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1、(10)申请公布号 CN 103036046 A (43)申请公布日 2013.04.10 CN 103036046 A *CN103036046A* (21)申请号 201110242684.2 (22)申请日 2011.08.23 H01Q 15/00(2006.01) H01Q 15/02(2006.01) H01Q 19/06(2006.01) H04N 7/20(2006.01) (71)申请人 深圳光启高等理工研究院 地址 518000 广东省深圳市南山区高新区中 区高新中一道 9 号软件大厦 申请人 深圳光启创新技术有限公司 (72)发明人 刘若鹏 季春霖 岳玉涛 洪运南 (54。
2、) 发明名称 一种后馈式卫星电视天线及其卫星电视接收 系统 (57) 摘要 本发明公开了一种后馈式卫星电视天线， 包 括设置在馈源前方的发散元件以及超材料面板， 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 人造微结构， 所述核心层片层的折射率呈圆形分 布， 且相同半径处的折射率相同， 随着半径的增大 折射率逐渐减小。根据本发明的后馈式卫星电视 天线， 由片状的超材料面板代替了传统的抛物面 天线， 制造加工更加容易， 成本更加低廉。 另外， 本 发明还提供了一种具有上述后馈式卫星电视天线 的卫星电视接收系统。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 。
3、页 说明书 8 页 附图 10 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 8 页 附图 10 页 1/2 页 2 1. 一种后馈式卫星电视天线， 其特征在于， 所述后馈式卫星电视天线包括设置在馈源 前方的具有电磁波发散功能的发散元件以及设置在发散元件前方的超材料面板， 所述超材 料面板包括核心层， 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微结构， 所述核心层片层的折射率呈圆形分布， 且相同半 径处的折射率相同， 随着半径的增大折射率逐渐减小。 2. 根据权利要求 1 所述的后馈式卫星电视天线，。
4、 其特征在于， 所述核心层片层还包括 覆盖人造微结构的填充层。 3. 根据权利要求 2 所述的后馈式卫星电视天线， 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。 4. 根据权利要求 3 所述的后馈式卫星电视天线， 其特征在于， 所述超材料面板还包括 设置在核心层两侧的匹配层， 以实现从空气到核心层的折射率匹配。 5. 根据权利要求 4 所述的后馈式卫星电视天线， 其特征在于， 所述核心层片层的折射 率以其中心为圆心呈圆形分布， 所述核心层片层的折射率 n(r) 分布满足如下公式 ： 其中， n(r) 表示核心层片层上半径为 r 处的折射率值 ； l 为馈源到与其靠近。
5、的匹配层的距离， 或 l 为馈源到核心层的距离 ； d 为核心层的厚度， R 表示最大半径 ； nmax表示核心层片层上的折射率最大值 ； nmin表示核心层片层上的折射率最小值。 6. 根据权利要求 5 所述的后馈式卫星电视天线， 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， 核心层两侧的匹配层的多个匹配层片层的 折射率均满足以下公式 ： 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。 7. 根据权利要求 6 所述的后馈式卫星电视天线， 其特征在于， 所述每一匹配层片层包 括材料相同的第一基板及。
6、第二基板， 所述第一基板与第二基板之间填充空气。 8.根据权利要求2至7任意一项所述的后馈式卫星电视天线， 其特征在于， 所述核心层 的每一核心层片层的多个人造微结构形状相同， 相同半径处的多个人造微结构具有相同的 几何尺寸， 且随着半径的增大人造微结构的几何尺寸逐渐减小。 9. 根据权利要求 1 所述的后馈式卫星电视天线， 其特征在于， 所述发散元件为凹透镜。 10. 根据权利要求 1 所述的后馈式卫星电视天线， 其特征在于， 所述发散元件为发散超 材料面板， 所述发散超材料面板包括至少一个发散片层， 所述发散片层的折射率以其中心 为圆心呈圆形分布， 且相同半径处的折射率相同， 随着半径的增。
7、大折射率逐渐减小。 11. 一种卫星电视接收系统， 包括馈源、 高频头及卫星接收机， 其特征在于， 所述卫星电 权 利 要 求 书 CN 103036046 A 2 2/2 页 3 视接收系统还包括如权利要求1至10任意一项所述的后馈式卫星电视天线， 所述后馈式卫 星电视天线设置在馈源的前方。 权 利 要 求 书 CN 103036046 A 3 1/8 页 4 一种后馈式卫星电视天线及其卫星电视接收系统 技术领域 0001 本发明涉及通信领域， 更具体地说， 涉及一种后馈式卫星电视天线及其卫星电视 接收系统。 背景技术 0002 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。
8、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。
9、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。 0003 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。 0004 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。 发明内容 0005 本发明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、 制造成本低的后馈式卫星电。
10、视天线。 0006 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 ： 一种后馈式卫星电视天线， 所述后 馈式卫星电视天线包括设置在馈源前方的具有电磁波发散功能的发散元件以及设置在发 散元件前方的超材料面板， 所述超材料面板包括核心层， 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微结构， 所述核心层 片层的折射率呈圆形分布， 且相同半径处的折射率相同， 随着半径的增大折射率逐渐减小。 0007 进一步地， 所述核心层片层还包括覆盖人造微结构的填充层。 0008 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。 0009 进一步地， 。
11、所述超材料面板还包括设置在核心层两侧的匹配层， 以实现从空气到 核心层的折射率匹配。 0010 进一步地， 所述核心层片层的折射率以其中心为圆心呈圆形分布， 所述核心层片 层的折射率 n(r) 分布满足如下公式 ： 0011 说 明 书 CN 103036046 A 4 2/8 页 5 0012 其中， n(r) 表示核心层片层上半径为 r 处的折射率值 ； 0013 l 为馈源到与其靠近的匹配层的距离， 或 l 为馈源到核心层的距离 ； 0014 d 为核心层的厚度， 0015 R 表示最大半径 ； 0016 nmax表示核心层片层上的折射率最大值 ； 0017 nmin表示核心层片层上的折。
12、射率最小值。 0018 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， 核心层两侧的匹配层的多个匹配层片层的折射率均满足以下公式 ： 0019 0020 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。 0021 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。 0022 进一步地， 所述核心层的每一核心层片层的多个人造微结构形状相同， 相同半径 处的多个人造微结构具有相同的几何尺寸， 且随着半径的增大人造微结构的几何尺寸逐渐 减小。 0023 进一。
13、步地， 所述发散元件为凹透镜。 0024 进一步地， 所述发散元件为发散超材料面板， 所述发散超材料面板包括至少一个 发散片层， 所述发散片层的折射率以其中心为圆心呈圆形分布， 且相同半径处的折射率相 同， 随着半径的增大折射率逐渐减小。 0025 根据本发明的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， 制造加工更加容易， 成本更加低廉。并且， 超材料面板与馈源之间设置有具有电磁波发 散功能的发散元件， 这样， 在馈源接收电磁波的范围一定的情况下 ( 即超材料面板的接收 电磁波辐射的范围一定的情况下 )， 相较于不加发散元件， 馈源与超材料面板之间的距离减 小， 从而可。
14、以大大缩小天线的体积。 0026 本发明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后馈式卫星电视天线， 所述后馈式卫星电视天线设置在馈源 的前方。 附图说明 0027 图 1 是本发明的后馈式卫星电视天线的结构示意图 ； 0028 图 2 是本发明一种形式的超材料单元的透视示意图 ； 0029 图 3 是本发明的核心层片层的折射率分布示意图 ； 0030 图 4 是本发明的一种形式的核心层片层的结构示意图 ； 0031 图 5 是本发明的匹配层的结构示意图 ； 0032 图 6 是本发明的发散片层的折射率分布示意图 ； 0033 图 7。
15、 是本发明一种形式的的发散片层的结构示意图 ； 说 明 书 CN 103036046 A 5 3/8 页 6 0034 图 8 是图 7 去掉基材后的正视图 ； 0035 图 9 是具有多个如图 7 所示的发散片层的发散超材料面板的结构示意图 ； 0036 图 10 是本发明另一种形式的发散片层的结构示意图 ； 0037 图 11 是具有多个如图 10 所示的发散片层的发散超材料面板的结构示意图。 具体实施方式 0038 如图 1 至图 5 所示， 根据本发明后馈式卫星电视天线包括设置在馈源 1 前方的具 有电磁波发散功能的发散元件 200， 以及设置在发散元件 200 前方的超材料面板 10。
16、0， 所述 超材料面板 100 包括核心层 10， 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上的多个人造微结构12， 所述核心层片层11的折 射率以其中心为圆心呈圆形分布， 相同半径处的折射率相同， 且随着半径的增大折射率逐 渐减小。本发明中， 馈源 1 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 1 与超材料面板 100 均有支架支撑， 图中并未出 支架， 其不是本发明的核心， 采用传统的支撑方式即可。另外馈源优选为喇叭天线。图中的 核心层片层 11 呈方形， 当然， 也可。
17、以是其它形状， 例如圆柱形。 0039 如图 1 至图 4 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胶粘接， 或者通过螺栓等固 定连接。 另外相邻的核心层片层11还包括填充层15， 填充层15可以空气， 也可以是其它介 质板， 优选为与基材 13 相同的材料制成的板状件。每一核心层片层 11 的基材 13 可以划分 为多个相同超材料单元 D， 每一超材料单元 D 由一个人造微结构 12、 单元基材 V 及单元填充 层 W 构成， 每一核心层片层 11 在厚度方向上只有一个超材料单元 D。每一超材料单元。
18、 D 可 以是完全相同的方块， 可以是立方体， 也可是长方体， 每一超材料单元 D 的长、 宽、 高几何尺 寸不大于入射电磁波波长的五分之一 ( 通常为入射电磁波波长的十分之一 )， 以使得整个 核心层对电磁波具有连续的电场和 / 或磁场响应。优选情况下， 所述超材料单元 D 为边长 是入射电磁波波长十分之一的立方体。 当然， 填充层的厚度是可以调节的， 其最小值可以至 0， 也就是说不需要填充层， 此种情况下， 基材与人造微结构组成超材料单元， 即此时超材料 单元 D 的厚度等于单元基材 V 的厚度加上人造微结构的厚度， 但是此时， 超材料单元 D 的厚 度也要满足十分之一波长的要求， 因此。
19、， 实际上， 在超材料单元 D 的厚度选定在十分之一波 长的情况下， 单元基材V的厚度越大， 则单元填充层W的厚度越小， 当然最优的情况下， 即是 如图 2 所示的情况， 即单元基材 V 的厚度等于单元填充层 W 的厚度， 且元单元基材 V 的材料 与填充层 W 的相同。 0040 本发明的人造微结构 12 优选为金属微结构， 所述金属微结构由一条或多条金属 线组成。金属线本身具有一定的宽度及厚度。本发明的金属微结构优选为具有各向同性的 电磁参数的金属微结构， 如图 2 所述的平面雪花状的金属微结构。 0041 对于具有平面结构的人造微结构， 各向同性， 是指对于在该二维平面上以任一角 度入射。
20、的任一电磁波， 上述人造微结构在该平面上的电场响应和磁场响应均相同， 也即介 电常数和磁导率相同 ； 对于具有三维结构的人造微结构， 各向同性是指对于在三维空间的 任一方向上入射的电磁波， 每个上述人造微结构在三维空间上的电场响应和磁场响应均相 同。当人造微结构为 90 度旋转对称结构时， 人造微结构即具有各向同性的特征。 说 明 书 CN 103036046 A 6 4/8 页 7 0042 对于二维平面结构， 90 度旋转对称是指其在该平面上绕一垂直于该平面且过其对 称中心的旋转轴任意旋转 90 度后与原结构重合 ； 对于三维结构， 如果具有两两垂直且共交 点 ( 交点为旋转中心 ) 的 。
21、3 条旋转轴， 使得该结构绕任一旋转轴旋转 90 度后均与原结构重 合或者与原结构以一分界面对称， 则该结构为 90 度旋转对称结构。 0043 图 2 所示的平面雪花状的金属微结构即为各向同性的人造微结构的一种形式， 所 述的雪花状的金属微结构具有相互垂直平分的第一金属线 121 及第二金属线 122， 所述第 一金属线 121 两端连接有相同长度的两个第一金属分支 1211， 所述第一金属线 121 两端连 接在两个第一金属分支1211的中点上， 所述第二金属线122两端连接有相同长度的两个第 二金属分支 1221， 所述第二金属线 122 两端连接在两个第二金属分支 1221 的中点上。。
22、 0044 已知折射率其中 为相对磁导率， 为相对介电常数， 与 合称为 电磁参数。实验证明， 电磁波通过折射率非均匀的介质材料时， 会向折射率大的方向偏折 ( 向折射率大的超材料单元偏折 )。因此本发明的核心层对电磁波具有汇聚作用， 合理设计 核心层的折射率分布， 可以使得卫星发出的电磁波通过核心层后汇聚到馈源上。在基材的 材料以及填充层的材料选定的情况下， 可以通过设计人造微结构的形状、 几何尺寸和 / 或 人造微结构在基材上的排布获得超材料内部的电磁参数分布， 从而设计出每一超材料单元 的折射率。首先从超材料所需要的效果出发计算出超材料内部的电磁参数空间分布 ( 即 每一超材料单元的电磁。
23、参数 )， 根据电磁参数的空间分布来选择每一超材料单元上的人造 微结构的形状、 几何尺寸 ( 计算机中事先存放有多种人造微结构数据 )， 对每一超材料单元 的设计可以用穷举法， 例如先选定一个具有特定形状的人造微结构， 计算电磁参数， 将得到 的结果和我们想要的对比， 循环多次， 一直到找到我们想要的电磁参数为止， 若找到了， 则 完成了人造微结构的设计参数选择 ； 若没找到， 则换一种形状的人造微结构， 重复上面的循 环， 一直到找到我们想要的电磁参数为止。如果还是未找到， 则上述过程也不会停止。也就 是说只有找到了我们需要的电磁参数的人造微结构， 程序才会停止。由于这个过程都是由 计算机完。
24、成的， 因此， 看似复杂， 其实很快就能完成。 0045 本发明中， 所述核心层的基材由陶瓷材料、 高分子材料、 铁电材料、 铁氧材料或铁 磁材料等制得。高分子材料可选用的有聚四氟乙烯、 环氧树脂、 F4B 复合材料、 FR-4 复合材 料等。例如， 聚四氟乙烯的电绝缘性非常好， 因此不会对电磁波的电场产生干扰， 并且具有 优良的化学稳定性、 耐腐蚀性， 使用寿命长。 0046 本发明中， 所述金属微结构为铜线或银线等金属线。 上述的金属线可以通过蚀刻、 电镀、 钻刻、 光刻、 电子刻或离子刻的方法附着在基材上。 当然， 也可以采用三维的激光加工 工艺。 0047 如图 1 所示， 为本发明第。
25、一实施例的超材料面板的结构示意图， 在本实施例中， 所 述超材料面板还包括设置在核心层两侧的匹配层 20， 以实现从空气到核心层 10 的折射率 匹配。我们知道， 介质之间的折射率相差越大， 则电磁波从一介质入射到另一介质时， 反射 越大， 反射大， 意味着能量的损失， 这时候就需要折射率的匹配， 已知折射率其中 为相对磁导率， 为相对介电常数， 与合称为电磁参数。 我们知道空气的折射率为 1， 因此， 在设计匹配层时， 电磁波入射侧的匹配层这样设计， 即靠近空气的一侧的折射率与 空气基本相同， 靠近核心层的一侧的折射率与其相接的核心层片层折射率基本相同即可 ； 而电磁波出射侧的匹配层设计则相。
26、对核心层对称过来即可。这样， 就实现了核心层的折射 说 明 书 CN 103036046 A 7 5/8 页 8 率匹配， 减小了反射， 即能量损失可以大大的降低， 这样电磁波可以传输的更远。 0048 本实施例中， 如图 1 及图 3 所示， 所述核心层片层 11 的折射率以其中心 O 为圆心 呈圆形分布， 所述核心层片层 11 的折射率 n(r) 分布满足如下公式 ： 0049 0050 其中， n(r) 表示核心层片层上半径为 r 处的折射率值 ； 也即核心层片层上半径为 r 的超材料单元 D 的折射率 ； 此处半径指的是每一单元基材 V 的中点到核心层片层的中心 O(圆心)的距离， 此。
27、处的单元基材V的中点， 指的是单元基材V与中点O同一平面的一表面 的中点。 0051 l 为馈源 1 到与其靠近的匹配层 20 的距离 ； 0052 d 为核心层的厚度， 0053 R 表示最大半径 ； 0054 nmax表示核心层片层 11 上的折射率最大值 ； 0055 nmin表示核心层片层 11 上的折射率最小值 ； 0056 由公式(1)、 公式(2)所确定的核心层10， 能够保证卫星发出的电磁波汇聚到馈源 上。这个通过计算机模拟仿真， 或者利用光学原理可以得到 ( 即利用光程相等计算 )。 0057 本实施例中， 核心层片层11的厚度是一定的， 通常在入射电磁波波长的五分之 一以下。
28、， 优选是入射电磁波波长的十分之一。 这样， 在设计时， 如果选定了核心层片层11 的层数， 则核心层的厚度 d 就已经确定了， 因此， 对于不同频率的后馈式卫星电视天线 ( 波 长不同 )， 由公式 (2) 我们知道， 通过合理设计 (nmax-nmin) 的值， 就可以得到任意我们想要 的频率的后馈式卫星电视天线。例如， C 波段和 Ku 波段。C 波段的频率范围是 3400MHz 4200MHz。Ku 波段的频率 10.7 12.75GHz， 其中可分为 10.7 11.7GHz、 11.7 12.2GHz、 12.2 12.75GHz 等频段。 0058 如图1所示， 本实施例中， 所。
29、述匹配层20包括多个匹配层片层21， 每一匹配层片层 21 具有单一的折射率， 核心层两侧的匹配层的多个匹配层片层的折射率均满足以下公式 ： 0059 0060 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。从公式 (4) 我们可以看出， 核心层 10 一侧的多个匹配层片层的折射率 与核心层 10 一侧的多个匹配层片层的折射率相对核心层对称设置。匹配层的设置 ( 总层 数 m) 与核心层的最大折射率 nmax与最小折射率 nmin有直接关系 ； 当 i 1 时， 表示第 1 层 的折射率， 由于其要基本等于空气的折射率 1， 因此，。
30、 只要 nmax与 nmin确定， 则可以确定总层 数 m。 0061 匹配层 20 可以是由自然界中存在的多个具有单一折射率的材料制成， 也可是用 如图 5 所示的匹配层， 其包括多个匹配层片层 21， 每一匹配层片层 21 包括材料相同的第一 基板 22 及第二基板 23， 所述第一基板 21 与第二基板 22 之间填充空气。通过控制空气的体 积与匹配层片层 21 的体积的比例， 可以实现折射率从 1( 空气的折射率 ) 到第一基板的折 射率的变化， 从而可以合理设计每一匹配层片层的折射率， 实现从空气到核心层的折射率 说 明 书 CN 103036046 A 8 6/8 页 9 匹配。 。
31、0062 图4为一种形式的核心层片层11， 所述核心层的每一核心层片层11的多个人造微 结构 12 形状相同， 均为平面雪花状的金属微结构， 且金属微结构的中心点与单元基材 V 的 中点重合， 相同半径处的多个人造微结构具有相同的几何尺寸， 且随着半径的增大人造微 结构 12 的几何尺寸逐渐减小。由于每一超材料单元的折射率是随着金属微结构的尺寸减 小而逐渐减小的， 因此人造微结构几何尺寸越大， 则其对应的折射率越大， 因此， 通过此方 式可以实现核心层片层的折射率分布按公式 (1) 的分布。 0063 根据不同的需要(不同的电磁波)， 以及不同的设计需要， 核心层10可以包括不同 层数的如图 。
32、4 所示的核心层片层 11。 0064 本发明还有第二种实施例， 第二实施例与第一实施例的区别在于核心层片层 11 的折射率 n(r) 分布公式中的 l 表示馈源到核心层的距离 ( 第一实施例中 l 表示馈源到与 其靠近的匹配层的距离 )。 0065 在本发明中， 所述发散元件 200 可以是凹透镜也可是图 9 或图 11 所示的发散超材 料面板 300， 所述发散超材料面板 300 包括至少一个发散片层 301， 所述发散片层 301 的折 射率如图 6 所示， 所述发散片层 301 的折射率以其中心 O3 为圆心呈圆形分布， 且相同半径 处的折射率相同， 随着半径的增大折射率逐渐减小。超材。
33、料面板与馈源之间设置的具有电 磁波发散功能的发散元件， 具有如下效果 ： 即， 在馈源接收电磁波的范围一定的情况下 ( 即 超材料面板的接收电磁波辐射的范围一定的情况下 )， 相较于不加发散元件， 馈源与超材料 面板之间的距离减小， 从而可以大大缩小天线的体积。 0066 发散片层 301 上的折射率分布规律可以为线性变化， 即 nR nmin+KR， K 为常数， R 为半径 ( 以发散片层 301 的中心 O3 为圆心 )， nmin为发散片层 301 上的折射率最小值， 也即 发散片层 301 的中心 O3 处的折射率。另外， 发散片层 301 上的折射率分布规律亦可为平方 率变化， 即。
34、 nR nmin+KR2； 或为立方率变化即 nR nmin+KR3； 或为冥函数变化， 即 nR nmin*KR 等。 0067 图 7 是实现图 6 所示的折射率分布的一种形式的发散片层 400， 如图 7 及图 8 所 示， 所述发散片层 400 包括片状的基材 401、 附着在基材 401 上的金属微结构 402 及覆盖金 属微结构 402 的支撑层 403， 发散片层 400 可划分为多个相同的第一发散单元 404， 每一第 一发散单元包括一金属微结构402以及其所占据的基材单元405及支撑层单元406， 每一发 散片层400在厚度方向上只有一个第一发散单元404， 每一第一发散单元。
35、404可以是完全相 同的方块， 可以是立方体， 也可是长方体， 每一第一发散单元 404 的长、 宽、 高体积不大于入 射电磁波波长的五分之一 ( 通常为入射电磁波波长的十分之一 )， 以使得整个发散片层对 电磁波具有连续的电场和 / 或磁场响应。优选情况下， 所述第一发散单元 404 为边长是入 射电磁波波长十分之一的立方体。优选情况下， 本发明的所述第一发散单元 404 的结构形 式与图 2 所示的超材料单元 D 相同。 0068 图 8 所示为图 7 去掉基材后的正视图， 从图 8 中可以清楚地看出多个金属微结构 402的空间排布， 以发散片层400中心O3为圆心(此处的O3在最中间的金。
36、属微结构的中点 上 )， 相同半径上的金属微结构 402 具有相同的几何尺寸， 并且随着半径的增大金属微结构 402的几何尺寸逐渐减小。 此处的半径， 是指每一金属微结构402的中心到发散片层400中 心 O3 的距离。 说 明 书 CN 103036046 A 9 7/8 页 10 0069 所述发散片层 400 的基材 401 由陶瓷材料、 高分子材料、 铁电材料、 铁氧材料或铁 磁材料等制得。高分子材料可选用的有聚四氟乙烯、 环氧树脂、 F4B 复合材料、 FR-4 复合材 料等。例如， 聚四氟乙烯的电绝缘性非常好， 因此不会对电磁波的电场产生干扰， 并且具有 优良的化学稳定性、 耐腐蚀。
37、性， 使用寿命长。 0070 所述金属微结构 402 为铜线或银线等金属线。上述的金属线可以通过蚀刻、 电镀、 钻刻、 光刻、 电子刻或离子刻的方法附着在基材上。 当然， 也可以采用三维的激光加工工艺。 所述金属微结构 402 可以采用如图 8 所示的平面雪花状的金属微结构。当然也可是平面雪 花状的金属微结构的衍生结构。还可以是 “工” 字形、“十” 字形等金属线。 0071 图 9 所示为利用多个图 7 所示的发散片层 400 所形成的发散超材料面板 300。图 中有三层， 当然根据不同需要， 发散超材料面板 300 可以是由其它层数的发散片层 400 构 成。所述的多个发散片层 400 紧。
38、密贴合， 相互之间可以通过双面胶粘接， 或者通过螺栓等固 定连接。另外， 在图 9 所示的发散超材料面板 300 的两侧还要以设置如图 5 所示的匹配层， 以实现折射率的匹配， 降低电磁波的反射， 增强信号接收。 0072 图 10 是实现图 6 所示的折射率分布的另一种形式的发散片层 500， 所述发散片层 500 包括片状的基材 501 及设置在基材 501 上的人造孔结构 502， 发散片层 500 可划分为多 个相同的第二发散单元504， 每一第二发散单元504包括一人造孔结构502以及其所占据的 基材单元 505， 每一发散片层 500 在厚度方向上只有一个第二发散单元 504， 每。
39、一第二发散 单元 504 可以是完全相同的方块， 可以是立方体， 也可是长方体， 每一第二发散单元 504 的 长、 宽、 高体积不大于入射电磁波波长的五分之一 ( 通常为入射电磁波波长的十分之一 )， 以使得整个发散片层对电磁波具有连续的电场和 / 或磁场响应。优选情况下， 所述第二发 散单元 504 为边长是入射电磁波波长十分之一的立方体。 0073 如图 10 所示， 所述发散片层 500 上的人造孔结构均为圆柱孔， 以发散片层 500 中 心 O3 为圆心 ( 此处的 O3 在最中间的人造孔结构的中轴线上 )， 相同半径上的人造孔结构 502 具有相同的体积， 并且随着半径的增大人造孔。
40、结构 402 的体积逐渐减小。此处的半径， 是指每一人造孔结构502的中心轴线到发散片层500最中间的人造孔结构的中轴线的垂直 距离。因此， 当每一圆柱孔中填充折射率小于基材的介质材料 ( 例如空气 )， 即可实现图 6 所示的折射率分布。当然， 如果以发散片层 500 中心 O3 为圆心， 相同半径上的人造孔结构 502 具有相同的体积， 并且随着半径的增大人造孔结构 402 的体积逐渐增大， 则需要在每一 圆柱孔中填充折射率大于基材的介质材料， 才能实现图 6 所示的折射率分布。 0074 当然， 发散片层并不限于上述此种形式， 例如， 每个人造孔结构可以分成若干个体 积相同的单元孔， 通。
41、过每个基材单元上的单元孔的数量来控制每一第二发散单元上的人造 孔结构的体积也可以实现相同的目的。再例如， 发散片层还可以是如下的形式， 即， 同一发 散片层所有的人造孔结构体积相同， 但是其填充的介质的折射率满足图 6 所示的分布， 即 相同半径上填充的介质材料折射率相同， 并且随着半径的增大填充的介质材料折射率逐渐 减小。 0075 所述发散片层 500 的基材 501 由陶瓷材料、 高分子材料、 铁电材料、 铁氧材料或铁 磁材料等制得。高分子材料可选用的有聚四氟乙烯、 环氧树脂、 F4B 复合材料、 FR-4 复合材 料等。例如， 聚四氟乙烯的电绝缘性非常好， 因此不会对电磁波的电场产生干。
42、扰， 并且具有 优良的化学稳定性、 耐腐蚀性， 使用寿命长。 说 明 书 CN 103036046 A 10 8/8 页 11 0076 所述人造孔结构 502 可以通过高温烧结、 注塑、 冲压或数控打孔的方式形成在基 材上。当然对于不同材料的基材， 人造孔结构的生成方式也会有所不同， 例如， 当选用陶瓷 材料作为基材时， 优选采用高温烧结的形式在基材上生成人造孔结构。当选用高分子材料 作为基材时， 例如聚四氟乙烯、 环氧树脂， 则优选采用注塑或冲压的形式在基材上生成人造 孔结构。 0077 上述的人造孔结构 502 可以是圆柱孔、 圆锥孔、 圆台孔、 梯形孔或方形孔一种或组 合。当然也可以是。
43、其它形式的孔。每一第二发散单元上的人造孔结构的形状根据不同的需 要， 可以相同， 也可以不同。 当然， 为了更加容易加工制造， 整个超材料， 优选情况下， 采用同 一种形状的孔。 0078 图 11 所示为利用多个图 10 所示的发散片层 500 所形成的发散超材料面板 300。 图中有三层， 当然根据不同需要， 发散超材料面板300可以是由其它层数的发散片层500构 成。所述的多个发散片层 500 紧密贴合， 相互之间可以通过双面胶粘接， 或者通过螺栓等固 定连接。 另外， 在图11所示的发散超材料面板300的两侧还要以设置如图5所示的匹配层， 以实现折射率的匹配， 降低电磁波的反射， 增强。
44、信号接收。 0079 另外， 本发明还提供本发明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后馈式卫星电视天线， 所述后馈式卫星 电视天线设置在馈源的前方。 0080 馈源、 高频头及卫星接收机均为现有的技术， 此处不再述说。 0081 上面结合附图对本发明的实施例进行了描述， 但是本发明并不局限于上述的具体 实施方式， 上述的具体实施方式仅仅是示意性的， 而不是限制性的， 本领域的普通技术人员 在本发明的启示下， 在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下， 还可做出很多 形式， 这些均属于本发明的保护之内。 说 明 书 CN 10。
45、3036046 A 11 1/10 页 12 图 1 说 明 书 附 图 CN 103036046 A 12 2/10 页 13 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103036046 A 13 3/10 页 14 图 4 说 明 书 附 图 CN 103036046 A 14 4/10 页 15 图 5 说 明 书 附 图 CN 103036046 A 15 5/10 页 16 图 6 说 明 书 附 图 CN 103036046 A 16 6/10 页 17 图 7 说 明 书 附 图 CN 103036046 A 17 7/10 页 18 图 8 说 明 书 附 图 CN 103036046 A 18 8/10 页 19 图 9 说 明 书 附 图 CN 103036046 A 19 9/10 页 20 图 10 说 明 书 附 图 CN 103036046 A 20 10/10 页 21 图 11 说 明 书 附 图 CN 103036046 A 21 。