本发明专利技术公开了一种前馈式卫星电视天线，包括超材料面板，超材料面板包括核心层反射板，核心层包括核心层片层，核心层片层包括圆形区域及分布在圆形区域周围的多个环形区域，圆形区域及环形区域内相同半径处的折射率相同，在圆形区域及环形区域各自的区域内随着半径的增大折射率逐渐减小，圆形区域的折射率的最小值小于与其相邻的环形区域的折射率的最大值，相邻两个环形区域，处于内侧的环形区域的折射率的最小值小于处于外侧的环形区域的折射率的最大值。根据本发明专利技术的前馈式卫星电视天线，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，成本更加低廉。另外，本发明专利技术还提供了一种具有上述前馈式卫星电视天线的卫星电视接收系统。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信领域，更具体地说，涉及一种前馈式卫星电视天线及其卫星电视接收系统。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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、制造成本低的前馈式卫星电视天线。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种前馈式卫星电视天线，所述前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及设置在核心层一侧表面的反射板，所述核心层包括至少一个核心层片层，所述核心层片层包括片状的基材以及设置在基材上的多个人造孔结构，所述核心层片层按照折射率分布可划分为位于中间位置的圆形区域以及分布在圆形区域周围且与所述圆形区域共圆心的多个环形区域，所述圆形区域及环形区域内相同半径处的折射率相同，且在圆形区域及环形区域各自的区域内随着半径的增大折射率逐渐减小，所述圆形区域的折射率的最小值小于与其相邻的环形区域的折射率的最大值，相邻两个环形区域，处于内侧的环形区域的折射率的最小值小于处于外侧的环形区域的折射率的最大值。进一步地，所述核心层包括多个折射率分布相同且相互平行的核心层片层。进一步地，所述超材料面板还包括设置在核心层另一侧的匹配层，以实现从空气到核心层的折射率匹配。进一步地，所述圆心为核心层片层的中心，所述圆形区域以及多个环形区域的折射率变化范围相同，所述核心层片层的折射率n(r)分布满足如下公式n(r) = Jl2^r2-I-U . max2d，其中，n(r)表示核心层片层上半径为r处的折射率值；I为馈源到与其靠近的匹配层的距离，或I为馈源到核心层的距离；d为核心层的厚度，d= λ 2Inmax _nmm)，nfflax表示核心层片层上的折射率最大值；·Iiniin表示核心层片层上的折射率最小值；k = floor,)，floor 表示向下取整数。进一步地，所述匹配层包括多个匹配层片层，每一匹配层片层具有单一的折射率，所述匹配层的多个匹配层片层的折射率均满足以下公式_8] nil) =+Timm) IlY ;其中，m表示匹配层的总层数，i表示匹配层片层的编号，其中，靠近核心层的匹配层片层的编号为m。进一步地，所述每一匹配层片层包括材料相同的第一基板及第二基板，所述第一基板与第二基板之间填充空气。进一步地，所述核心层的每一核心层片层的多个人造孔结构形状相同，所述多个人造孔结构中填充有折射率大于基材的介质，所述圆形区域及环形区域内相同半径处的多个人造孔结构具有相同的体积，且在圆形区域及环形区域各自的区域内随着半径的增大人造孔结构的体积逐渐减小，所述圆形区域内体积最小的人造孔结构的体积小于与其相邻的环形区域内体积最大的人造孔结构的体积，相邻两个环形区域，处于内侧的环形区域内体积最小的人造孔结构的体积小于处于外侧的环形区域内体积最大的人造孔结构的体积。进一步地，所述核心层的每一核心层片层的多个人造孔结构形状相同，所述多个人造孔结构中填充有折射率小于基材的介质，所述圆形区域及环形区域内相同半径处的多个人造孔结构具有相同的体积，且在圆形区域及环形区域各自的区域内随着半径的增大人造孔结构的体积逐渐增大，所述圆形区域内体积最大的人造孔结构的体积大于与其相邻的环形区域内体积最小的人造孔结构的体积，相邻两个环形区域，处于内侧的环形区域内体积最大的人造孔结构的体积大于处于外侧的环形区域内体积最小的人造孔结构的体积。进一步地，所述人造孔结构为圆柱孔。根据本专利技术的前馈式卫星电视天线，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，成本更加低廉。本专利技术还提供了一种卫星电视接收系统，包括馈源、高频头及卫星接收机，所述卫星电视接收系统还包括上述的前馈式卫星电视天线，所述前馈式卫星电视天线设置在馈源的后方。附图说明图I是本专利技术的前馈式卫星电视天线的结构示意图2是本专利技术一种形式的超材料单元的结构示意图；图3是本专利技术的核心层片层的折射率分布示意图；图4是本专利技术的一种形式的核心层的结构示意图；图5是本专利技术的另一种形式的核心层的结构示意图；图6是本专利技术的匹配层的结构示意图。具体实施方式 如图I至图6所示，根据本专利技术前馈式卫星电视天线包括设置在馈源I后方的超材料面板100,所述超材料面板100包括核心层10及设置在核心层10 —侧表面的反射板200，所述核心层10包括至少一个核心层片层11，所述核心层片层包括片状的基材13以及设置在基材13上的多个人造孔结构12，所述核心层片层11按照折射率分布可划分为位于中间位置的圆形区域Y以及分布在圆形区域Y周围且与所述圆形区域共圆心的多个环形区域(图中分别用Hl，H2，H3，H4，H5表示)，所述圆形区域Y及环形区域内相同半径处的折射率相同，且在圆形区域及环形区域各自的区域内随着半径的增大折射率逐渐减小，所述圆形区域的折射率的最小值小于与其相邻的环形区域的折射率的最大值，相邻两个环形区域，处于内侧的环形区域的折射率的最小值小于处于外侧的环形区域的折射率的最大值。核心层片层11按照折射率划分为圆形区域与多个环形区域是为了更好的描述本专利技术，并不意味着本专利技术的核心层片层11具有此种实际结构。本专利技术中，馈源I设置在超材料面板的中轴线上，即馈源与核心层片层11的中心的连线与超材料面板的中轴线重合。馈源I与超材料面板100均有支架支撑，图中并未示出支架，其不是本专利技术的核心，采用传统的支撑方式即可。另外馈源优选为喇叭天线。此处的环形，既包括图3中完整的环形区域，也包括图3中不完整的环形区域。图中的核心层片层11呈方形，当然，也可以是其它形状，例如圆柱形，当其为圆柱形时，所有环形区域都可以是完整的环形区域。另外，图3中，也可以没有环形区域H4及H5，此时的H4及H5可以是均匀的折射率分布(即H4及H5的位置上不设置人造孔结构)。另外，反射板为具有光滑的表面的金属反射板，例如可以是抛光的铜板、铝板或铁板等。如图I及图5所示，所述核心层10包括多个折射率分布相同且相互平行的核心层片层11。多个核心层片层11紧密贴合，相互之间可以通过双面本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种前馈式卫星电视天线，其特征在于，所述前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及设置在核心层一侧表面的反射板，所述核心层包括至少一个核心层片层，所述核心层片层包括片状的基材以及设置在基材上的多个人造孔结构，所述核心层片层按照折射率分布可划分为位于中间位置的圆形区域以及分布在圆形区域周围且与所述圆形区域共圆心的多个环形区域，所述圆形区域及环形区域内相同半径处的折射率相同，且在圆形区域及环形区域各自的区域内随着半径的增大折射率逐渐减小，所述圆形区域的折射率的最小值小于与其相邻的环形区域的折射率的最大值，相邻两个环形区域，处于内侧的环形区域的折射率的最小值小于处于外侧的环形区域的折射率的最大值。
【技术特征摘要】
1.一种前馈式卫星电视天线，其特征在于，所述前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及设置在核心层一侧表面的反射板，所述核心层包括至少一个核心层片层，所述核心层片层包括片状的基材以及设置在基材上的多个人造孔结构，所述核心层片层按照折射率分布可划分为位于中间位置的圆形区域以及分布在圆形区域周围且与所述圆形区域共圆心的多个环形区域，所述圆形区域及环形区域内相同半径处的折射率相同，且在圆形区域及环形区域各自的区域内随着半径的增大折射率逐渐减小，所述圆形区域的折射率的最小值小于与其相邻的环形区域的折射率的最大值，相邻两个环形区域，处于内侧的环形区域的折射率的最小值小于处于外侧的环形区域的折射率的最大值。2.根据权利要求I所述的前馈式卫星电视天线，其特征在于，所述核心层包括多个折射率分布相同且相互平行的核心层片层。3.根据权利要求2所述的前馈式卫星电视天线，其特征在于，所述超材料面板还包括设置在核心层另一侧的匹配层，以实现从空气到核心层的折射率匹配。4.根据权利要求3所述的前馈式卫星电视天线，其特征在于，所述圆心为核心层片层的中心，所述圆形区域以及多个环形区域的折射率变化范围相同，所述核心层片层的折射率n(r)分布满足如下公式 ,、 V/2+,2 -i-u n(r)=w腿—Yd~; 其中，n(r)表示核心层片层上半径为r处的折射率值； I为馈源到与其靠近的匹配层的距离，或I为馈源到核心层的距离； d为核心层的厚度，d= AV max mm, nfflax表示核心层片层上的折射率最大值； Iimin表示核心层片层上的折射率最小值； k = floor+工，)，floor表示向下取整数。5.根据权利要求4所述的前馈式卫星电视天线，其特征在于，所述匹配层包括多个匹配层片层，每一匹配层片层具有单一的折射率，所述匹配层的多个匹配层片层的折射率均...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘若鹏，季春霖，岳玉涛，王今金，洪运南，
申请(专利权)人：深圳光启高等理工研究院，深圳光启创新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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