专利名称：一种偏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，涉及一种偏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、制造成本低的偏馈式卫星电视天线。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种偏馈式卫星电视天线，所述偏馈式卫星电视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、设置在核心层一侧表面的反射板及设置在核心层另一侧表面的阻抗匹配层，所述核心层包括厚度相同且折射率分布相同的两个核心层片层，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，所述阻抗匹配层包括厚度相同的两个阻抗匹配层片层，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，所述核心层片层的折射率分布满足如下公式 n(r);Vseg = s+入 XNUMseg ；
I2 2~NUMseg — floor {~r + ^--};
权利要求
1.一种偏馈式卫星电视天线，其特征在于，所述偏馈式卫星电视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、设置在核心层一侧表面的反射板及设置在核心层另一侧表面的阻抗匹配层，所述核心层包括厚度相同且折射率分布相同的两个核心层片层，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，所述阻抗匹配层包括厚度相同的两个阻抗匹配层片层，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，所述核心层片层的折射率分布满足如下公式
2.根据权利要求I所述的偏馈式卫星电视天线，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。
3.根据权利要求2所述的偏馈式卫星电视天线，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。
4.根据权利要求3所述的偏馈式卫星电视天线，其特征在于，所述核心层片层的厚度为0. 543mm,其中，第一前基板及第一后基板的厚度均为0. 254mm,多个第一人造微结构的厚度为0. 035mm。
5.根据权利要求I所述的偏馈式卫星电视天线，其特征在于，所述阻抗匹配层片层的折射率分布满足如下公式
6.根据权利要求I所述的偏馈式卫星电视天线，其特征在于，所述每一阻抗匹配层片层具有单一的折射率，多个阻抗匹配层片层的折射率满足以下公式In(i) = (( imx+^n)/2)m;其中，m表示阻抗匹配层的总层数，i表示阻抗匹配层片层的编号，其中，靠近核心层的阻抗匹配层片层的编号为m，m = 2。
7.根据权利要求5或6或7所述的偏馈式卫星电视天线，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。
8.根据权利要求7所述的偏馈式卫星电视天线，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.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。
9.根据权利要求8所述的偏馈式卫星电视天线，其特征在于，所述阻抗匹配层片层的厚度为0. 543mm，其中，第二前基板及第二后基板的厚度均为0. 254mm,多个第二人造微结构的厚度为0. 035mm。
10.根据权利要求5所述的偏馈式卫星电视天线，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。
11.根据权利要求10所述的偏馈式卫星电视天线，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。
12.根据权利要求5或10所述的偏馈式卫星电视天线，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12所述的偏馈式卫星电视天线，其特征在于，所述偏馈式卫星电视天线的中心频率为11.95GHZ，其中馈源等效点到超材料面板的垂直距离s为276. 8mm ；核心层片层的折射率分布圆心与超材料面板的下边沿的距离sy为22. 3mm ；馈源中轴线与超材料面板法线方向所成的夹角9为40度；核心层片层的层数为2层，核心层的厚度d2为I. 086mm ；阻抗匹配层片层的层数为2层，阻抗匹配层的厚度dl为I. 086mm ；核心层片层的折射率的最大值nmax为5. 575 ；核心层片层的折射率的最小值nmin为I. 6355。
14.根据权利要求I所述的偏馈式卫星电视天线，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。
15.根据权利要求14所述的偏馈式卫星电视天线，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。
16.根据权利要求15所述的偏馈式卫星电视天线，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。
17.根据权利要求15所述的偏馈式卫星电视天线，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。
18.—种卫星电视接收系统，包括馈源、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，所述卫星电视接收系统还包括如权利要求I至17任意一项所述的偏馈式卫星电视天线，所述偏馈式卫星电视天线设置在馈源的后方。
全文摘要
本发明公开了一种偏馈式卫星电视天线，包括设置在馈源后方的超材料面板，超材料面板包括核心层、设置在核心层一侧表面的反射板及设置在核心层另一侧表面的阻抗匹配层，核心层包括厚度相同且折射率分布相同的两个核心层片层，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，使得馈源发出的电磁波经超材料面板后能够以平面波的形式出射。根据本发明的偏馈式卫星电视天线，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，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。另外，本发明还提供了一种具有上述偏馈式卫星电视天线的卫星电视接收系统。
文档编号H01Q15/00GK102593598SQ20121005102
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, 李星昆 申请人:深圳光启创新技术有限公司