本發(fā)明涉及天線罩及天線系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種由全新設(shè)計的超材料制成的天線罩及天線系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
在天線系統(tǒng)中，常常需要用天線罩來罩蓋天線，以使天線免受外界惡劣環(huán)境的影響，這樣，天線收發(fā)電磁波時電磁波均需穿過天線罩。盡管目前制造天線罩時多采用介電常數(shù)和損耗角正切低、機(jī)械強(qiáng)度高的材料，如玻璃鋼、環(huán)氧樹脂和ABS以及UPVC等高分子聚合物，但還是無法與空氣的波阻抗匹配一致，電磁波在空氣與天線罩之間傳播時不僅會發(fā)生反射，而且天線罩對電磁波的損耗亦較大，從而降低了天線的輻射效率和增益，嚴(yán)重影響天線的電磁性能。此外，目前現(xiàn)有的天線罩在結(jié)構(gòu)上多為均勻單壁結(jié)構(gòu)、夾層結(jié)構(gòu)和空間骨架結(jié)構(gòu)等，在滿足機(jī)械性能要求的情況下，天線罩的罩壁比較厚，而罩壁厚度與天線罩的工作頻段有關(guān)，這樣，便無法兼顧天線罩的機(jī)械性能和高透波率的要求。超材料是一種具有天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)的人工復(fù)合結(jié)構(gòu)材料。當(dāng)前，人們在介質(zhì)基板上周期性地排列具有一定幾何形狀的金屬微結(jié)構(gòu)來形成超材料。由于可以利用金屬微結(jié)構(gòu)的幾何形狀和尺寸以及排布來改變超材料空間各點(diǎn)的介電常數(shù)和/或磁導(dǎo)率，使其產(chǎn)生預(yù)期的電磁響應(yīng)，以控制電磁波的傳播，故而，在多個領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，成為各國科研人員爭相研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。在用超材料作為透波材料來制作天線罩方面，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，用其制作的天線罩具有良好的透波性能，對電磁波的損耗也較小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種具有良好透波性能的超材料天線罩及天線系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種超材料天線罩，包括一超材料層和兩分別覆蓋于所述超材料層的兩相對表面的保護(hù)層，所述超材料層包括一介質(zhì)基板和附著于所述介質(zhì)基板的兩相對表面而由相應(yīng)的保護(hù)層覆蓋的多個金屬微結(jié)構(gòu)，所述介質(zhì)基板兩相對表面對應(yīng)位置的每兩金屬微結(jié)構(gòu)組成一對，每對金屬微結(jié)構(gòu)的幾何形狀和尺寸均相同；每對金屬微結(jié)構(gòu)中，任一金屬微結(jié)構(gòu)包括兩相互平行且正對的第一金屬線段和位于所述兩第一金屬線段之間并與所述兩第一金屬線段垂直相連的第二金屬線段，所述第二金屬線段的兩端分別連接于所述兩第一金屬線段的中點(diǎn)，而任一表面上的金屬微結(jié)構(gòu)的第二金屬線段的中點(diǎn)與另一表面上的金屬微結(jié)構(gòu)的第二金屬線段的中點(diǎn)重疊，且任一表面上的金屬微結(jié)構(gòu)繞以垂直于所述介質(zhì)基板并通過所述中點(diǎn)的直線為軸旋轉(zhuǎn)90度或270度后與另一表面上的金屬微結(jié)構(gòu)重疊。優(yōu)選地，任一金屬微結(jié)構(gòu)以垂直于所述介質(zhì)基板并通過其第二金屬線段的中點(diǎn)的直線為軸順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)180度或360度后均與初始位置的金屬微結(jié)構(gòu)重合。優(yōu)選地，任一金屬微結(jié)構(gòu)的兩第一金屬線段的長度相等，均等于1.6～1.8mm。優(yōu)選地，任一金屬微結(jié)構(gòu)的第二金屬線段的長度等于0.7～0.9mm。優(yōu)選地，所述第一金屬線段、第二金屬線段和第三金屬線段的寬度相等，均等于0.2～0.4mm。優(yōu)選地，所述第一金屬線段、第二金屬線段和第三金屬線段的厚度相等。優(yōu)選地，所述兩保護(hù)層的厚度相等，均等于0.1～0.3mm。優(yōu)選地，所述介質(zhì)基板同一表面上的任兩最靠近的金屬微結(jié)構(gòu)的中心的間距等于1.9～2.1mm。優(yōu)選地，所述介質(zhì)基板同一表面上的任兩最靠近的金屬微結(jié)構(gòu)的中點(diǎn)的間距等于2mm；任一金屬微結(jié)構(gòu)的兩第一金屬線段的長度均等于1.7mm、第二金屬線段的長度等于0.8mm，所述第一金屬線段、第二金屬線段和第三金屬線段的寬度均等于0.3mm、厚度均等于0.018mm；所述兩保護(hù)層的厚度均等于0.2mm。優(yōu)選地，所述介質(zhì)基板由丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物制成。優(yōu)選地，所述介質(zhì)基板的厚度等于4mm。一種天線系統(tǒng)，包括天線和設(shè)置于所述天線接收和/或發(fā)射的電磁波的傳播方向上的超材料天線罩，所述超材料天線罩包括一超材料層和兩分別覆蓋于所述超材料層的兩相對表面的保護(hù)層，所述超材料層包括一介質(zhì)基板和附著于所述介質(zhì)基板的兩相對表面而由相應(yīng)的保護(hù)層覆蓋的多個金屬微結(jié)構(gòu)，所述介質(zhì)基板兩相對表面對應(yīng)位置的每兩金屬微結(jié)構(gòu)組成一對，每對金屬微結(jié)構(gòu)的幾何形狀和尺寸均相同；每對金屬微結(jié)構(gòu)中，任一金屬微結(jié)構(gòu)包括兩相互平行且正對的第一金屬線段和位于所述兩第一金屬線段之間并與所述兩第一金屬線段垂直相連的第二金屬線段，所述第二金屬線段的兩端分別連接于所述兩第一金屬線段的中點(diǎn)，而任一表面上的金屬微結(jié)構(gòu)的第二金屬線段的中點(diǎn)與另一表面上的金屬微結(jié)構(gòu)的第二金屬線段的中點(diǎn)重疊，且任一表面上的金屬微結(jié)構(gòu)繞以垂直于所述介質(zhì)基板并通過所述中點(diǎn)的直線為軸旋轉(zhuǎn)90度或270度后與另一表面上的金屬微結(jié)構(gòu)重疊。本發(fā)明的超材料天線罩及天線系統(tǒng)具有以下有益效果：由于具有特定形狀的多個金屬微結(jié)構(gòu)，所述超材料天線罩及天線系統(tǒng)對電磁波的反射小，損耗也較小，透波效果好，因此具有良好的透波性能。附圖說明下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明超材料天線罩的一個結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明超材料天線罩中核心層的一個平面示意圖；圖3是圖2中的一個金屬微結(jié)構(gòu)的平面示意圖；圖4是本發(fā)明超材料天線罩的一個樣品的反射系數(shù)S1和透射系數(shù)S2隨電磁波的頻率變化的曲線圖；圖5是圖4中某一頻段的放大圖；圖6是本發(fā)明天線系統(tǒng)的一個結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標(biāo)號對應(yīng)的名稱為：10、24超材料天線罩、12超材料層、14、16保護(hù)層、17介質(zhì)基板、18金屬微結(jié)構(gòu)、182第一金屬線段、184第二金屬線段、19超材料單元、20天線系統(tǒng)、22天線具體實(shí)施方式如圖1和圖2所示，本發(fā)明的超材料天線罩10包括一超材料層12和兩分別覆蓋于所述超材料層12的兩相對表面的保護(hù)層14、16。所述超材料層12包括一介質(zhì)基板17和附著于所述介質(zhì)基板17的兩相對表面而由相應(yīng)的保護(hù)層14、16覆蓋的多個金屬微結(jié)構(gòu)18，如圖2中位于由虛線形成的網(wǎng)格內(nèi)的圖案。其中，所述多個金屬微結(jié)構(gòu)18呈周期性排布，也即，所述多個金屬微結(jié)構(gòu)18是周期性地排布于所述介質(zhì)基板17的兩相對表面上而由所述兩保護(hù)層14、16保護(hù)起來。所述介質(zhì)基板17兩...