[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，包括设置在信号收发器后方的超材料平板，超材料平板包括核心层及设置在核心层后表面的反射板，反射板为网格状反射板，其包括多片彼此相隔相同间隙的金属片，核心层包括基板及附着在基板前表面的多个人造微结构，基板后表面附着有所述反射板，信号收发器发出的电磁波经超材料平板后，有效地降低卫星天线的副瓣电平，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，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设置在信号收发器后方的超材料平板，所述超材料平板包括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；所述核心层在法线方向上折射率保持不变，以核心层的前表面为XY平面，以信号收发器等效点在核心层前表面所在平面上的投影为坐标原点O，建立XOY的二维坐标系，所述核心层前表面任一点（x，y）的折射率满足如下公式： n ( x , y ) = n max - x 2 + y 2 + z o 2 + ( y o - y ) × sin γ - ( s + kλ ) D ; s＝2zocosγ； k = floor { x 2 + y 2 + z o 2 + ( y o - y ) × sin γ - 2 z o cos γ λ } ; D = λ 2 ( n max - n min ) ; 其中，n(x，y)表示核心层前表面任一点（x，y）的折射率；zo表示信号收发器等效点到核心层前表面的垂直距离；yo表示该核心层的前表面边缘与y轴正方向的交点的y坐标值；γ表示信号收发器用作发射时，其发射的电磁波经过超材料平板后，出射的平面电磁波与核心层法线方向所成的夹角，γ不等于零；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表示超材料卫星天线的中心频率所对应的电磁波的波长；D为核心层的厚度；floor表示向下取整。