本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種靜中通衛(wèi)星天線。

背景技術(shù)：
動中通是“移動中的衛(wèi)星地面站通信系統(tǒng)”的簡稱。通過動中通系統(tǒng)，車輛、輪船、飛機等移動的載體在運動過程中可實時跟蹤衛(wèi)星等平臺，不間斷地傳遞語音、數(shù)據(jù)、圖像等多媒體信息，可滿足各種軍民用應(yīng)急通信和移動條件下的多媒體通信的需要。動中通系統(tǒng)很好地解決了各種車輛、輪船等移動載體在運動中通過地球同步衛(wèi)星，實時不斷地傳遞語音、數(shù)據(jù)、高清晰的動態(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，在軍民兩個領(lǐng)域都有極為廣泛的發(fā)展前景。動中通系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)移動載體在任何運動狀態(tài)下的實時通信；但是其成本較高，控制很復雜，另外，在某些情況下，不需要在移動載體的任何狀態(tài)下的實時通信。靜中通系統(tǒng)可以解決上面的問題，所謂靜中通系統(tǒng)是指在固定的地點能夠自動尋星的衛(wèi)星通信地球站天線系統(tǒng)。適用于開車到郊外的旅游者、軍事系統(tǒng)野外作業(yè)車輛以及相關(guān)部門野外工作車(例如消防指揮車)，例如固定地點的現(xiàn)場衛(wèi)星直播。靜中通系統(tǒng)的靜中通衛(wèi)星天線作為靜中通系統(tǒng)的一個重要組成部分，負責衛(wèi)星通信信號的接收和/或發(fā)送，傳統(tǒng)的靜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)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有的靜中通衛(wèi)星天線加工不易、成本高的缺陷，提供一種加工簡單、制造成本低的靜中通衛(wèi)星天線。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種靜中通衛(wèi)星天線，所述靜中通衛(wèi)星天線包括設(shè)置在移動載體頂面的超材料平板及在工作狀態(tài)下通過支架設(shè)置在超材料平板上方的饋源，所述超材料平板在伺服系統(tǒng)的控制下可三維轉(zhuǎn)動，所述饋源與超材料平板同步轉(zhuǎn)動，所述超材料平板包括核心層及設(shè)置在核心層一側(cè)表面的反射層，所述核心層包括一個核心層片層或多個相同的核心層片層，每一個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：n(r)=nmax-r2+s2-VsegD;]]>Vseg＝s+λ×NUMseg；NUMseg=floor{r2+s2-sλ};]]>D=λnmax-nmin;]]>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在該核心層片層所在平面的投影；s為饋源等效點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；λ表示頻率為天線中心頻率的電磁波的波長；floor表示向下取整。進一步地，所述核心層的厚度為Dh，2Dh＝D。進一步地，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，多個第一人造微結(jié)構(gòu)的厚度為0.01-0.5mm。進一步地，所述超材料平板還包括設(shè)置在核心層另一側(cè)表面的阻抗匹配層，所述阻抗匹配層包括一個阻抗匹配層片層或多個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第二人造微結(jié)構(gòu)，所述一個或多個阻抗匹配層片層的折射率分布滿足如下公式：ni(r)=nminim×n(r)m-im;]]>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，靠近饋源的阻抗匹配層片層的編號為m，由饋源向核心層方向，編號依次減小，靠近核心層的阻抗匹配層片層的編號為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。進一步地，所述超材料平板還包括設(shè)置在核心層另一側(cè)表面的阻抗匹配層，所述阻抗匹配層包括一個阻抗匹配層片層或多個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，所述一個或多個阻抗匹配層片層的折射率滿足以下公式：n(i)=((nmax+nmin)/2)im;]]>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，其中，靠近核心層的阻抗匹配層片層的編號為m。進一步地，所述核心層的厚度為Dh，所述阻抗匹配層的厚度為Dz，Dz+2Dh＝D。進一步地，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，多個第二人造微結(jié)構(gòu)的厚度為0.01-0.5mm。進一步地，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度相同，所述第一金屬線兩端連接有相同長度的兩個第一金屬分支，所述第一金屬線兩端連接在兩個第一金屬分支的中點上，所述第二金屬線兩端連接有相同長度的兩個第二金屬分支，所述第二金屬線兩端連接在兩個第二金屬分支的中點上，所述第一金屬分支與第二金屬分支的長度相等。進一步地，所述平面雪花狀的金屬微結(jié)構(gòu)的每個第一金屬分支及每個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分別與第一金屬分支及第二金屬分支的端點相連。進一步地，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。進一步地，所述饋源與支架固定連接，所述超材料平板在伺服系統(tǒng)的控制還可以沿豎直方向升降，所述移動載體的頂面上設(shè)置有第一凹槽及第二凹槽，在非工作狀態(tài)下，所述饋源及支架容納在所述第一凹槽中，且所述超材料平板容納在第二凹槽中。根據(jù)本發(fā)明的靜中通衛(wèi)星天線，通過精確設(shè)計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)計的超材料平板整體厚度在毫米級別，使得該靜中通衛(wèi)星天線整體較輕。附圖說明圖1是本發(fā)明一種實施例中超材料平板與其對應(yīng)的饋源的相對位置示意圖(工作狀態(tài))；圖2是本發(fā)明的核心層片層其中一個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)的拓撲形狀的演變的第一階段；圖9是平面雪花狀的金屬微結(jié)構(gòu)的拓撲形狀的演變的第二階段；圖10是本發(fā)明另一種實施例中超材料平板與其對應(yīng)的饋源的相對位置示意圖（工作狀態(tài)）；圖11是本發(fā)明靜中通衛(wèi)星天線在車輛上的安裝結(jié)構(gòu)示意圖（工作狀態(tài)）；圖12為本發(fā)明靜中通衛(wèi)星天線在車輛上的安裝結(jié)構(gòu)示意圖（非工作狀態(tài)）。具體實施方式如圖1、圖11及圖12所示，本發(fā)明的所述靜中通衛(wèi)星天線JZT裝載在移動載體YDT（例如車輛、船舶、飛機）的頂部位置，其包括設(shè)置在移動載體頂面TS的超材料平板100及在工作狀態(tài)下通過支架ZJ設(shè)置在超材料平板100上方的饋源1，所述超材料平板100在伺服系統(tǒng)CF的控制下可三維轉(zhuǎn)動，所述饋源1與超材料平板100同步轉(zhuǎn)動，饋源1與支架ZJ固定連接，所述超材料平板100在伺服系統(tǒng)CF的控制還可以沿豎直方向升降，所述移動載體的頂面上設(shè)置有第一凹槽AC1及第二凹槽AC2，在非工作狀態(tài)下，所述饋源1及支架ZJ容納在所述第一凹槽AC1中，且所述超材料平板100容納在第二凹槽AC2中。此處的工作狀態(tài)，是指移動載體到達通信地點時，移動載體將不再移動，本發(fā)明的靜中通天線開始進行衛(wèi)星通信的狀態(tài)，即容納在第二凹槽AC2中超材料平板開始展開與所選的衛(wèi)星通信（即超級平板在伺服系統(tǒng)的控制下，先是上升到預(yù)定的高度，然后超材料板在伺服系統(tǒng)的控制下三維轉(zhuǎn)動開始對星，即方位角與仰角調(diào)節(jié)，使得超材料平板的法線方向正對所選的通信衛(wèi)星），同時容納在第一凹槽AC1的饋源轉(zhuǎn)動到圖1所示的位置（與超材料板的相對位置）；本發(fā)明的靜中通天線工作狀態(tài)以外的狀態(tài)為非工作狀態(tài)。如圖11所示，為工作狀態(tài)示意，此時饋源1架設(shè)于超材料平板100的上方；如圖12所示，為非工作狀態(tài)示意圖，此時饋源1與支架ZJ全部容納在第一凹槽AC1中，所述超材料平板100容納在第二凹槽AC中，優(yōu)選地，第一凹槽AC1的形狀與饋源1及支架ZJ相適配，第二凹槽AC的形狀與超材料平板100相適配。在非工作狀態(tài)下，本發(fā)明的靜中通天線的所有部件均可以容納在第一凹槽AC1及第二凹槽AC2中，因此，在移動載體運動過程中，靜中通天線不會對其運動形成阻力(風阻)，并且可以防止靜中通天線的折損。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。另外，為了對靜中通衛(wèi)星天線JZT進行保護(防水、防曬等)，靜中通衛(wèi)星天線的外部還可以罩一個天線罩，例如半球形的天線罩。如圖1至圖4所示，本發(fā)明的一個實施例中，所述超材料平板100包括核心層10、設(shè)置在核心層一側(cè)表面上的反射層200及設(shè)置在核心層另一側(cè)表面的阻抗匹配層20，所述核心層10包括一個核心層片層11或多個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上的多個第一人造微結(jié)構(gòu)12，所述阻抗匹配層20包括一個阻抗匹配層片層21或厚度相同的多個阻抗匹配層片層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第二人造微結(jié)構(gòu)。另外，本發(fā)明中，反射層可以為具有光滑的表面的金屬反射板，例如可以是拋光的銅板、鋁板或鐵板等，也可是PEC(理想電導體)反射面，當然也可以是金屬涂層，例如銅涂層。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例如300X300mm或450X450mm的正方形，或者直徑為250、300或450mm的圓形。阻抗匹配層的作用是實現(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)星電視信號強度。如圖1所示，所述核心層片層任一點(x，y)的折射率滿足如下公式：n(r)=nmax-r2+s2-VsegD---(1);]]>Vseg＝s+λ×NUMseg(2)；NUMseg=floor{r2+s2-sλ}---(3);]]>D=λnmax-nmin---(4);]]>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X在該核心層片層外側(cè)表面所在平面的投影，所述圓心O1與該核心層片層的下邊沿(梯形短邊)相距sy(sy為正時，表示圓心O1在該核心層片層的外面；sy為負時，表示圓心O1在該核心層片層上)，更為優(yōu)選地，圓心O1與該核心層片層的下邊沿中點的連線垂直該核心層片層的下邊沿；s為饋源等效點X到超材料平板的垂直距離；此處饋源的等效點X實際上就是天線的饋點(電磁波在饋源中發(fā)生聚焦的點)；饋源中軸線Z1與超材料平板100的中軸線Z2的夾角θ發(fā)生變化時，s也會發(fā)生細微變化。饋源等效點X與超材料平板的相對位置由s、θ及sy共同確定，通常，饋源等效點是選在饋源中軸線Z1上，饋源等效點的位置與饋源的口徑有關(guān)，例如可以是與饋源口徑中點Y相距ds的位置(ds即為圖1中的X點到Y(jié)點的距離)，作為一個實施例，所述ds等于5mm，實際上在設(shè)計中，ds與θ有關(guān)，隨著θ的不同，饋源等效點X位置也不同，即ds有所不同，但是，饋源等效點仍然在饋源中軸線Z1上。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；D為超材料平板的等效厚度，本實施例中，優(yōu)選地，等效厚度D等于阻抗匹配層的厚度加上兩倍的核心層的厚度；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，可以是三個核心層片層，六個阻抗匹配層片層；也可是兩個核心層片層，四個阻抗匹配層片層；也可是兩個核心層片層，三個阻抗匹配層片層；也可是兩個核心層片層，兩個阻抗匹配層片層；也可是一個核心層片層，一個阻抗匹配層片層；floor表示向下取整，例如，當(r處于某一數(shù)值范圍)大于等于0小于1時，NUMseg取0，當(r處于某一數(shù)值范圍)大于等于1小于2時，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)出的電磁波經(jīng)超材料平板后能夠以垂直于超材料平板的平面波的形式出射；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(到達地面時可認為是平面波，且垂直入射)經(jīng)超材料平板后能夠在饋源的等效點X處發(fā)生匯聚；當然，在接收衛(wèi)星天線信號時，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的衛(wèi)星，則涉及到傳統(tǒng)的衛(wèi)星天線調(diào)試的問題，即關(guān)于天線方位角與俯仰角的調(diào)節(jié)，其通過伺服系統(tǒng)均可以實現(xiàn)，其均為公知常識，此處不再述說。移動載體YDT在工作狀態(tài)時(靜止)，通過伺服系統(tǒng)CF可以使得靜中通衛(wèi)星天線自動對準所要通信的衛(wèi)星，即通過三維轉(zhuǎn)動超材料平板，使得所述超材料平板在任何運動狀態(tài)下，其法線方向始終指向衛(wèi)星，即所要通信的同步衛(wèi)星發(fā)出的電磁波在到達地面時垂直入射超材料平板，而饋源的等效點在超材料平板所在平面的投影始終固定在一點(工作狀態(tài)下，饋源與超材料平板的相對位置固定不變)。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)中關(guān)于靜中通系統(tǒng)的伺服系統(tǒng)的原理設(shè)計可以很容易地制作出具有上述功能的伺服系統(tǒng)，本發(fā)明不再詳述。本實施例中，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，多個第一人造微結(jié)構(gòu)的厚度為0.035mm。本實施例中，所述一個或多個阻抗匹配層片層的折射率分布滿足如下公式：ni(r)=nminim×n(r)m-im---(5);]]>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，靠近饋源的阻抗匹配層片層的編號為m，由饋源向核心層方向，編號依次減小，靠近核心層的阻抗匹配層片層的編號為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(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：n1(r)=nmin12×n(r)12;]]>靠近饋源的阻抗匹配層其折射率分布為：n2(r)＝nmin；當然，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，所述一個或多個阻抗匹配層片層的折射率滿足以下公式：n(i)=((nmax+nmin)/2)im---(6);]]>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，其中，靠近核心層的阻抗匹配層片層的編號為m。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：n(1)=((nmax+nmin)/2)12.]]>本實施例中，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，多個第二人造微結(jié)構(gòu)的厚度為0.035mm。本實施例中，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)通過拓撲形狀演變得到的多個不同的拓撲形狀的金屬微結(jié)構(gòu)。本實施例中，核心層片層可以通過如下方法得到，即在第一前基板與第一后基板的任意一個的表面上覆銅，再通過蝕刻的方法得到多個第一金屬微結(jié)構(gòu)(多個第一金屬微結(jié)構(gòu)的形狀與排布事先通過計算機仿真獲得)，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，當然也可是其它機械式的連接，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復合材料、FR-4復合材料等。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的長度相同，所述第一金屬線J1兩端連接有相同長度的兩個第一金屬分支F1，所述第一金屬線J1兩端連接在兩個第一金屬分支F1的中點上，所述第二金屬線J2兩端連接有相同長度的兩個第二金屬分支F2，所述第二金屬線J2兩端連接在兩個第二金屬分支F2的中點上，所述第一金屬分支F1與第二金屬分支F2的長度相等。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)。其在每個第一金屬分支F1及每個第二金屬分支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的中點分別與第一金屬分支F1及第二金屬分支F2的端點相連。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)置多個彎折部WZ。本實施例中，所述核心層片層11可以劃分為陣列排布的多個如圖2所示的超材料單元D，每個超材料單元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的長寬高均不大于五分之一波長，優(yōu)選為十分之一波長，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為相對磁導率，ε為相對介電常數(shù)，μ與ε合稱為電磁參數(shù)。實驗證明，電磁波通過折射率非均勻的介質(zhì)材料時，會向折射率大的方向偏折。在相對磁導率一定的情況下(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，利用只對電場響應(yīng)的第一人造微結(jié)構(gòu)可以實現(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)隨著拓撲形狀的變化折射率變化的情況，即可列出一一對應(yīng)的數(shù)據(jù)，即可設(shè)計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。本實施例中，核心層片層的結(jié)構(gòu)設(shè)計可通過計算機仿真(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，再取小于波長的五分之一的一個數(shù)值做為超材料單元D的長度CD與寬度KD。例如對應(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)的材料及拓撲結(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)的拓撲結(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；此處的拓撲結(jié)構(gòu)，是指拓撲形狀演變的基本形狀。(4)確定金屬微結(jié)構(gòu)的拓撲形狀參數(shù)。如圖5所示，本發(fā)明中，平面雪花狀的金屬微結(jié)構(gòu)的拓撲形狀參數(shù)包括金屬微結(jié)構(gòu)的線寬W，第一金屬線J1的長度a，第一金屬分支F1的長度b。(5)確定金屬微結(jié)構(gòu)的拓撲形狀的演變限制條件。本發(fā)明中，金屬微結(jié)構(gòu)的拓撲形狀的演變限制條件有，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，WL可以取0.1mm，W可以取0.3mm，超材料單元的尺寸為長與寬為2.8mm，厚度為0.543mm，此時金屬微結(jié)構(gòu)的拓撲形狀參數(shù)只有a和b兩個變量。金屬微結(jié)構(gòu)的拓撲形狀通過如圖7至圖8所示的演變方式，對應(yīng)于某一特定頻率(例如11.95GHZ)，可以得到一個連續(xù)的折射率變化范圍。具體地，所述金屬微結(jié)構(gòu)的拓撲形狀的演變包括兩個階段(拓撲形狀演變的基本形狀為圖5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，此演變過程中的金屬微結(jié)構(gòu)均為“十”字形(a取最小值時除外)。本實施例中，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)的拓撲形狀的演變?nèi)鐖D8所示，即從邊長為W的正方形JX1，逐漸演變成最大的“十”字形拓撲形狀JD1。在第一階段中，隨著金屬微結(jié)構(gòu)的拓撲形狀的演變，與其對應(yīng)的超材料單元的折射率連續(xù)增大(對應(yīng)天線一特定頻率)。第二階段：根據(jù)演變限制條件，當a增加到最大值時，a保持不變；此時，將b從最小值連續(xù)增加到最大值，此演變過程中的金屬微結(jié)構(gòu)均為平面雪花狀。本實施例中，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)的拓撲形狀的演變?nèi)鐖D9所示，即從最大的“十”字形拓撲形狀JD1，逐漸演變成最大的平面雪花狀的拓撲形狀JD2，此處的最大的平面雪花狀的拓撲形狀JD2是指，第一金屬分支J1與第二金屬分支J2的長度b已經(jīng)不能再伸長，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)的拓撲形狀的演變，與其對應(yīng)的超材料單元的折射率連續(xù)增大(對應(yīng)天線一特定頻率)。通過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)計需要，例如最大值太小，則變動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應(yīng)的折射率排布以后(實際上就是不同拓撲形狀的多個第一人造微結(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)明的另一種實施例中，所述超材料平板100不具有阻抗匹配層，在該實施例中，所述核心層的厚度為Dh，2Dh＝D。其它的與上述的實施例相同。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實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)明的保護之內(nèi)。