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，包括设置在馈源后方的超材料平板，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，使得馈源发出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不为零，即出射的电磁波与核心层的法线方向不同，相对于电磁波以核心层的法线方向出射，可以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，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馈源后方的超材料平板，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，以馈源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：$n_{(x,y)}=n_{\max }-\frac{\sqrt{x^2+y^2+{z_o}^2}+(y_o-y)\times \sin \gamma -(s-\mathrm{k\lambda })}{D};$s＝2z_o cosγ；$k=\mathrm{floor}\left\{\frac{\sqrt{x^2+y^2+{z_o}^2}+(y_o-y)\times \sin \gamma -2z_o\cos \gamma }{\lambda }\right\};$$D=\frac{\lambda }{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；z_o表示馈源等效点到核心层前表面的垂直距离，所述馈源等效点为电磁波在所述馈源中发生聚焦的点；y_o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表示馈源用作发射时，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；n_max表示核心层的折射率的最大值；n_min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。