專利名稱：一種基于超材料衛(wèi)星天線的商業(yè)液晶顯示屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種商業(yè)液晶顯示屏，尤其涉及一種基于超材料衛(wèi)星天線的商業(yè)液晶顯示屏。
背景技術(shù)：
目前城市各類高層建筑外表面上均設(shè)置有商業(yè)液晶顯示屏，主要用來(lái)播放廣告，例如設(shè)置于紐約時(shí)代廣場(chǎng)的商業(yè)液晶顯示屏、設(shè)置于各類步行街高層建筑上的商業(yè)液晶顯示屏等。該些商業(yè)液晶顯示屏主要用于顯示產(chǎn)品的廣告信息或廠家信息。然而該類液晶顯示屏中的廣告信息或廠家信息是固設(shè)于液晶顯示屏內(nèi)，如果想要更換廣告信息需要重新燒錄新的廣告信息，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)更換。另外，該類商業(yè)液晶顯示屏的使用場(chǎng)合太小，不能接收和播放從衛(wèi)星傳來(lái)的衛(wèi)星電視信號(hào)，其主要原因是現(xiàn)有的衛(wèi)星天線均由呈拋物面形狀的反射面和位于反射面焦點(diǎn)的饋源和高頻頭構(gòu)成，拋物面形狀的反射面用于接收由衛(wèi)星傳來(lái)的微弱信號(hào)并將其匯聚于焦點(diǎn)處的饋源和高頻頭內(nèi)。拋物面形狀的反射面使得其不能和現(xiàn)有的平板狀的商業(yè)液晶顯示屏有效集合，且拋物面形狀的反射面加工精度要求很高、體積較大、造價(jià)昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提出一種基于超材料衛(wèi)星天線的商業(yè)液晶顯示屏。該商業(yè)液晶顯示屏中的超材料衛(wèi)星天線加工簡(jiǎn)單、造價(jià)較低且形狀為平板狀、體積較小，其能與現(xiàn)有的商業(yè)液晶顯示屏很好的集合，且安裝和維護(hù)簡(jiǎn)單。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是，提出一種基于超材料衛(wèi)星天線的商業(yè)液晶顯示屏，其包括用于接收衛(wèi)星信號(hào)的超材料衛(wèi)星天線系統(tǒng)，用于顯示廣告信息的液晶顯示屏；所述超材料衛(wèi)星天線系統(tǒng)包括高頻頭、豎直放置的平板超材料以及位于所述平板超材料背部的反射板，所述平板超材料包括多層超材料片層，每層超材料片層包括基材以及周期排布于基材上的人造微結(jié)構(gòu)，所述超材料片層上按照折射率分布劃分為多個(gè)帶狀區(qū)域，以高頻頭等效虛擬點(diǎn)源在所述超材料片層平面的垂直投影點(diǎn)為圓心，所述多個(gè)帶狀區(qū)域上相同半徑處的折射率相同，每一帶狀區(qū)域上隨著半徑的增大折射率逐漸減小，相鄰兩個(gè)帶狀區(qū)域，靠近圓心側(cè)的帶狀區(qū)域的折射率最小值小于遠(yuǎn)離圓心側(cè)的帶狀區(qū)域的折射率最大值。進(jìn)一步地，所述每一帶狀區(qū)域上，隨著半徑的增大，折射率值均從所述超材料片層所具有的最大折射率值逐漸減小為所述超材料片層所具有的最小折射率值。
進(jìn)一步地，所述高頻頭傾斜放置，所述高頻頭的最高點(diǎn)與所述平板超材料的下邊沿在同一水平面上，所述高頻頭的對(duì)稱軸線與所述平板超材料的交點(diǎn)記為坐標(biāo)原點(diǎn)，所述超材料片層縱剖面的折射率值隨著縱坐標(biāo)y值變化，其折射率分布n(y)滿足如下公式
權(quán)利要求
1.一種基于超材料衛(wèi)星天線的商業(yè)液晶顯示屏，其特征在于包括用于接收衛(wèi)星信號(hào)的超材料衛(wèi)星天線系統(tǒng)，用于顯示廣告信息的液晶顯示屏；所述超材料衛(wèi)星天線系統(tǒng)包括高頻頭、豎直放置的平板超材料以及位于所述平板超材料背部的反射板，所述平板超材料包括多層超材料片層，每層超材料片層包括基材以及周期排布于基材上的人造微結(jié)構(gòu)，所述超材料片層上按照折射率分布劃分為多個(gè)帶狀區(qū)域，以高頻頭等效虛擬點(diǎn)源在所述超材料片層平面的垂直投影點(diǎn)為圓心，所述多個(gè)帶狀區(qū)域上相同半徑處的折射率相同，每一帶狀區(qū)域上隨著半徑的增大折射率逐漸減小，相鄰兩個(gè)帶狀區(qū)域，靠近圓心側(cè)的帶狀區(qū)域的折射率最小值小于遠(yuǎn)離圓心側(cè)的帶狀區(qū)域的折射率最大值。
2.如權(quán)利要求2所述的商業(yè)液晶顯示屏，其特征在于所述每一帶狀區(qū)域上，隨著半徑的增大，折射率值均從所述超材料片層所具有的最大折射率值逐漸減小為所述超材料片層所具有的最小折射率值。
3.如權(quán)利要求I或2所述的商業(yè)液晶顯示屏，其特征在于所述高頻頭傾斜放置，所述高頻頭的最高點(diǎn)與所述平板超材料的下邊沿在同一水平面上，所述高頻頭的對(duì)稱軸線與所述平板超材料的交點(diǎn)記為坐標(biāo)原點(diǎn)，所述超材料片層縱剖面的折射率值隨著縱坐標(biāo)y值變化，其折射率分布n(y)滿足如下公式(、(nmax-nmin)*[d1 + d2-ss-A*floor(dl+^2~SS)] n(y) = nmax------； di = Vx2 + (y-y2)2;d2 = (H-h-y) *sin y ； h+$*cos0 X2 = ~2-+ ds * COS0; Ltan0sy2 = —h — ^ * cos0 + ds * sin0； 其中，floor函數(shù)表示向下取值函數(shù)，0為所述高頻頭對(duì)稱軸與水平面夾角，Y為衛(wèi)星與所述平板超材料平面的法線方向的夾角，h為坐標(biāo)原點(diǎn)距平板超材料下邊沿的距離，H為平板超材料的總長(zhǎng)度，d為高頻頭口徑面的直徑，ds為高頻頭等效虛擬點(diǎn)源與高頻頭口徑面中心點(diǎn)的距離，A為衛(wèi)星輻射的電磁波波長(zhǎng)，n_為超材料片層所具有的最大折射率值，nmin為超材料片層所具有的最小折射率值。
4.如權(quán)利要求3所述的商業(yè)液晶顯示屏，其特征在于所述超材料片層還包括覆蓋層，所述覆蓋層材質(zhì)與所述基材材質(zhì)相同，均由FR-4、F4B或PS材料制成。
5.如權(quán)利要求3所述的商業(yè)液晶顯示屏，其特征在于所述平板超材料還包括外層阻抗匹配層以及內(nèi)層阻抗匹配層，所述外層阻抗匹配層的折射率分布H1 (y)與所述超材料片層的折射率分布n(y)的對(duì)應(yīng)關(guān)系為 H1 (y) = nmin+ ((2. 545-nmin) * (n (y) -nmin) / (nmax-nmin))； 所述內(nèi)層阻抗匹配層的折射率分布n2(y)與所述超材料片層的折射率分布n(y)的對(duì)應(yīng)關(guān)系為 n2 (y) = Iiniin+ ((3. 94-nmin) * (n (y) -nmin) / (nmax-nmin))。
6.如權(quán)利要求5所述的商業(yè)液晶顯示屏，其特征在于所述平板超材料包括兩層超材料片層，每層超材料片層、外層阻抗匹配層以及內(nèi)側(cè)阻抗匹配層厚度相同，均由0. 254毫米厚度的覆蓋層、0. 038毫米厚度的微結(jié)構(gòu)以及0. 254毫米厚度的基材構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求3所述的商業(yè)液晶顯示屏，其特征在于所述人造微結(jié)構(gòu)為人造金屬微結(jié)構(gòu)，所述人造金屬微結(jié)構(gòu)通過(guò)蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻的方法附著于所述基材上。
8.如權(quán)利要求7所述的商業(yè)液晶顯示屏，其特征在于所述金屬微結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D案呈各向同性。
9.如權(quán)利要求8所述的商業(yè)液晶顯示屏，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(zhǎng)度相同，所述第一金屬線兩端連接有相同長(zhǎng)度的兩個(gè)第一 金屬分支，所述第一金屬線兩端連接在兩個(gè)第一金屬分支的中點(diǎn)上，所述第二金屬線兩端連接有相同長(zhǎng)度的兩個(gè)第二金屬分支，所述第二金屬線兩端連接在兩個(gè)第二金屬分支的中點(diǎn)上，所述第一金屬分支與第二金屬分支的長(zhǎng)度相等。
10.如權(quán)利要求8所述的商業(yè)液晶顯示屏，其特征在于所述平面雪花狀的金屬微結(jié)構(gòu)的每個(gè)第一金屬分支及每個(gè)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(yīng)的第三金屬分支的中點(diǎn)分別與第一金屬分支及第二金屬分支的端點(diǎn)相連。
11.如權(quán)利要求8所述的商業(yè)液晶顯示屏，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(shè)置有兩個(gè)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(diǎn)的軸線向任意方向旋轉(zhuǎn)90度的圖形都與原圖重合。
12.如權(quán)利要求6所述的商業(yè)液晶顯示屏，其特征在于所述高頻頭對(duì)稱軸與水平面所成夾角9為32°，衛(wèi)星與所述平板超材料平面的法線方向夾角Y為35。，坐標(biāo)原點(diǎn)距平板超材料下邊沿距離h為247. 2毫米，高頻頭口徑面直徑d為47. 2毫米，虛擬點(diǎn)源與高頻頭口徑面中心點(diǎn)距離ds為I毫米，平板超材料折射率最小值nmin為I. 48，平板超材料折射率最大值nmax為5. 07。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于超材料衛(wèi)星天線的商業(yè)液晶顯示屏，其包括用于接收衛(wèi)星信號(hào)的超材料衛(wèi)星天線系統(tǒng)，用于顯示廣告信息的液晶顯示屏；所述超材料衛(wèi)星天線系統(tǒng)包括高頻頭、豎直放置的平板超材料以及位于所述平板超材料背部的反射板，所述平板超材料包括多層超材料片層，每層超材料片層包括基材以及周期排布于基材上的人造微結(jié)構(gòu)。本發(fā)明采用超材料原理制備平板超材料衛(wèi)星天線，并使其與現(xiàn)有的商業(yè)液晶顯示屏很好的集合成一體，使得商業(yè)液晶顯示屏能根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)實(shí)時(shí)更換顯示畫面，并能播放衛(wèi)星信號(hào)。同時(shí)，本發(fā)明基于超材料衛(wèi)星天線的商業(yè)液晶顯示屏制備工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、體積小、便于安裝維護(hù)。
文檔編號(hào)H01Q19/06GK102683803SQ201210133000
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者劉若鵬, 季春霖, 岳玉濤, 李星昆, 殷俊 申請(qǐng)人:深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司