[发明专利]一种超材料卫星天线及卫星接收系统

摘要

本发明公开了一种超材料卫星天线，所述超材料卫星天线包括信号收发器以及固定在竖直墙壁上的超材料平板，所述超材料平板包括单层核心层及设置在核心层后表面的网格反射板，所述核心层包括基板及附着在基板前表面的多个人造微结构，所述基板后表面附着有所述反射板，并且，由片状的超材料平板代替传统的抛物面天线，制造加工更加容易，成本更加低廉，另外依此设计的超材料平板整体厚度在毫米级别，相当的轻薄，本发明通过采用特殊的人造微结构，使得卫星天线具有频率选择的功能。本发明还提供了一种卫星接收系统。

主权项

一种超材料卫星天线，其特征在于，所述超材料卫星天线包括信号收发器以及固定在竖直墙壁上的超材料平板，所述超材料平板包括单层核心层及设置在核心层后表面的反射板，所述核心层包括基板及附着在基板前表面的多个人造微结构，所述基板后表面附着有所述反射板；所述反射板为网格状反射板；所述每个人造微结构包括多条自一中心点向外螺旋延伸且互不相交的螺旋线；所述单层核心层的折射率分布满足如下公式： n ( x , y , 0 ) = n max - dis - v segment D ‾ ; vsegment=ss+λ*numsegment； num segment = floor ( dis - ss λ ) ; D ‾ = λ n max - n min ; dis=d1+d2； d 1 = x 2 + ( y - y source ) 2 + z source 2 ; d2=sinγ*(L/2‑y)；ss=sinγ*(L/2‑yvirtual)‑cosγ*zvirtual；以上公式是在超材料平板上建立坐标系，其中超材料平板中心点为坐标原点（0，0，0），卫星在所述竖直墙壁上的投影点、超材料平板的中心点以及信号收发器在所述竖直墙壁上的投影点三点共线，所述三点的共线为y轴，且朝卫星在所述竖直墙壁上的方向为正，垂直所述超材料平板为z轴，且朝墙壁面外为正；其中，n(x，y，0)表示核心层上任意一点的折射率值；L表示核心层被坐标面yoz所截的有效长度；nmax表示核心层的折射率的最大值；nmin表示核心层的折射率的最小值；λ表示卫星电视天线接收的电磁波的波长；γ表示从特定卫星发出的电磁波在超材料平板表面入射时与超材料平板法线所成的夹角；floor表示向下取整；(xsource，ysource，zsource)表示信号收发器等效点的坐标；(xvirtual，yvirtual，zvirtual)表示信号收发器等效点相对于坐标面xoy的对称点的坐标。