本發(fā)明涉及無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種偏饋微波天線系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
常規(guī)的微波天線一般由金屬拋物面以及位于金屬拋物面焦點(diǎn)的饋源構(gòu)成，金屬拋物面的作用為將外部的電磁波反射給饋源或者將饋源發(fā)射的電磁波反射出去。金屬拋物面的面積以及金屬拋物面的加工精度直接決定微波天線的各項(xiàng)參數(shù)，例如增益、方向性等?，F(xiàn)有的偏饋式微波天線由于其饋源的安裝位置并不在與天線中心切面垂直且過(guò)天線中心的直線上，因此常規(guī)的偏饋式微波天線沒(méi)有饋源陰影的影響。但是現(xiàn)有偏饋式微波天線的反射面仍然是由金屬拋物面構(gòu)成。金屬拋物面通常利用模具鑄造成型或者采用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工的方法。第一種方法的工藝流程包括：制作拋物面模具、鑄造成型拋物面和進(jìn)行拋物反射面的安裝。工藝比較復(fù)雜，成本高，而且拋物面的形狀要比較準(zhǔn)確才能實(shí)現(xiàn)天線的定向傳播，所以對(duì)加工精度的要求也比較高。第二種方法采用大型數(shù)控機(jī)床進(jìn)行拋物面的加工，通過(guò)編輯程序，控制數(shù)控機(jī)床中刀具所走路徑，從而切割出所需的拋物面形狀。這種方法切割很精確，但是制造這種大型數(shù)控機(jī)床比較困難，而且成本比較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提出一種基于超材料原理制備的、遠(yuǎn)場(chǎng)最大值和半功率帶寬均表現(xiàn)良好的偏饋微波天線系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是，提出一種偏饋微波天線系統(tǒng)，其包括超材料、位于超材料下方的饋源以及反射裝置，所述反射裝置與水平線成θr角傾斜放置，所述超材料由第一至第N層超材料片層以及緊貼于第N層超材料片層的反射板構(gòu)成，每層超材料片層包括基材以及周期排布基材上的多個(gè)人造金屬微結(jié)構(gòu)；所述饋源輻射的電磁波被所述反射裝置反射至所述超材料，所述超材料將電磁波以平面波形式輻射出去。進(jìn)一步地，所述饋源為喇叭天線，所述喇叭天線的中軸線與水平線的夾角為θ。進(jìn)一步地，所述第一至第N層超材料片層中第i層超材料片層上，距第i層超材料片層下邊沿y處的折射率分布滿足：其中，上式中，nmax為所述超材料的最大折射率值，nmin為所述超材料的最小折射率值，λ為所述饋源輻射的電磁波波長(zhǎng)，d為所述超材料的總厚度，px為所述反射裝置的上邊沿與所述超材料的垂直距離，LR為所述反射裝置長(zhǎng)度，θr為所述反射裝置與水平線夾角，floor函數(shù)為向下取整函數(shù)。進(jìn)一步地，所述人造金屬微結(jié)構(gòu)呈平面雪花狀，所述人造金屬微結(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。進(jìn)一步地，所述反射裝置上邊沿與所述超材料的垂直距離為0.5米至0.65米，所述反射裝置與水平線的夾角為63°至66°，所述反射裝置長(zhǎng)度為0.3至0.4米，所述喇叭天線中軸線與水平線的夾角為7°至12°。進(jìn)一步地，所述反射裝置上邊沿與所述超材料的垂直距離為0.35米，所述喇叭天線與水平線夾角為7°，所述反射裝置與水平線的夾角為46°至64°。進(jìn)一步地，所述反射裝置上邊沿與所述超材料的垂直距離為0.35米，所述反射裝置與水平線的夾角為50°至53°，所述喇叭天線與水平線的夾角為7°至20°。進(jìn)一步地，所述反射裝置上邊沿與所述超材料的垂直距離為0.35米，所述反射裝置與水平線的夾角為50°至53°，所述喇叭天線與水平線的夾角為10°至16°，所述反射裝置長(zhǎng)度為0.2米至0.3米。進(jìn)一步地，所述反射裝置與水平線夾角為53°，所述反射裝置的長(zhǎng)度為0.25米，所述喇叭天線中軸線與水平線夾角為12°，所述反射裝置的上邊沿與超材料的垂直距離為0.35米。本發(fā)明通過(guò)采用超材料調(diào)制電磁波，使電磁波能過(guò)以平面電磁波輻射，從而提高天線系統(tǒng)的整體增益。同時(shí)，本發(fā)明微波天線系統(tǒng)合理設(shè)置饋源與圓錐反射體和超材料的位置，使得微波天線系統(tǒng)的遠(yuǎn)場(chǎng)最大值和半功率帶寬均表現(xiàn)十分良好。附圖說(shuō)明圖1為構(gòu)成超材料的基本單元的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明偏饋微波天線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明偏饋微波天線系統(tǒng)的仿真示意圖；圖4為超材料的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明平面雪花狀的金屬微結(jié)構(gòu)的示意圖；圖6為圖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為圖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為平面雪花狀的金屬微結(jié)構(gòu)的拓?fù)湫螤钛葑兊牡谝浑A段；圖9為平面雪花狀的金屬微結(jié)構(gòu)的拓?fù)湫螤钛葑兊牡诙A段；圖10為本發(fā)明優(yōu)選方案遠(yuǎn)場(chǎng)仿真結(jié)果圖。具體實(shí)施方式光，作為電磁波的一種，其在穿過(guò)玻璃的時(shí)候，因?yàn)楣饩€的波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于原子的尺寸，因此我們可以用玻璃的整體參數(shù)，例如折射率，而不是組成玻璃的原子的細(xì)節(jié)參數(shù)來(lái)描述玻璃對(duì)光線的響應(yīng)。相應(yīng)的，在研究材料對(duì)其他電磁波響應(yīng)的時(shí)候，材料中任何尺度遠(yuǎn)小于電磁波波長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)對(duì)電磁波的響應(yīng)也可以用材料的整體參數(shù)，例如介電常數(shù)ε和磁導(dǎo)率μ來(lái)描述。通過(guò)設(shè)計(jì)材料每點(diǎn)的結(jié)構(gòu)使得材料各點(diǎn)的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率都相同或者不同從而使得材料整體的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率呈一定規(guī)律排布，規(guī)律排布的磁導(dǎo)率和介電常數(shù)即可使得材料對(duì)電磁波具有宏觀上的響應(yīng)，例如匯聚電磁波、發(fā)散電磁波等。該類具有規(guī)律排布的磁導(dǎo)率和介電常數(shù)的材料我們稱之為超材料。如圖1所示，圖1為構(gòu)成超材料的基本單元的立體結(jié)構(gòu)示意圖。超材料的基本單元包括人造微結(jié)構(gòu)2以及該人造微結(jié)構(gòu)附著的基材1。本發(fā)明中，人造微結(jié)構(gòu)為人造金屬微結(jié)構(gòu)，人造金屬微結(jié)構(gòu)具有能對(duì)入射電磁波電場(chǎng)和/或磁場(chǎng)產(chǎn)生響應(yīng)的平面或立體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，改變每個(gè)超材料基本單元上的人造金屬微結(jié)構(gòu)的圖案和/或尺寸即可改變每個(gè)超材料基本單元對(duì)入射電磁波的響應(yīng)。本發(fā)明中，人造微結(jié)構(gòu)2上還覆蓋有覆蓋層3，覆蓋層3、人造微結(jié)構(gòu)2以及基材1構(gòu)成本發(fā)明超材料的基本單元。多個(gè)超材料基本單元按一定規(guī)律排列即可使得超材料對(duì)電磁波具有宏觀的響應(yīng)。由于超材料整體需對(duì)入射電磁波有宏觀電磁響應(yīng)因此各個(gè)超材料基本單元對(duì)入射電磁波的響應(yīng)需形成連續(xù)響應(yīng)，這要求每一超材料基本單元的尺寸小于入射電磁波波長(zhǎng)的五分之一，優(yōu)選為入射電磁波波長(zhǎng)的十分之一。本段描述中，我們?nèi)藶榈膶⒊牧险w劃分為多個(gè)超材料基本單元，但應(yīng)知此種劃分方法僅為描述方便，不應(yīng)看成超材料由多個(gè)超材料基本單元拼接或組裝而成，實(shí)際應(yīng)用中超材料是將人造金屬微結(jié)構(gòu)周期排布于基材上即可構(gòu)成，工藝簡(jiǎn)單且成本低廉。周期排布即指上述我們?nèi)藶閯澐值母鱾€(gè)超材料基本單元上的人造金屬微結(jié)構(gòu)能對(duì)入射電磁波產(chǎn)生連續(xù)的電磁響應(yīng)。如圖2、圖3所示，圖2、圖3分別為本發(fā)明偏饋微波天線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖及仿真示意圖。圖3中，波紋狀的條紋表示電磁波，密度越密的條紋即表示該處電磁波增益越高。本發(fā)明偏饋微波天線系統(tǒng)包括超材料10以及位于超材料10下方的饋源20，饋源20為喇叭天線，喇叭天線的中軸線與水平線的夾角為θ，還包括反射裝置30，反射裝置30長(zhǎng)度為L(zhǎng)R，其與水平線的夾角為θr，反射裝置的上邊沿與超材料10的垂直距離為PX。喇叭天線輻射的電磁波被反射裝置反射后由超材料10響應(yīng)，超材料10利用其內(nèi)部的折射率分布將電磁波以平面波形式輻射出去。如圖4所示，圖4為本發(fā)明中超材料10的結(jié)構(gòu)示意圖。超材料10由N片超材料片層以及緊貼于最外層超材料片層上的反射板構(gòu)成，每層超材料片層均包括基材以及周期排布于基材上的多個(gè)人造金屬微結(jié)構(gòu)，本實(shí)施例中還包括覆蓋于人造金屬微結(jié)構(gòu)上的覆蓋層。每層超材料片層厚度相同，均由0.4毫米厚度的基材、0.4毫米厚度的覆蓋層以及0.018毫米厚度的人造金屬微結(jié)構(gòu)構(gòu)成，即每層超材料片層厚度為0.818毫米。基材和覆蓋層的材質(zhì)可選取高分子材料、陶瓷材料、鐵電材料、鐵氧材料等，人造金屬微結(jié)構(gòu)可通過(guò)蝕刻、鉆刻、電刻等方式附著于基材上。第一至N層超材料片層中第i層超材料片層上，距第i層超材料片層下邊沿y處的折射率分布滿足：其中，上式中，nmax為所述超材料的最大折射率值，nmin為所述超材料的最小折射率值，λ為所述饋源輻射的電磁波波長(zhǎng)，d為所述超材料的總厚度，px為所述反射裝置的上邊沿與所述超材料的垂直距離，LR為所述反射裝置長(zhǎng)度，θr為所述反射裝置與水平線夾角，floor函數(shù)為向下取整函數(shù)。得到各超材料片層的折射率分布后，需要各超材料片層虛擬劃分的超材料基本單元中排布人造金屬微結(jié)構(gòu)以改變超材料基本單元的折射率，各個(gè)超材料基本單元中的人造金屬微結(jié)構(gòu)的尺寸以及拓?fù)鋱D案均會(huì)影響到超材料基本單元的折射率值。各層上的人造金屬微結(jié)構(gòu)以及不同層上的人造金屬微結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋱D案可以相同也可以不同，只要該人造金屬微結(jié)構(gòu)使得其附著的超材料單元的折射率符合超材料片層的折射率分布即可。人造金屬微結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D案和尺寸的選取可通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真實(shí)現(xiàn)，也可通過(guò)在建立的人造金屬微結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)中選取。各超材料片層可根據(jù)自身的折射率分布要求選擇所需要的人造金屬微結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D案和尺寸。下面論述幾種能改變超材料基本單元折射率的人造金屬微結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋱D案。如圖5所示，圖5為能對(duì)電磁波產(chǎn)生響應(yīng)以改變超材料基本單元折射率的第一較佳實(shí)施方式的人造金屬微結(jié)構(gòu)的幾何形狀拓?fù)鋱D案。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。確定金屬微結(jié)構(gòu)形狀和折射率分布后，下面詳細(xì)描述通過(guò)各個(gè)超材料單元上的人造金屬微結(jié)構(gòu)形狀和尺寸的演變獲得整個(gè)超材料折射率分布的過(guò)程，該過(guò)程可通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真得到，具體步驟如下：(1)確定金屬微結(jié)構(gòu)的附著基材。本明中，所述基材和覆蓋層采用相同的FR-4復(fù)合材料制成，所述的FR-4復(fù)合材料制成具有一個(gè)預(yù)定的介電常數(shù)，例如介電常數(shù)為3.3的FR-4復(fù)合材料。(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)值作為超材料單元D的長(zhǎng)度CD與寬度KD。本發(fā)明中，所述超材料單元D為如圖1所示的長(zhǎng)CD與寬KD均為2.5mm、厚度HD為0.818mm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。本發(fā)明中，WL取0.1mm，W取0.3mm，超材料單元的尺寸為長(zhǎng)與寬為2.5mm，厚度為0.818mm，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)湫螤畹耐ㄟ^(guò)如圖8至圖9所示的演變方式，對(duì)應(yīng)于某一特定頻率(例如12.225GHZ)，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)，即2.5-0.1mm，則a的最大值為2.4mm。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D7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，在最大的“十”字形拓?fù)湫螤頙D1中，第一金屬線J1與第二金屬線J2長(zhǎng)度均為2.4mm，寬度W均為0.3mm。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)，當(dāng)頻率為12.225GHZ時(shí)，超材料單元對(duì)應(yīng)的折射率的最小值nmin為1.85。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(線寬W)，b的最大值為(CD-WL-2W)，即2.5-0.1-2*0.3mm，則b的最大值為1.8mm。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D8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，b的最大值為1.8mm。此時(shí)，第一金屬線與第二金屬線長(zhǎng)度均為2.4mm，寬度均為0.3mm，第一金屬分支及第二金屬分支的長(zhǎng)度均為1.8mm，寬度為0.3mm。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)，當(dāng)頻率為12.225GHZ時(shí)，超材料單元對(duì)應(yīng)的折射率的最大值nmax為6。通過(guò)上述演變得到超材料單元的折射率變化范圍(1.85-6)滿足設(shè)計(jì)需要。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。獲得超材料的折射率分布后，由于反射裝置的長(zhǎng)度LR，反射裝置與水平線的夾角θr，反射裝置的上邊沿與超材料的垂直距離px，喇叭天線中軸線與水平線夾角θ均對(duì)最終偏饋微波天線系統(tǒng)的遠(yuǎn)場(chǎng)最大值與半功率帶寬有影響，下面通過(guò)多次仿真測(cè)試，以獲得最佳取值范圍。測(cè)試中，饋源輻射的電磁波頻率為12.225G赫茲，超材料采用七層超材料片層和反射板構(gòu)成，超材料的折射率變化范圍為1.85-6。仿真測(cè)試一：在px為固定值0.5米和0.65米的情況下，測(cè)試不同的反射裝置的長(zhǎng)度LR，反射裝置與水平線的夾角θr以及喇叭天線中軸線與水平線夾角θ得到的遠(yuǎn)場(chǎng)最大值和半功率帶寬。測(cè)試結(jié)果如下表：Px為0.5米：θθrpx[米]LR[米]遠(yuǎn)場(chǎng)最大值半功率帶寬7°63°0.50.383.0117dB1.7521°8°63°0.50.383.2202dB1.7561°9°63°0.50.383.2889dB1.7494°10°63°0.50.383.4255dB1.7481°11°63°0.50.383.6042dB1.7477°12°63°0.50.383.7061dB1.7518°7°64°0.50.383.2231dB1.5135°8°64°0.50.383.2673dB1.5174°9°64°0.50.383.2978dB1.5230°10°64°0.50.383.3292dB1.5299°11°64°0.50.383.3098dB1.5307°12°64°0.50.383.2927dB1.5373°7°65°0.50.380.0005dB1.5995°8°65°0.50.379.8721dB1.5963°9°65°0.50.379.7523dB1.6044°10°65°0.50.379.6254dB1.6101°11°65°0.50.379.5313dB1.6114°12°65°0.50.379.3926dB1.6198°7°66°0.50.382.6592dB2.5584°8°66°0.50.382.8046dB2.5457°9°66°0.50.382.9769dB2.5362°10°66°0.50.383.1435dB2.5241°11°66°0.50.383.2031dB2.5078°12°66°0.50.383.3884dB2.5043°7°63°0.50.482.9929dB1.7188°8°63°0.50.483.1209dB1.7176°9°63°0.50.483.3255dB1.7169°10°63°0.50.483.4414dB1.7164°11°63°0.50.483.5056dB1.7082°12°63°0.50.483.6143dB1.7085°7°64°0.50.483.3293dB1.4959°8°64°0.50.483.3945dB1.5000°9°64°0.50.483.3982dB1.5026°10°64°0.50.483.3968dB1.5010°11°64°0.50.483.3755dB1.5062°12°64°0.50.483.4033dB1.5090°7°65°0.50.479.9909dB1.5875°8°65°0.50.479.8795dB1.5897°9°65°0.50.479.7885dB1.5931°10°65°0.50.479.6795dB1.5978°11°65°0.50.479.5637dB1.5998°12°65°0.50.479.4760dB1.6065°Px為0.65米：θθrpx[米]LR[米]遠(yuǎn)場(chǎng)最大值半功率帶寬7°63°0.650.484.5376dB1.5499°8°63°0.650.484.7050dB1.5387°9°63°0.650.484.8566dB1.5283°10°63°0.650.484.9738dB1.5198°11°63°0.650.485.0570dB1.5119°12°63°0.650.485.1034dB1.5055°13°63°0.650.485.1394dB1.4995°14°63°0.650.485.1527dB1.4938°15°63°0.650.485.1385dB1.4873°16°63°0.650.485.0862dB1.4833°17°63°0.650.485.0266dB1.4800°18°63°0.650.484.9428dB1.4761°7°64°0.650.484.2464dB1.3299°8°64°0.650.484.3101dB1.3331°9°64°0.650.484.3543dB1.3367°10°64°0.650.484.3851dB1.3401°11°64°0.650.484.3938dB1.3443°12°64°0.650.484.3955dB1.3483°13°64°0.650.484.3642dB1.3538°14°64°0.650.484.3325dB1.3583°15°64°0.650.484.2667dB1.3622°16°64°0.650.484.1765dB1.3669°17°64°0.650.484.0647dB1.3717°18°64°0.650.483.9447dB1.3763°7°65°0.650.480.9765dB1.6054°8°65°0.650.480.9026dB1.6087°9°65°0.650.480.8284dB1.6103°10°65°0.650.480.7358dB1.6122°11°65°0.650.480.6697dB1.6139°12°65°0.650.480.5815dB1.6154°13°65°0.650.480.5003dB1.6158°14°65°0.650.480.4201dB1.6180°15°65°0.650.480.3351dB1.6204°16°65°0.650.480.2478dB1.6217°17°65°0.650.480.1697dB1.6226°18°65°0.650.480.1028dB1.6253°由上述測(cè)試結(jié)果可知，反射裝置與水平線夾角θr，喇叭天線中軸線與水平線夾角θ，對(duì)最終結(jié)果的影響最大，而反射裝置的長(zhǎng)度LR對(duì)最終結(jié)果影響較小。仿真測(cè)試二：將px固定為0.35米，喇叭天線中軸線與水平線夾角θ固定為7°，測(cè)試不同θr對(duì)最終結(jié)果影響。測(cè)試結(jié)果如下：θθrpx[米]LR[米]遠(yuǎn)場(chǎng)最大值半功率帶寬7°46°0.350.479.1601dB1.4051°7°47°0.350.481.6566dB1.2281°7°48°0.350.481.0315dB1.3184°7°49°0.350.480.6151dB1.3101°7°50°0.350.483.0175dB1.2060°7°51°0.350.481.7014dB1.3452°7°52°0.350.481.9462dB1.3467°7°53°0.350.484.0913dB1.2626°7°54°0.350.481.1962dB1.3803°7°55°0.350.483.2773dB1.5064°7°56°0.350.483.9867dB1.3258°7°57°0.350.481.3767dB1.3824°7°58°0.350.483.3840dB1.6194°7°59°0.350.482.3159dB1.5046°7°60°0.350.483.4449dB1.5602°7°61°0.350.479.8453dB1.7010°7°62°0.350.483.4186dB2.2021°7°63°0.350.481.1110dB2.3058°7°64°0.350.482.0067dB1.9666°仿真測(cè)試三：將px固定為0.35米，反射裝置與水平線夾角θr固定為50°和53°，分別測(cè)試不同θ對(duì)最終結(jié)果影響。測(cè)試結(jié)果如下：θr為50°時(shí)：θθrpx[米]LR[米]遠(yuǎn)場(chǎng)最大值半功率帶寬7°50°0.350.383.0175dB1.2060°8°50°0.350.383.1486dB1.2138°9°50°0.350.383.3004dB1.2184°10°50°0.350.383.4670dB1.2207°11°50°0.350.383.5856dB1.2264°12°50°0.350.383.7237dB1.2323°13°50°0.350.383.8064dB1.2379°14°50°0.350.383.9337dB1.2461°15°50°0.350.384.0313dB1.2508°16°50°0.350.384.1153dB1.2547°17°50°0.350.384.1575dB1.2634°18°50°0.350.384.2385dB1.2696°19°50°0.350.384.2802dB1.2755°20°50°0.350.384.2600dB1.2843°θr為53°時(shí)：θθrpx[米]LR[米]半功率帶寬遠(yuǎn)場(chǎng)最大值7°53°0.350.384.0913dB1.2626°8°53°0.350.384.2044dB1.2667°9°53°0.350.384.3689dB1.2717°10°53°0.350.384.4843dB1.2761°11°53°0.350.384.6113dB1.2801°12°53°0.350.384.7177dB1.2849°13°53°0.350.384.8160dB1.2891°14°53°0.350.384.8955dB1.2946°15°53°0.350.384.9825dB1.3026°16°53°0.350.385.0213dB1.3089°17°53°0.350.385.1002dB1.3120°18°53°0.350.385.1251dB1.3189°19°53°0.350.385.1479dB1.3247°20°53°0.350.385.1368dB1.3292°仿真測(cè)試四：將px固定為0.35米，θr固定為50°，θ固定為10°時(shí)，測(cè)試不同反射裝置長(zhǎng)度LR對(duì)最終結(jié)果影響，測(cè)試結(jié)果如下：θθrpx[米]LR[米]遠(yuǎn)場(chǎng)最大值半功率帶寬10°50°0.350.282.6126dB1.3218°10°50°0.350.2183.0002dB1.2649°10°50°0.350.2283.3054dB1.2322°10°50°0.350.2383.3188dB1.2442°10°50°0.350.2483.3500dB1.2504°10°50°0.350.2683.6147dB1.2089°10°50°0.350.2883.4737dB1.2208°10°50°0.350.383.4670dB1.2207°仿真測(cè)試五：將px固定為0.35米，θr固定為50°，θ固定為16°時(shí)，測(cè)試不同反射裝置長(zhǎng)度LR對(duì)最終結(jié)果影響，測(cè)試結(jié)果如下：θθrpx[米]LR[米]遠(yuǎn)場(chǎng)最大值半功率帶寬16°50°0.350.282.6652dB1.3756°16°50°0.350.2183.2451dB1.2974°16°50°0.350.2283.6839dB1.2671°16°50°0.350.2383.7873dB1.2829°16°50°0.350.2483.8983dB1.2887°16°50°0.350.2684.3210dB1.2391°16°50°0.350.2884.1879dB1.2505°16°50°0.350.384.1153dB1.2547°仿真測(cè)試六：將px固定為0.35米，θr固定為50°，θ固定為12°時(shí)，測(cè)試不同反射裝置長(zhǎng)度LR對(duì)最終結(jié)果影響，測(cè)試結(jié)果如下：θθrpx[米]LR[米]遠(yuǎn)場(chǎng)最大值半功率帶寬12°53°0.350.283.7087dB1.3365°12°53°0.350.2184.2054dB1.3004°12°53°0.350.2284.4372dB1.2939°12°53°0.350.2384.5693dB1.3047°12°53°0.350.2484.7735dB1.2935°12°53°0.350.2584.9283dB1.2703°12°53°0.350.2684.9100dB1.2689°12°53°0.350.2784.8081dB1.2830°12°53°0.350.2884.7479dB1.2722°12°53°0.350.2984.7191dB1.2738°12°53°0.350.384.7177dB1.2849°經(jīng)由上述測(cè)試，最終選取最優(yōu)方案為：反射裝置與水平線夾角θr為53°，反射裝置的長(zhǎng)度LR為0.25米，喇叭天線中軸線與水平線夾角θ為12°，反射裝置的上邊沿與超材料的垂直距離px為0.35米。該方案的遠(yuǎn)場(chǎng)仿真圖如圖10所示。其遠(yuǎn)場(chǎng)最大值為84.8283dB，半功率帶寬為1.2703°。從仿真結(jié)果可知，本發(fā)明偏饋微波天線系統(tǒng)遠(yuǎn)場(chǎng)值和半功率帶寬表現(xiàn)都極為出色，同時(shí)采用超材料調(diào)制電磁波，其厚度較薄、成本較低、制備簡(jiǎn)單，且超材料為平板狀，占用空間少，便于放置和運(yùn)輸。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)。