所述核心层的每一核心层片层的多个人造孔结构形状相同，所述多个人造孔结构中填充有折射率小于基材的介质，相同半径处的多个人造孔结构具有相同的体积，且随着半径的增大人造孔结构的体积逐渐增大。
9.根据权利要求1所述的后馈式卫星电视天线，其特征在于，所述发散元件为凹透镜。
10.根据权利要求1所述的后馈式卫星电视天线，其特征在于，所述发散元件为发散超材料面板，所述发散超材料面板包括至少一个发散片层，所述发散片层的折射率以其中心为圆心呈圆形分布，且相同半径处的折射率相同，随着半径的增大折射率逐渐减小。
11.一种卫星电视接收系统，包括馈源、高频头及卫星接收机，其特征在于，所述卫星电视接收系统还包括如权利要求1至10任意一项所述的前馈式卫星电视天线，所述前馈式卫星电视天线设置在馈源的后方。
全文摘要
本发明公开了一种前馈式卫星电视天线，包括设置在馈源后方的发散元件及超材料面板，所述超材料面板包括核心层及设置在核心层一侧表面的反射板，所述核心层包括至少一个核心层片层，所述核心层片层包括片状的基材以及设置在基材上的多个人造孔结构，所述核心层片层的折射率呈圆形分布，且相同半径处的折射率相同，随着半径的增大折射率逐渐减小。根据本发明的前馈式卫星电视天线，由片状的超材料面板代替了传统的抛物面天线，制造加工更加容易，成本更加低廉。另外，本发明还提供了一种具有上述前馈式卫星电视天线的卫星电视接收系统。
文档编号H04N7/20GK103066394SQ20111024262
公开日2013年4月24日 申请日期2011年8月23日 优先权日2011年8月23日
发明者刘若鹏, 季春霖, 岳玉涛, 王今金 申请人:深圳光启高等理工研究院, 深圳光启创新技术有限公司