本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種動(dòng)中通天線。

背景技術(shù)：
動(dòng)中通是“移動(dòng)中的衛(wèi)星地面站通信系統(tǒng)”的簡(jiǎn)稱。通過(guò)動(dòng)中通系統(tǒng)，車輛、輪船、飛機(jī)等移動(dòng)的載體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可實(shí)時(shí)跟蹤衛(wèi)星等平臺(tái)，不間斷地傳遞語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像等多媒體信息，可滿足各種軍民用應(yīng)急通信和移動(dòng)條件下的多媒體通信的需要。動(dòng)中通系統(tǒng)很好地解決了各種車輛、輪船等移動(dòng)載體在運(yùn)動(dòng)中通過(guò)地球同步衛(wèi)星，實(shí)時(shí)不斷地傳遞語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、高清晰的動(dòng)態(tài)視頻圖像、傳真等多媒體信息的難關(guān)，是通信領(lǐng)域的一次重大的突破，是當(dāng)前衛(wèi)星通信領(lǐng)域需求旺盛、發(fā)展迅速的應(yīng)用領(lǐng)域，在軍民兩個(gè)領(lǐng)域都有極為廣泛的發(fā)展前景。作為動(dòng)中通系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，動(dòng)中通天線負(fù)責(zé)通信信號(hào)的接收和/或發(fā)送，傳統(tǒng)的動(dòng)中通天線一般采用拋物面天線。但是由于拋物面天線的反射面的曲面加工難度大，精度要求也高，因此，制造麻煩，且成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有的動(dòng)中通天線加工不易、成本高的缺陷，提供一種加工簡(jiǎn)單、制造成本低的動(dòng)中通天線。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種動(dòng)中通天線，所述動(dòng)中通天線包括超材料平板及設(shè)置在超材料平板后方且開(kāi)口正對(duì)超材料平板的饋源，所述超材料平板包括核心層，所述核心層包括一個(gè)核心層片層或多個(gè)相同的核心層片層，每一個(gè)核心層片層包括片狀的第一基材以及設(shè)置在第一基材上的多個(gè)第一人造微結(jié)構(gòu)，所述核心層片層的折射率分布滿足如下公式：Vseg＝s+λ×NUMseg；其中，n(r)表示核心層片層上半徑為r處的折射率值，核心層片層的折射率分布圓心即為饋源等效點(diǎn)在超材料平板外側(cè)表面的投影；s為饋源等效點(diǎn)到超材料平板的垂直距離；nmax表示核心層片層的折射率的最大值；nmin表示核心層片層的折射率的最小值；D為超材料平板的整體厚度；λ表示頻率為天線中心頻率的電磁波的波長(zhǎng)；floor表示向下取整。進(jìn)一步地，所述第一基材包括片狀的第一前基板及第一后基板，所述多個(gè)第一人造微結(jié)構(gòu)夾設(shè)在第一前基板與第一后基板之間，所述核心層片層的厚度為0.21-2.5mm，其中，第一前基板的厚度為0.1-1mm，第一后基板的厚度為0.1-1mm，多個(gè)第一人造微結(jié)構(gòu)的厚度為0.01-0.5mm。進(jìn)一步地，所述核心層片層的厚度為0.543mm，其中，第一前基板及第一后基板的厚度均為0.254mm，多個(gè)第一人造微結(jié)構(gòu)的厚度為0.035mm。進(jìn)一步地，所述超材料平板還包括設(shè)置在核心層兩側(cè)表面的阻抗匹配層，所述阻抗匹配層包括一個(gè)阻抗匹配層片層或多個(gè)厚度相同的阻抗匹配層片層，所述阻抗匹配層片層包括片狀的第二基材以及設(shè)置在第二基材上的多個(gè)第二人造微結(jié)構(gòu)，所述一個(gè)或多個(gè)阻抗匹配層片層的折射率分布滿足如下公式：其中，ni(r)表示阻抗匹配層片層上半徑為r處的折射率值，阻抗匹配層片層的折射率分布圓心即為饋源等效點(diǎn)在相應(yīng)的阻抗匹配層片層外側(cè)表面所在平面的投影；其中，i表示阻抗匹配層片層的編號(hào)，靠近核心層的阻抗匹配層片層的編號(hào)為1，兩邊最外側(cè)的阻抗匹配層片層的編號(hào)為m，由核心層向兩側(cè)方向，編號(hào)依次減?。簧鲜龅膎max、nmin分別與核心層片層的折射率的最大值、最小值相同。進(jìn)一步地，所述超材料平板還包括設(shè)置在核心層兩側(cè)表面的阻抗匹配層，所述阻抗匹配層包括一個(gè)阻抗匹配層片層或多個(gè)厚度相同的阻抗匹配層片層，所述阻抗匹配層片層包括片狀的第二基材以及設(shè)置在第二基材上的多個(gè)第二人造微結(jié)構(gòu)，所述每一阻抗匹配層片層具有單一的折射率，所述一個(gè)或多個(gè)阻抗匹配層片層的折射率滿足以下公式：其中，m表示阻抗匹配層的總層數(shù)，i表示阻抗匹配層片層的編號(hào)，其中，靠近核心層的阻抗匹配層片層的編號(hào)為m，由核心層向兩側(cè)方向，編號(hào)依次減小，兩邊最外側(cè)的阻抗匹配層片層的編號(hào)為1。進(jìn)一步地，所述第二基材包括片狀的第二前基板及第二后基板，所述多個(gè)第二人造微結(jié)構(gòu)夾設(shè)在第二前基板與第二后基板之間，所述阻抗匹配層片層的厚度為0.21-2.5mm，其中，第二前基板的厚度為0.1-1mm，第二后基板的厚度為0.1-1mm，多個(gè)第二人造微結(jié)構(gòu)的厚度為0.01-0.5mm。進(jìn)一步地，所述第一人造微結(jié)構(gòu)及第二人造微結(jié)構(gòu)均為由銅線或銀線構(gòu)成的金屬微結(jié)構(gòu)，所述金屬微結(jié)構(gòu)通過(guò)蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻的方法分別附著在第一基材及第二基材上。進(jìn)一步地，所述金屬微結(jié)構(gòu)呈平面雪花狀，所述金屬微結(jié)構(gòu)具有相互垂直平分的第一金屬線及第二金屬線，所述第一金屬線與第二金屬線的長(zhǎng)度相同，所述第一金屬線兩端連接有相同長(zhǎng)度的兩個(gè)第一金屬分支，所述第一金屬線兩端連接在兩個(gè)第一金屬分支的中點(diǎn)上，所述第二金屬線兩端連接有相同長(zhǎng)度的兩個(gè)第二金屬分支，所述第二金屬線兩端連接在兩個(gè)第二金屬分支的中點(diǎn)上，所述第一金屬分支與第二金屬分支的長(zhǎng)度相等。進(jìn)一步地，所述平面雪花狀的金屬微結(jié)構(gòu)的每個(gè)第一金屬分支及每個(gè)第二金屬分支的兩端還連接有完全相同的第三金屬分支，相應(yīng)的第三金屬分支的中點(diǎn)分別與第一金屬分支及第二金屬分支的端點(diǎn)相連。進(jìn)一步地，所述平面雪花狀的金屬微結(jié)構(gòu)的第一金屬線與第二金屬線均設(shè)置有兩個(gè)彎折部，所述平面雪花狀的金屬微結(jié)構(gòu)繞第一金屬線與第二金屬線的交點(diǎn)在金屬微結(jié)構(gòu)所處平面內(nèi)向任意方向旋轉(zhuǎn)90度的圖形都與原圖重合。根據(jù)本發(fā)明的動(dòng)中通天線，通過(guò)精確設(shè)計(jì)超材料平板的折射率分布，使得特定角度的平面波經(jīng)超材料平板后能夠在饋源處匯聚，由片狀的超材料平板代替了傳統(tǒng)的拋物面天線，制造加工更加容易，成本更加低廉，另外依此設(shè)計(jì)的超材料平板整體厚度在毫米級(jí)別，該動(dòng)中通天線整體較輕。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例中超材料平板與其對(duì)應(yīng)的饋源的相對(duì)位置示意圖；圖2是本發(fā)明的核心層片層其中一個(gè)超材料單元的透視示意圖；圖3是本發(fā)明的核心層片層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的阻抗匹配層片層的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明的平面雪花狀的金屬微結(jié)構(gòu)的示意圖；圖6是圖5所示的平面雪花狀的金屬微結(jié)構(gòu)的一種衍生結(jié)構(gòu)；圖7是圖5所示的平面雪花狀的金屬微結(jié)構(gòu)的一種變形結(jié)構(gòu)。圖8是平面雪花狀的金屬微結(jié)構(gòu)的拓?fù)湫螤畹难葑兊牡谝浑A段；圖9是平面雪花狀的金屬微結(jié)構(gòu)的拓?fù)湫螤畹难葑兊牡诙A段；圖10是本發(fā)明另一種實(shí)施例中超材料平板與其對(duì)應(yīng)的饋源的相對(duì)位置示意圖；圖11是本發(fā)明動(dòng)中通天線在車輛上的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式如圖1、圖11所示，本發(fā)明的所述動(dòng)中通天線DZT裝載在移動(dòng)載體YDT(例如車輛、船舶、飛機(jī))的頂部位置，其包括超材料平板100及設(shè)置在超材料平板100后方且開(kāi)口正對(duì)超材料平板的饋源1，所述饋源1與超材料平板的相對(duì)位置固定。超材料平板的仰角及方位可以調(diào)節(jié)，在初始位置時(shí)超材料平板的仰角及方位與要通信的地球同步衛(wèi)星以及移動(dòng)載體所處的位置有關(guān)，優(yōu)選地在初始位置超材料平板的仰角和方位如此設(shè)置，即使得超材料平板正對(duì)所要通信的衛(wèi)星(即該衛(wèi)星發(fā)出的電磁波在到達(dá)地面時(shí)垂直射在超材料平板上)，因?yàn)榇蟛糠智闆r下移動(dòng)載體是平穩(wěn)運(yùn)行的，這樣大部分時(shí)間動(dòng)中通天線不需要移動(dòng)即可保持與所選衛(wèi)星的通信，當(dāng)?shù)孛娌黄綍r(shí)或者移動(dòng)載體轉(zhuǎn)向時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)超材料平板的仰角及方位，使得超材料平板始終正對(duì)所要通信的衛(wèi)星，保證通信的持續(xù)性。本發(fā)明中，所述饋源1為傳統(tǒng)的波紋喇叭，例如同洲電子的CL11R一體化高頻頭。超材料平板的仰角和方位的調(diào)節(jié)通過(guò)伺服系統(tǒng)CF實(shí)現(xiàn)。該伺服系統(tǒng)CF的功用如下：(1)調(diào)節(jié)超材料平板的仰角，即調(diào)節(jié)動(dòng)中通天線的仰角；(2)調(diào)節(jié)超材料平板的方位，即調(diào)節(jié)動(dòng)中通天線的方位角；上述的兩個(gè)功用使得移動(dòng)載體不管在何種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，超材料平板始終是正對(duì)衛(wèi)星的，并且饋源始終停留在與所要通信衛(wèi)星正對(duì)的超材料平板的饋點(diǎn)位置，保證了通信的持續(xù)性。具有上述功能的伺服系統(tǒng)現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)存在很多，其不是本發(fā)明的核心，并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述文字描述結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)可以很容易地制作出具有類似功能的伺服系統(tǒng)，此處不再詳述。另外，如圖11所示，為了對(duì)動(dòng)中通天線DZT進(jìn)行保護(hù)(防水、防曬等)，動(dòng)中通天線的外部還可以罩一個(gè)天線罩TXZ，例如半球形的天線罩。如圖1至圖4所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述超材料平板100包括核心層10、設(shè)置在核心層兩側(cè)表面的阻抗匹配層20，優(yōu)選地，所述兩側(cè)表面的阻抗匹配層20在核心層的兩側(cè)呈對(duì)稱分布，所述核心層10包括一個(gè)核心層片層11或多個(gè)厚度相同且折射率分布相同的核心層片層11，所述核心層片層包括片狀的第一基材13以及設(shè)置在第一基材13上的多個(gè)第一人造微結(jié)構(gòu)12，所述阻抗匹配層20包括一個(gè)阻抗匹配層片層21或厚度相同的多個(gè)阻抗匹配層片層21，所述阻抗匹配層片層21包括片狀的第二基材23以及設(shè)置在第二基材上的多個(gè)第二人造微結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中，所述超材料平板100任一縱截面具有相同的形狀與面積，此處的縱截面是指超材料平板中與超材料平板的中軸線垂直的剖面。所述超材料平板的縱截面可以是為方形，也可是是圓形或者橢圓形。阻抗匹配層的作用是實(shí)現(xiàn)從空氣到核心層10的阻抗匹配，以減少空氣與超材料相接處的電磁波反射，降低電磁波能量的損失，提高衛(wèi)星電視信號(hào)強(qiáng)度。本發(fā)明中，所述核心層片層的折射率分布滿足如下公式：Vseg＝s+λ×NUMseg(2)；其中，n(r)表示核心層片層上半徑為r處的折射率值；核心層片層的折射率分布圓心O1即為饋源等效點(diǎn)X在超材料平板外側(cè)表面所在平面的投影，更為優(yōu)選地，圓心O1與超材料平板表面的中心重合，例如，當(dāng)超材料平板為方形時(shí)，圓心即為兩個(gè)對(duì)角線的交點(diǎn)，當(dāng)為圓形時(shí)，圓心即為圓心；s為饋源等效點(diǎn)X到超材料平板的垂直距離；此處饋源的等效點(diǎn)X實(shí)際上就是天線的饋點(diǎn)(電磁波在饋源中發(fā)生聚焦的點(diǎn))；饋源等效點(diǎn)X在饋源的中軸線上，且饋源等效點(diǎn)X在距離饋源開(kāi)口中心一定距離的位置上，此距離可以通過(guò)仿真或?qū)崪y(cè)得到。nmax表示核心層片層的折射率的最大值；nmin表示核心層片層的折射率的最小值；λ表示頻率為天線中心頻率的電磁波的波長(zhǎng)；D為超材料平板的整體厚度，本實(shí)施例中，即指核心層與阻抗匹配層的總厚度，核心層片層與阻抗匹配層片層的數(shù)量可以根據(jù)不同需要設(shè)定，例如，可以是四個(gè)核心層片層，兩邊各三個(gè)阻抗匹配層片層，也可是三個(gè)核心層片層，兩邊各兩個(gè)阻抗匹配層片層；floor表示向下取整，例如，當(dāng)(r處于某一數(shù)值范圍)大于等于0小于1時(shí)，NUMseg取0，當(dāng)(r處于某一數(shù)值范圍)大于等于1小于2時(shí)，NUMseg取1，依此類推。由公式(1)至公式(4)所確定的超材料平板，能夠使得饋源發(fā)出的電磁波通過(guò)超材料平板后能夠以平面波的形式出射；同樣，如圖1所示，由公式(1)至公式(4)所確定的超材料平板，能夠使得衛(wèi)星發(fā)出的電磁波(到達(dá)地面時(shí)可認(rèn)為是平面波)經(jīng)超材料平板后能夠在饋源的等效點(diǎn)X處發(fā)生匯聚；當(dāng)然，在接收衛(wèi)星天線信號(hào)時(shí)，超材料平板的法線方向是朝向所要接收的衛(wèi)星的，至于如何使得超材料平板的法線方向朝向所要接收信號(hào)的衛(wèi)星，則涉及到傳統(tǒng)的衛(wèi)星天線調(diào)試的問(wèn)題，即關(guān)于天線方位角與俯仰角的調(diào)節(jié)，其通過(guò)伺服系統(tǒng)均可以實(shí)現(xiàn)，其均為公知常識(shí)，此處不再述說(shuō)。本實(shí)施例中，如圖3所示，所述第一基材13包括片狀的第一前基板131及第一后基板132，所述多個(gè)第一人造微結(jié)構(gòu)12夾設(shè)在第一前基板131與第一后基板132之間。所述核心層片層的厚度為0.5-2mm，其中，第一前基板的厚度為0.5-1mm，第一后基板的厚度為0.5-1mm，多個(gè)第一人造微結(jié)構(gòu)的厚度為0.01-0.5mm。優(yōu)選地，所述核心層片層的厚度為0.543mm，其中，第一前基板及第一后基板的厚度均為0.254mm，多個(gè)第一人造微結(jié)構(gòu)的厚度為0.035mm。本實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)阻抗匹配層片層的折射率分布滿足如下公式：其中，ni(r)表示阻抗匹配層片層上半徑為r處的折射率值，阻抗匹配層片層的折射率分布圓心即為饋源等效點(diǎn)在相應(yīng)的阻抗匹配層片層外側(cè)表面所在平面的投影，優(yōu)選地，阻抗匹配層片層的折射率分布圓心與核心層片層的折射率分布圓心的連線垂直超材料平板；其中，i表示阻抗匹配層片層的編號(hào)，靠近核心層的阻抗匹配層片層的編號(hào)為1，兩邊最外側(cè)的阻抗匹配層片層的編號(hào)為m，由核心層向兩側(cè)方向，編號(hào)依次減?。淮颂幍膎(r)表示核心層片層上半徑為r處的折射率值；上述的nmax、nmin分別與核心層片層的折射率的最大值、最小值相同；具體地，例如m＝2，則由公式(5)所限定的阻抗匹配層，靠近核心層的阻抗匹配層片層的折射率分布為：靠近饋源的阻抗匹配層其折射率分布為：n2(r)＝nmin；當(dāng)然，阻抗匹配層并不限于此，所述每一阻抗匹配層片層也可以具有單一的折射率，一個(gè)或多個(gè)阻抗匹配層片層的折射率滿足以下公式：其中，m表示阻抗匹配層的總層數(shù)，i表示阻抗匹配層片層的編號(hào)，其中，靠近核心層的阻抗匹配層片層的編號(hào)為m，由核心層向兩側(cè)方向，編號(hào)依次減小，兩邊最外側(cè)的阻抗匹配層片層的編號(hào)為1，上述的nmax、nmin分別與核心層片層的折射率的最大值、最小值相同。具體地，例如m＝2，則由公式(6)所限定的阻抗匹配層，靠近核心層的阻抗匹配層片層的折射率分布為：n(2)＝(nmax+nmin)/2；靠近饋源的阻抗匹配層其折射率分布為：本實(shí)施例中，所述第二基材23包括片狀的第二前基板231及第二后基板232，所述多個(gè)第二人造微結(jié)構(gòu)夾設(shè)在第二前基板231與第二后基板232之間。所述阻抗匹配層片層的厚度為0.21-2.5mm，其中，第一前基板的厚度為0.1-1mm，第一后基板的厚度為0.1-1mm，多個(gè)第一人造微結(jié)構(gòu)的厚度為0.01-0.5mm。優(yōu)選地，所述阻抗匹配層片層的厚度為0.543mm，其中，第二前基板及第二后基板的厚度均為0.254mm，多個(gè)第二人造微結(jié)構(gòu)的厚度為0.035mm。本實(shí)施例中，所述超材料平板任一縱截面具有相同的形狀與面積，即核心層與匹配層具有相同的形狀與面積的縱截面，此處的縱截面是指超材料平板中與超材料平板的中軸線垂直的剖面。優(yōu)選地，所述超材料平板的縱截面為正方形，加工非常容易。本實(shí)施例中，所述第一人造微結(jié)構(gòu)、第二人造微結(jié)構(gòu)均為由銅線或銀線構(gòu)成的金屬微結(jié)構(gòu)，所述金屬微結(jié)構(gòu)通過(guò)蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻或離子刻的方法分別附著在第一基材、第二基材。優(yōu)選地，所述第一人造微結(jié)構(gòu)、第二人造微結(jié)構(gòu)均為圖5所示的平面雪花狀的金屬微結(jié)構(gòu)通過(guò)拓?fù)湫螤钛葑兊玫降亩鄠€(gè)不同的拓?fù)湫螤畹慕饘傥⒔Y(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中，核心層片層可以通過(guò)如下方法得到，即在第一前基板與第一后基板的任意一個(gè)的表面上覆銅，再通過(guò)蝕刻的方法得到多個(gè)第一金屬微結(jié)構(gòu)(多個(gè)第一金屬微結(jié)構(gòu)的形狀與排布事先通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真獲得)，最后將第一前基板與第一后基板分別壓合在一起，即得到本發(fā)明的核心層片層，壓合的方法可以是直接熱壓，也可以是利用熱熔膠連接，當(dāng)然也可是其它機(jī)械式的連接，例如螺栓連接。同理，阻抗匹配層片層也可以利用相同的方法得到。然后分別將多個(gè)核心層片層壓合一體，即形成了本發(fā)明的核心層；同樣，將多個(gè)阻抗匹配層片層壓合一體，即形成了本發(fā)明的阻抗匹配層；將核心層、阻抗匹配層、反射層壓合一體即得到本發(fā)明的超材料平板。本實(shí)施例中，所述第一基材、第二基材由陶瓷材料、高分子材料、鐵電材料、鐵氧材料或鐵磁材料等制得。高分子材料可選用的有F4B復(fù)合材料、FR-4復(fù)合材料等。圖5所示為平面雪花狀的金屬微結(jié)構(gòu)的示意圖，所述的雪花狀的金屬微結(jié)構(gòu)具有相互垂直平分的第一金屬線J1及第二金屬線J2，所述第一金屬線J1與第二金屬線J2的長(zhǎng)度相同，所述第一金屬線J1兩端連接有相同長(zhǎng)度的兩個(gè)第一金屬分支F1，所述第一金屬線J1兩端連接在兩個(gè)第一金屬分支F1的中點(diǎn)上，所述第二金屬線J2兩端連接有相同長(zhǎng)度的兩個(gè)第二金屬分支F2，所述第二金屬線J2兩端連接在兩個(gè)第二金屬分支F2的中點(diǎn)上，所述第一金屬分支F1與第二金屬分支F2的長(zhǎng)度相等。圖6是圖5所示的平面雪花狀的金屬微結(jié)構(gòu)的一種衍生結(jié)構(gòu)。其在每個(gè)第一金屬分支F1及每個(gè)第二金屬分支F2的兩端均連接有完全相同的第三金屬分支F3，并且相應(yīng)的第三金屬分支F3的中點(diǎn)分別與第一金屬分支F1及第二金屬分支F2的端點(diǎn)相連。依此類推，本發(fā)明還可以衍生出其它形式的金屬微結(jié)構(gòu)。圖7是圖5所示的平面雪花狀的金屬微結(jié)構(gòu)的一種變形結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)的金屬微結(jié)構(gòu)，第一金屬線J1與第二金屬線J2不是直線，而是彎折線，第一金屬線J1與第二金屬線J2均設(shè)置有兩個(gè)彎折部WZ，但是第一金屬線J1與第二金屬線J2仍然是垂直平分，通過(guò)設(shè)置彎折部的朝向與彎折部在第一金屬線與第二金屬線上的相對(duì)位置，使得圖7所示的金屬微結(jié)構(gòu)繞垂直于第一金屬線與第二金屬線交點(diǎn)的軸線向任意方向旋轉(zhuǎn)90度的圖形都與原圖重合。另外，還可以有其它變形，例如，第一金屬線J1與第二金屬線J2均設(shè)置多個(gè)彎折部WZ。本實(shí)施例中，所述核心層片層11可以劃分為陣列排布的多個(gè)如圖2所示的超材料單元D，每個(gè)超材料單元D包括前基板單元U、后基板單元V及設(shè)置在基板單元U、后基板單元V之間的第一人造微結(jié)構(gòu)12，通常超材料單元D的長(zhǎng)寬高均不大于五分之一波長(zhǎng)，優(yōu)選為十分之一波長(zhǎng)，因此，根據(jù)天線的工作頻率可以確定超材料單元D的尺寸。圖2為透視的畫法，以表示第一人造微結(jié)構(gòu)的超材料單元D中的位置，如圖2所示，所述第一人造微結(jié)構(gòu)夾于基板單元U、后基板單元V之間，其所在表面用SR表示。已知折射率其中μ為相對(duì)磁導(dǎo)率，ε為相對(duì)介電常數(shù)，μ與ε合稱為電磁參數(shù)。實(shí)驗(yàn)證明，電磁波通過(guò)折射率非均勻的介質(zhì)材料時(shí)，會(huì)向折射率大的方向偏折。在相對(duì)磁導(dǎo)率一定的情況下(通常接近1)，折射率只與介電常數(shù)有關(guān)，在第一基材選定的情況下，利用只對(duì)電場(chǎng)響應(yīng)的第一人造微結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)超材料單元折射率的任意值(在一定范圍內(nèi))，在該天線中心頻率下，利用仿真軟件，如CST、MATLAB、COMSOL等，通過(guò)仿真獲得某一特定形狀的人造微結(jié)構(gòu)(如圖5所示的平面雪花狀的金屬微結(jié)構(gòu))的介電常數(shù)隨著拓?fù)湫螤畹淖兓凵渎首兓那闆r，即可列出一一對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，即可設(shè)計(jì)出我們需要的特定折射率分布的核心層片層11，同理可以得到阻抗匹配層片層的折射率分布。本實(shí)施例中，核心層片層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真(CST仿真)得到，具體如下：(1)確定第一金屬微結(jié)構(gòu)的附著基材(第一基材)。例如介電常數(shù)為2.25的介質(zhì)基板，介質(zhì)基板的材料可以是FR-4、F4b或PS。(2)確定超材料單元的尺寸。超材料單元的尺寸的尺寸由天線的中心頻率得到，利用頻率得到其波長(zhǎng)，再取小于波長(zhǎng)的五分之一的一個(gè)數(shù)值做為超材料單元D的長(zhǎng)度CD與寬度KD。例如對(duì)應(yīng)于11.95G的天線中心頻率，所述超材料單元D為如圖2所示的長(zhǎng)CD與寬KD均為2.8mm、厚度HD為0.543mm的方形小板。(3)確定金屬微結(jié)構(gòu)的材料及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。本發(fā)明中，金屬微結(jié)構(gòu)的材料為銅，金屬微結(jié)構(gòu)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為圖5所示的平面雪花狀的金屬微結(jié)構(gòu)，其線寬W各處一致；此處的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是指拓?fù)湫螤钛葑兊幕拘螤睢?4)確定金屬微結(jié)構(gòu)的拓?fù)湫螤顓?shù)。如圖5所示，本發(fā)明中，平面雪花狀的金屬微結(jié)構(gòu)的拓?fù)湫螤顓?shù)包括金屬微結(jié)構(gòu)的線寬W，第一金屬線J1的長(zhǎng)度a，第一金屬分支F1的長(zhǎng)度b。(5)確定金屬微結(jié)構(gòu)的拓?fù)湫螤畹难葑兿拗茥l件。本發(fā)明中，金屬微結(jié)構(gòu)的拓?fù)湫螤畹难葑兿拗茥l件有，金屬微結(jié)構(gòu)之間的最小間距WL(即如圖5所示，金屬微結(jié)構(gòu)與超材料單元的長(zhǎng)邊或?qū)掃叺木嚯x為WL/2)，金屬微結(jié)構(gòu)的線寬W，超材料單元的尺寸；由于加工工藝限制，WL大于等于0.1mm，同樣，線寬W也是要大于等于0.1mm。第一次仿真時(shí)，WL可以取0.1mm，W可以取0.3mm，超材料單元的尺寸為長(zhǎng)與寬為2.8mm，厚度為0.543mm，此時(shí)金屬微結(jié)構(gòu)的拓?fù)湫螤顓?shù)只有a和b兩個(gè)變量。金屬微結(jié)構(gòu)的拓?fù)湫螤钔ㄟ^(guò)如圖7至圖8所示的演變方式，對(duì)應(yīng)于某一特定頻率(例如11.95GHZ)，可以得到一個(gè)連續(xù)的折射率變化范圍。具體地，所述金屬微結(jié)構(gòu)的拓?fù)湫螤畹难葑儼▋蓚€(gè)階段(拓?fù)湫螤钛葑兊幕拘螤顬閳D5所示的金屬微結(jié)構(gòu))：第一階段：根據(jù)演變限制條件，在b值保持不變的情況下，將a值從最小值變化到最大值，此演變過(guò)程中的金屬微結(jié)構(gòu)均為“十”字形(a取最小值時(shí)除外)。本實(shí)施例中，a的最小值即為0.3mm(線寬W)，a的最大值為(CD-WL)。因此，在第一階段中，金屬微結(jié)構(gòu)的拓?fù)湫螤畹难葑內(nèi)鐖D8所示，即從邊長(zhǎng)為W的正方形JX1，逐漸演變成最大的“十”字形拓?fù)湫螤頙D1。在第一階段中，隨著金屬微結(jié)構(gòu)的拓?fù)湫螤畹难葑?，與其對(duì)應(yīng)的超材料單元的折射率連續(xù)增大(對(duì)應(yīng)天線一特定頻率)。第二階段：根據(jù)演變限制條件，當(dāng)a增加到最大值時(shí)，a保持不變；此時(shí)，將b從最小值連續(xù)增加到最大值，此演變過(guò)程中的金屬微結(jié)構(gòu)均為平面雪花狀。本實(shí)施例中，b的最小值即為0.3mm，b的最大值為(CD-WL-2W)。因此，在第二階段中，金屬微結(jié)構(gòu)的拓?fù)湫螤畹难葑內(nèi)鐖D9所示，即從最大的“十”字形拓?fù)湫螤頙D1，逐漸演變成最大的平面雪花狀的拓?fù)湫螤頙D2，此處的最大的平面雪花狀的拓?fù)湫螤頙D2是指，第一金屬分支J1與第二金屬分支J2的長(zhǎng)度b已經(jīng)不能再伸長(zhǎng)，否則第一金屬分支與第二金屬分支將發(fā)生相交。在第二階段中，隨著金屬微結(jié)構(gòu)的拓?fù)湫螤畹难葑?，與其對(duì)應(yīng)的超材料單元的折射率連續(xù)增大(對(duì)應(yīng)天線一特定頻率)。通過(guò)上述演變得到超材料單元的折射率變化范圍如果滿足設(shè)計(jì)需要(即此變化范圍包含了nmin-nmax的范圍)。如果上述演變得到超材料單元的折射率變化范圍不滿足設(shè)計(jì)需要，例如最大值太小，則變動(dòng)WL與W，重新仿真，直到得到我們需要的折射率變化范圍。根據(jù)公式(1)至(4)，將仿真得到的一系列的超材料單元按照其對(duì)應(yīng)的折射率排布以后(實(shí)際上就是不同拓?fù)湫螤畹亩鄠€(gè)第一人造微結(jié)構(gòu)在第一基材上的排布)，即能得到本發(fā)明的核心層片層。同理，根據(jù)公式(5)-(6)可以得到本發(fā)明的阻抗匹配層片層。如圖10所示，本發(fā)明的另一種實(shí)施例中，所述超材料平板100不具有阻抗匹配層，其它的與上述的實(shí)施例相同。上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。