专利名称：一种倾斜反射板的超材料天线及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，涉及一种倾斜反射板的超材料天线及卫星电视接收系统。
背景技术：
传统的反射面天线通常为抛物面天线，抛物面天线负责将接收到的信号反射到位于焦点处的馈源内。接收电磁波信号时，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、制造成本低的倾斜反射板的超材料天线。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种倾斜反射板的超材料天线，所述倾斜反射板的超材料天线包括设置在馈源后方的超材料面板，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，每一个核心层片层包括片状的第一基材以及设置在第一基材上的多个第一人造微结构，以超材料面板的前表面为XY平面，以馈源等效点在超材料面板前表面所在平面上的投影为坐标原点0， 建立XOY的二维坐标系，所述核心层片层任一点(x，y)的折射率满足如下公式
权利要求
1.一种倾斜反射板的超材料天线，其特征在于，所述倾斜反射板的超材料天线包括设置在馈源后方的超材料面板，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，每一个核心层片层包括片状的第一基材以及设置在第一基材上的多个第一人造微结构，以超材料面板的前表面为XY平面，以馈源等效点在超材料面板前表面所在平面上的投影为坐标原点0，建立XOY的二维坐标系，所述核心层片层任一点(x，y)的折射率满足如下公式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)表示核心层片层任一点(x, y)的折射率； z。表示馈源等效点到超材料面板的垂直距离；Y0表示核心片片层沿I轴方向所取的最大值；Y表示超材料面板的前表面与竖直平面所成的夹角；Hfflax表示核心层片层的折射率的最大值；Ilmin表示核心层片层的折射率的最小值；入表示频率为天线中心频率的电磁波的波长； floor表示向下取整。
2.根据权利要求I所述的倾斜反射板的超材料天线，其特征在于，所述核心层包括多个厚度相同且折射率分布相同的核心层片层。
3.根据权利要求I或2所述的倾斜反射板的超材料天线，其特征在于，所述第一基材包括片状的第一前基板及第一后基板，所述多个第一人造微结构夹设在第一前基板与第一后基板之间。
4.根据权利要求3所述的倾斜反射板的超材料天线，其特征在于，所述核心层片层的厚度为0. 21-2. 5mm，其中，第一前基板的厚度为0.第一后基板的厚度为0. 1-lmm，多个第一人造微结构的厚度为0. 01-0. 5mm。
5.根据权利要求4所述的倾斜反射板的超材料天线，其特征在于，所述核心层片层的厚度为I. 018mm,其中，第一前基板及第一后基板的厚度均为0. 5mm,多个第一人造微结构的厚度为0. 018mm。
6.根据权利要求I或2所述的倾斜反射板的超材料天线，其特征在于，所述核心层的厚度为 D2，D2 = ^~-——Kn —n )V max mm /
7.根据权利要求I或2所述的倾斜反射板的超材料天线，其特征在于，所述超材料面板还包括设置在核心层另一侧表面的阻抗匹配层，所述阻抗匹配层包括至少一个阻抗匹配层片层，所述阻抗匹配层片层包括片状的第二基材以及设置在第二基材上的多个第二人造微结构，以第i层阻抗匹配层片层的前表面为X'Y'平面，以馈源等效点在此表面所在平面上的投影为坐标原点0'，建立X'0'Y'的二维坐标系，所述第i层阻抗匹配层片层任一点(x'， y')的折射率满足如下公式
8.根据权利要求7所述的倾斜反射板的超材料天线，其特征在于，所述阻抗匹配层包括多个厚度相同的阻抗匹配层片层。
9.根据权利要求7或8所述的倾斜反射板的超材料天线，其特征在于，所述第二基材包括片状的第二前基板及第二后基板，所述多个第二人造微结构夹设在第二前基板与第二后基板之间。
10.根据权利要求9所述的倾斜反射板的超材料天线，其特征在于，所述阻抗匹配层片层的厚度为0.21-2. 5mm，其中，第二前基板的厚度为0. 1-lmm，第二后基板的厚度为 0. 1-lmm,多个第二人造微结构的厚度为0. 01-0. 5mm。
11.根据权利要求10所述的倾斜反射板的超材料天线，其特征在于，所述阻抗匹配层片层的厚度为I. 018mm，其中，第二前基板及第二后基板的厚度均为0. 5mm，多个第二人造微结构的厚度为0. 018mm。
12.根据权利要求I所述的倾斜反射板的超材料天线，其特征在于，所述超材料面板的下边沿与馈源的上端处于同一水平。
13.根据权利要求I所述的倾斜反射板的超材料天线，其特征在于，所述超材料面板任一纵截面具有相同的形状与面积。
14.根据权利要求13所述的倾斜反射板的超材料天线，其特征在于，所述超材料面板的纵截面为方形、圆形或椭圆形。
15.根据权利要求I所述的倾斜反射板的超材料天线，其特征在于，所述第一人造微结构及第二人造微结构均为由铜线或银线构成的金属微结构，所述金属微结构通过蚀刻、电镀、钻刻、光刻、电子刻或离子刻的方法分别附着在第一基材及第二基材上。
16.根据权利要求15所述的倾斜反射板的超材料天线，其特征在于，所述金属微结构呈平面雪花状，所述金属微结构具有相互垂直平分的第一金属线及第二金属线，所述第一金属线与第二金属线的长度相同，所述第一金属线两端连接有相同长度的两个第一金属分支，所述第一金属线两端连接在两个第一金属分支的中点上，所述第二金属线两端连接有相同长度的两个第二金属分支，所述第二金属线两端连接在两个第二金属分支的中点上， 所述第一金属分支与第二金属分支的长度相等。
17.根据权利要求16所述的倾斜反射板的超材料天线，其特征在于，所述平面雪花状的金属微结构的每个第一金属分支及每个第二金属分支的两端还连接有完全相同的第三金属分支，相应的第三金属分支的中点分别与第一金属分支及第二金属分支的端点相连。
18.根据权利要求16所述的倾斜反射板的超材料天线，其特征在于，所述平面雪花状的金属微结构的第一金属线与第二金属线均设置有两个弯折部，所述平面雪花状的金属微结构绕垂直于第一金属线与第二金属线交点的轴线向任意方向旋转90度的图形都与原图重合。
19.根据权利要求I所述的倾斜反射板的超材料天线，其特征在于，所述倾斜反射板的超材料天线还包括两侧开口的壳体及封闭壳体一个开口的天线罩，所述超材料面板设置在壳体的另一个开口中。
20.根据权利要求I所述的倾斜反射板的超材料天线，其特征在于，所述超材料天线为卫星电视接收天线、卫星通信天线、微波天线或者雷达天线。
21.—种卫星电视接收系统，包括卫星电视接收天线、馈源、连接馈源的高频头及与高频头连接的卫星接收机，其特征在于，所述卫星电视接收天线为权利要求I至19任意一项所述的倾斜反射板的超材料天线，所述卫星电视接收天线设置在馈源的后方。
全文摘要
本发明公开了一种倾斜反射板的超材料天线，包括设置在馈源后方的超材料面板，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，每一个核心层片层包括片状的第一基材以及设置在第一基材上的多个第一人造微结构，通过精确设计核心层片层的折射率分布，使得特定角度的平面波经超材料面板后能够在馈源处汇聚。根据本发明的倾斜反射板的超材料天线，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，另外依此设计的超材料面板整体厚度在毫米级别，相当的轻薄。
文档编号H04N7/20GK102593606SQ20121005087
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月29日 优先权日2012年2月29日
发明者刘若鹏, 季春霖, 岳玉涛, 杨青 申请人:深圳光启创新技术有限公司