正后馈式卫星电视天线及卫星电视收发系统

摘要

本发明公开了一种正后馈式卫星电视天线，让位于一侧的卫星电视信号透过而被位于另一侧的卫星电视信号收发器所接收，包括固定于房屋窗户的超材料面板，所述超材料面板包括核心层和设置在核心层上卫星电视信号入射侧的阻抗匹配层，所述核心层包括多个厚度相同且折射率分布相同的核心层片层，每个核心层片层包括叠加在一起的呈片状的第一基材、第二基材以及置于所述第一基材和第二基材之间的多个人造微结构，所述卫星电视信号收发器与所述核心层片层的中心的连线垂直于所述核心层片层。本发明正后馈式卫星电视天线，由片状的超材料面板代替了传统的抛物面天线，制造加工容易，成本低廉，且产品的一致性高。本发明还提供了一种卫星电视收发系统。

主权项

一种正后馈式卫星电视天线，其特征在于，所述正后馈式卫星电视天线让位于一侧的卫星电视信号透过而被位于另一侧的卫星电视信号收发器所接收或让由位于一侧的卫星电视信号收发器产生的卫星电视信号透过而从另一侧发出，包括固定于房屋窗户的超材料面板，所述超材料面板包括核心层和设置在核心层上卫星电视信号入射侧的阻抗匹配层，所述核心层包括多个厚度相同且折射率分布相同的核心层片层，每个核心层片层包括叠加在一起的呈片状的第一基材、第二基材以及置于所述第一基材和第二基材之间的多个人造微结构，所述卫星电视信号收发器与所述核心层片层的中心的连线垂直于所述核心层片层；以所述核心层片层所在的平面为xoy坐标面，将所述核心层片层的中心作为原点O，以指向卫星的方向为y轴的正向，以通过原点O并垂直于xoy坐标面的直线为z轴，且以指向卫星的方向为z轴的正向，建立xyz三维直角坐标系，则所述核心层片层上任意一点的折射率n(x，y，0)为：$n(x,y,0)=n_{\max }-\frac{\mathrm{dis}-v_{\mathrm{segment}}}{\bar{D}},$dis＝d₁+d₂,$d_1=\sqrt{x^2+y^2+z_{\mathrm{source}}^2},$d₂＝sinαcosβ(x‑x_A)‑sinβ(y‑y_A),v_segment＝ss+λ*num_segment,ss＝‑sinαcosβx_A+sinβy_A‑cosαcosβz_source,${\mathrm{num}}_{\mathrm{segment}}=\mathrm{floor}\left(\frac{\mathrm{dis}-\mathrm{ss}}{\lambda }\right),$$\bar{D}=\frac{\lambda }{n_{\max }-n_{\min }},$其中，n_max表示核心层片层的折射率的最大值；n_min表示核心层片层的折射率的最小值；α、β分别为卫星的方位角和仰角，方位角是卫星与正南方向之间的夹角，记南偏西为正值、南偏东为负值，仰角是卫星与水平面之间的夹角；(x_A，y_A，0)表示卫星在核心层片层上的投影点与原点O的连线OA与核心层片层边界的交点A，其坐标为：$\left\{\begin{array}{c}{x}_A=-\frac{L}{2}\sin \gamma \\ y_A=\frac{L}{2}\cos \gamma \\ 0\end{array}\right.,$L表示核心层片层上以OA连线为半径所形成的圆的直径；γ表示卫星在核心层片层上的投影点与原点O的连线OA与y轴之间的夹角，γ为：$\gamma ={\tan }^{-1}\left(\frac{\sin \alpha \cos \beta }{\sin \beta }\right),$γ取正值，y轴逆时针旋转γ角度得到直线OA，γ取负值，y轴顺时针旋转γ角度得到直线OA；λ表示卫星电视信号的波长；floor表示向下取整；(0，0，z_source)表示等效虚拟点源的坐标。