專利名稱：一種偏饋式衛(wèi)星電視天線及其衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種偏饋式衛(wèi)星電視天線及其衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)是由拋物面天線、饋源、高頻頭、衛(wèi)星接收機組成的衛(wèi)星地面接收站。拋物面天線負責將衛(wèi)星信號反射到位于焦點處的饋源和高頻頭內(nèi)。饋源是在拋物面天線的焦點處設置的一個用于收集衛(wèi)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(zhuǎn)換。高頻頭LNB(亦稱降頻器)是將饋源送來的衛(wèi)星信號進行降頻和信號放大然后傳送至衛(wèi)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)。LNB的工作流程就是先將衛(wèi)星高頻訊號放大至數(shù)十萬倍后再利用本地振蕩電路將高頻訊號轉(zhuǎn)換至中頻950MHz-2050MHz，以利于同軸電纜的傳輸及衛(wèi)星接收機的解調(diào)和工作。衛(wèi)星接收機是將高頻頭輸送來的衛(wèi)星信號進行解調(diào)，解調(diào)出衛(wèi)星電視圖像或數(shù)字信號和伴音信號。接收衛(wèi)星信號時，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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有的衛(wèi)星電視天線加工不易、成本高的缺陷，提供一種加工簡單、制造成本低的偏饋式衛(wèi)星電視天線。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種偏饋式衛(wèi)星電視天線，所述偏饋式衛(wèi)星電視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、設置在核心層一側(cè)表面的反射板及設置在核心層另一側(cè)表面的阻抗匹配層，所述核心層包括厚度相同且折射率分布相同的兩個核心層片層，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(jié)構(gòu)，所述核心層片層的折射率分布滿足如下公式n(r) =n+s" ~Yggg
V / “maxDVseg = s+入 XNUMseg ；
I2 2~NUMseg = floor {~r + s-;
λD =-;
^rnax其中，n(r)表示核心層片層上半徑為r處的折射率值，核心層片層的折射率分布圓心即為饋源等效點在超材料面板外側(cè)表面所在平面的投影，所述圓心與超材料面板的下邊沿相距sy ；s為饋源等效點到超材料面板的垂直距離；η_表示核心層片層的折射率的最大值；Iiniin表示核心層片層的折射率的最小值；λ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。進一步地，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(jié)構(gòu)夾設在第一前基板與第一后基板之間。進一步地，所述核心層片層的厚度為O. 21-2. 5mm，其中，第一前基板的厚度為 O. 1-lmm，第一后基板的厚度為O.多個第一人造微結(jié)構(gòu)的厚度為O. 01-0. 5mm。進一步地，所述核心層片層的厚度為I. 018_，其中，第一前基板及第一后基板的厚度均為O. 5mm,多個第一人造微結(jié)構(gòu)的厚度為O. 018mm。進一步地，所述阻抗匹配層包括一個阻抗匹配層片層或者厚度相同的多個阻抗匹配層片層，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(jié)構(gòu)，所述阻抗匹配層片層的折射率分布滿足如下公式
權(quán)利要求
1.一種偏饋式衛(wèi)星電視天線，其特征在于，所述偏饋式衛(wèi)星電視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、設置在核心層一側(cè)表面的反射板及設置 在核心層另一側(cè)表面的阻抗匹配層，所述核心層包括厚度相同且折射率分布相同的兩個核 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(jié)構(gòu)，所述核心層片層的折射率分布滿足如下公式
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏饋式衛(wèi)星電視天線，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(jié)構(gòu)夾設在第一前基板與第一后基板之 間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的偏饋式衛(wèi)星電視天線，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(jié)構(gòu)的厚度為0. 01-0. 5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的偏饋式衛(wèi)星電視天線，其特征在于，所述核心層片層的厚度 為1. 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(jié)構(gòu)的厚 度為 0. 018mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏饋式衛(wèi)星電視天線，其特征在于，所述阻抗匹配層包括一 個阻抗匹配層片層或者厚度相同的多個阻抗匹配層片層，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(jié)構(gòu)，所述阻抗匹配層片層的折射率分 布滿足如下公式
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的偏饋式衛(wèi)星電視天線，其特征在于，所述阻抗匹配層具有4個阻抗匹配層片層，即m = 4。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的偏饋式衛(wèi)星電視天線，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(jié)構(gòu)夾設在第二前基板與第二后基板之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的偏饋式衛(wèi)星電視天線，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.第二后基板的厚度為0. 1-lmm，多個第二人造微結(jié)構(gòu)的厚度為0. 01-0. 5mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的偏饋式衛(wèi)星電視天線，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(jié)構(gòu)的厚度為0. 018mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的偏饋式衛(wèi)星電視天線，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。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的偏饋式衛(wèi)星電視天線，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。
12.根據(jù)權(quán)利要求5或10所述的偏饋式衛(wèi)星電視天線，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(jù)權(quán)利要求12所述的偏饋式衛(wèi)星電視天線，其特征在于，所述偏饋式衛(wèi)星電視天線的中心頻率為11.95GHZ，其中饋源等效點到超材料面板的垂直距離s為276. 8mm ；核心層片層的折射率分布圓心與超材料面板的下邊沿的距離sy為22. 3mm ；饋源中軸線與超材料面板法線方向所成的夾角9為40度；核心層片層的層數(shù)為2層，核心層的厚度d2為2. 036mm ；阻抗匹配層片層的層數(shù)為4層，阻抗匹配層的厚度dl為4. 072mm ；核心層片層的折射率的最大值nmax為5. 575 ；核心層片層的折射率的最小值nmin為I. 6355。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的偏饋式衛(wèi)星電視天線，其特征在于，所述第一人造微結(jié)構(gòu)及第二人造微結(jié)構(gòu)均為由銅線或銀線構(gòu)成的金屬微結(jié)構(gòu)，所述金屬微結(jié)構(gòu)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。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的偏饋式衛(wèi)星電視天線，其特征在于，所述金屬微結(jié)構(gòu)呈平面雪花狀，所述金屬微結(jié)構(gòu)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。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的偏饋式衛(wèi)星電視天線，其特征在于，所述平面雪花狀的金屬微結(jié)構(gòu)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。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的偏饋式衛(wèi)星電視天線，其特征在于，所述平面雪花狀的金屬微結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)90度的圖形都與原圖重合。
18.—種衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)，包括饋源、連接饋源的高頻頭及與高頻頭連接的衛(wèi)星接收機，其特征在于，所述衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)還包括如權(quán)利要求I至17任意一項所述的偏饋式衛(wèi)星電視天線，所述偏饋式衛(wèi)星電視天線設置在饋源的后方。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種偏饋式衛(wèi)星電視天線，包括設置在饋源后方的超材料面板，超材料面板包括核心層、設置在核心層一側(cè)表面的反射板及設置在核心層另一側(cè)表面的阻抗匹配層，核心層包括厚度相同且折射率分布相同的兩個核心層片層，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(jié)構(gòu)，通過精確設計核心層片層的折射率分布，使得饋源發(fā)出的電磁波經(jīng)超材料面板后能夠以平面波的形式出射。根據(jù)本發(fā)明的偏饋式衛(wèi)星電視天線，由片狀的超材料面板代替了傳統(tǒng)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?shù)妮p薄。另外，本發(fā)明還提供了一種具有上述偏饋式衛(wèi)星電視天線的衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)。
文檔編號H01Q19/06GK102593597SQ20121005098
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月29日
發(fā)明者劉若鵬, 季春霖, 岳玉濤, 楊青 申請人:深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司