本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及定向傳播天線(xiàn)罩和定向天線(xiàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
超材料，俗稱(chēng)超材料，是一種新型人工合成材料，是由非金屬材料制成的基板和附著在基板表面上或嵌入在基板內(nèi)部的多個(gè)人造微結(jié)構(gòu)構(gòu)成的?；蹇梢蕴摂M地劃分為矩形陣列排布的多個(gè)基板單元，每個(gè)基板單元上附著有人造微結(jié)構(gòu)，從而形成一個(gè)超材料單元，整個(gè)超材料是由很多這樣的超材料單元組成的，就像晶體是由無(wú)數(shù)的晶格按照一定的排布構(gòu)成的。每個(gè)超材料單元上的人造微結(jié)構(gòu)可以相同或者不完全相同。人造微結(jié)構(gòu)是由金屬絲組成的具有一定幾何圖形的平面或立體結(jié)構(gòu)，例如組成圓環(huán)形、工字形的金屬絲等。由于人造微結(jié)構(gòu)的存在，每個(gè)超材料單元具有不同于基板本身的電磁特性，因此所有的超材料單元構(gòu)成的超材料對(duì)電場(chǎng)和磁場(chǎng)呈現(xiàn)出特殊的響應(yīng)特性；通過(guò)對(duì)人造微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不同的具體結(jié)構(gòu)和形狀，可以改變整個(gè)超材料的響應(yīng)特性。一般情況下，天線(xiàn)系統(tǒng)都會(huì)設(shè)置有天線(xiàn)罩。天線(xiàn)罩的目的是保護(hù)天線(xiàn)系統(tǒng)免受風(fēng)雨、冰雪、沙塵和太陽(yáng)輻射等的影響，使天線(xiàn)系統(tǒng)工作性能比較穩(wěn)定、可靠。同時(shí)減輕天線(xiàn)系統(tǒng)的磨損、腐蝕和老化，延長(zhǎng)使用壽命。但是天線(xiàn)罩除了保護(hù)天線(xiàn)功能之外，不能夠兼具其他功能，功能很單一。例如在電磁波定向輻射的需求下，現(xiàn)有的天線(xiàn)罩不能滿(mǎn)足此要求，需要更換天線(xiàn)才能實(shí)現(xiàn)，這樣就會(huì)造成既有天線(xiàn)的浪費(fèi)。

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)有的天線(xiàn)罩功能單一，不具備電磁波定向輻射的缺陷，提供一種能夠?qū)⒍ㄏ騻鞑ル姶挪ǖ亩ㄏ騻鞑ヌ炀€(xiàn)罩和定向天線(xiàn)系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：提供一種定向傳播天線(xiàn)罩，所述定向傳播天線(xiàn)罩包括設(shè)置在天線(xiàn)上的超材料面板，所述超材料面板包括核心層，所述核心層包括至少一個(gè)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)，以超材料面板的前表面為XY平面，以所述天線(xiàn)的饋源等效點(diǎn)在超材料面板前表面所在平面上的投影為坐標(biāo)原點(diǎn)O，建立XYZ三維坐標(biāo)系，所述饋源等效點(diǎn)的坐標(biāo)為(0，0，F(xiàn))，所述核心層片層任一點(diǎn)(x，y，0)的折射率滿(mǎn)足如下公式：Vseg＝ss+λ×NUMseg；dis＝d1+d2；d2＝cosα×R-cosα×y；ss＝cosα×R+sinα×F；F表示饋源等效點(diǎn)到超材料面板的垂直距離；R表示所述定向傳播天線(xiàn)罩的工作區(qū)域的有效半徑；D表示超材料面板的厚度；α表示經(jīng)過(guò)所述定向傳播天線(xiàn)罩后出射的電磁波波束與超材料面板所成的夾角；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表示頻率為所述天線(xiàn)中心頻率的電磁波的波長(zhǎng)；floor表示向下取整。在本發(fā)明所述的定向傳播天線(xiàn)罩中，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。在本發(fā)明所述的定向傳播天線(xiàn)罩中，所述核心層片層的厚度為1.018mm，其中，第一前基板及第一后基板的厚度均為0.5mm，多個(gè)第一人造微結(jié)構(gòu)的厚度為0.018mm。在本發(fā)明所述的定向傳播天線(xiàn)罩中，所述超材料面板還包括設(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至少一個(gè)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)，所述阻抗匹配層片層的折射率分布滿(mǎn)足如下公式：其中，ni(x，y，0)表示第i個(gè)阻抗匹配層片層上任一點(diǎn)(x，y，0)處的折射率值；i表示阻抗匹配層片層的編號(hào)，靠近天線(xiàn)饋源的阻抗匹配層片層的編號(hào)為m，向核心層方向編號(hào)依次減小，靠近核心層的阻抗匹配層片層的編號(hào)為1；nmin為核心層片層的折射率的最小值。在本發(fā)明所述的定向傳播天線(xiàn)罩中，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。在本發(fā)明所述的定向傳播天線(xiàn)罩中，所述超材料面板任一縱截面具有相同的形狀與面積。在本發(fā)明所述的定向傳播天線(xiàn)罩中，所述超材料面板的縱截面為方形或圓形。在本發(fā)明所述的定向傳播天線(xiàn)罩中，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(xiàn)或銀線(xiàn)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。在本發(fā)明所述的定向傳播天線(xiàn)罩中，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(xiàn)及第二金屬線(xiàn)，所述第一金屬線(xiàn)與第二金屬線(xiàn)的長(zhǎng)度相同，所述第一金屬線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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。本發(fā)明還提供一種定向天線(xiàn)系統(tǒng)，包括天線(xiàn)，和如上所述的定向傳播天線(xiàn)罩，所述定向傳播天線(xiàn)罩固定在所述天線(xiàn)上。根據(jù)本發(fā)明的定向傳播天線(xiàn)罩和定向天線(xiàn)系統(tǒng)，通過(guò)精確設(shè)計(jì)核心層的折射率分布，使得天線(xiàn)饋源發(fā)出的電磁波經(jīng)超材料面板后能夠形成以特定角度出射的平面波，制造加工更加容易，成本更加低廉。另外依此設(shè)計(jì)的超材料面板整體厚度在毫米級(jí)別，相當(dāng)?shù)妮p薄。而且可以根據(jù)不同的角度需求設(shè)計(jì)核心層的折射率分布，滿(mǎn)足不同的定向需求。本發(fā)明提供的天線(xiàn)罩使得本不具備定向功能的天線(xiàn)能夠?qū)崿F(xiàn)定向傳播，滿(mǎn)足定向需求。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施例中定向傳播天線(xiàn)罩的結(jié)構(gòu)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)明一實(shí)施例的定向傳播天線(xiàn)罩所在的三維坐標(biāo)系示意圖；圖11是本發(fā)明另一實(shí)施例的定向傳播天線(xiàn)罩所在的三維坐標(biāo)系示意圖；圖12是本發(fā)明另一種實(shí)施例的定向傳播天線(xiàn)罩的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的定向傳播天線(xiàn)罩的結(jié)構(gòu)示意圖，定向傳播天線(xiàn)罩包括設(shè)置在天線(xiàn)上的超材料面板100，所述超材料面板100包括核心層10及設(shè)置核心層10兩側(cè)表面的阻抗匹配層20。K為天線(xiàn)的饋源等效點(diǎn)，天線(xiàn)的具體結(jié)構(gòu)未示出，僅示出了饋源等效點(diǎn)K，以此來(lái)代表天線(xiàn)。此處饋源的等效點(diǎn)K實(shí)際上就是天線(xiàn)的饋點(diǎn)(電磁波在饋源中發(fā)生聚焦的點(diǎn)或者電磁波輻射點(diǎn))。饋源等效點(diǎn)K在超材料面板100的核心層10的前表面所在平面上的投影為點(diǎn)O。α表示經(jīng)過(guò)定向傳播天線(xiàn)罩后出射的電磁波波束與超材料面板100所成的夾角。匹配層并不是必需的，也可以?xún)H使用核心層10。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。為了實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，減少損耗，增加阻抗匹配層后天線(xiàn)的輻射效果會(huì)更好。本發(fā)明的天線(xiàn)罩使用于發(fā)射天線(xiàn)時(shí)，即天線(xiàn)饋源作為輻射源，天線(xiàn)罩的作用是將天線(xiàn)饋源發(fā)出電磁波經(jīng)超材料面板后以具有一定角度的平面波的形式出射，如圖1所示。本發(fā)明的天線(xiàn)罩使用于接收天線(xiàn)時(shí)，即天線(xiàn)饋源作為集波器，天線(xiàn)罩的作用是將具有一定角度的平面波天線(xiàn)經(jīng)過(guò)超材料面板后能夠在天線(xiàn)饋源等效點(diǎn)K處匯聚。在本發(fā)明一實(shí)施例中，超材料面板100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面板中與超材料面板的中軸線(xiàn)垂直的剖面。所述超材料面板的縱截面為方形、圓形或橢圓形，優(yōu)選地，所述超材料面板的縱截面為方形，這樣得到的超材料面板容易加工，例如450X450mm的正方形。由圖2～圖4可知，核心層10包括至少一個(gè)核心層片層11，核心層片層11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。本實(shí)施例中，優(yōu)選地，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。優(yōu)選地，所述核心層片層11的厚度為1.018mm，其中，第一前基板131及第一后基板132的厚度均為0.5mm，多個(gè)第一人造微結(jié)構(gòu)12的厚度為0.018mm。本實(shí)施例中，所述阻抗匹配層20包括至少一個(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23上的多個(gè)第二人造微結(jié)構(gòu)(圖中未標(biāo)示)，優(yōu)選地，本實(shí)施例中，如圖4所示，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，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。優(yōu)選地，所述阻抗匹配層片層的厚度為1.018mm，其中，第二前基板及第二后基板的厚度均為0.5mm，多個(gè)第二人造微結(jié)構(gòu)的厚度為0.018mm。下面以超材料面板僅包括核心層的情況為例對(duì)核心層的折射率分布規(guī)律進(jìn)行說(shuō)明，如圖10所示，以超材料面板的前表面為XY平面，以天線(xiàn)的饋源等效點(diǎn)K在超材料面板前表面所在平面上的投影(圖1中的O點(diǎn))為坐標(biāo)原點(diǎn)O，建立XYZ三維坐標(biāo)系，饋源等效點(diǎn)K的坐標(biāo)為(0，0，F(xiàn))，核心層片層11任一點(diǎn)(x，y，0)的折射率滿(mǎn)足如下公式：Vseg＝ss+λ×NUMseg(2)；dis＝d1+d2(5)；d2＝cosα×R-cosα×y(7)；ss＝cosα×R+sinα×F(8)；F表示饋源等效點(diǎn)K到超材料面板100的垂直距離；R表示定向傳播天線(xiàn)罩的工作區(qū)域的有效半徑；當(dāng)超材料面板100呈方形時(shí)，有效半徑即是指超材料面板100的邊長(zhǎng)的一半；當(dāng)超材料面板呈圓形時(shí)，有效長(zhǎng)度即是指超材料面板的半徑(如圖10和11所示)；D表示超材料面板100的厚度；α表示經(jīng)過(guò)定向傳播天線(xiàn)罩后出射的電磁波波束與超材料面板100所成的夾角；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表示頻率為所述天線(xiàn)中心頻率的電磁波的波長(zhǎng)；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(lèi)推。為了能夠減少損耗，還可以在上述實(shí)施例中的核心層兩側(cè)增加阻抗匹配層20(如圖1所示)，阻抗匹配層片層21的折射率分布滿(mǎn)足如下公式：其中，ni(x，y，0)表示第i個(gè)阻抗匹配層片層21上任一點(diǎn)(x，y，0)處的折射率值；i表示阻抗匹配層片層21的編號(hào)，靠近天線(xiàn)饋源的阻抗匹配層片層21的編號(hào)為m，向核心層方向編號(hào)依次減小，靠近核心層的阻抗匹配層片層21的編號(hào)為1；nmin為核心層片層11的折射率的最小值。由公式9可知，阻抗匹配層片層21某一處的折射率值與該處對(duì)應(yīng)的核心層片層11的折射率相關(guān)。需要說(shuō)明的是，這里的XYZ坐標(biāo)系實(shí)際上是以超材料面板的核心層的前表面為XY平面，以天線(xiàn)的饋源等效點(diǎn)K在核心層前表面所在平面上的投影(如圖1中的O點(diǎn))為坐標(biāo)原點(diǎn)O的，由于折射率分布僅與X、Y軸相關(guān)，與Z軸的坐標(biāo)無(wú)關(guān)，因此，即便采用上述坐標(biāo)系使得阻抗匹配層片層可能不在Z＝0的平面上，我們也視為其在Z＝0的平面上，也即Z＝0。圖10所示的超材料面板的縱截面為圓形，當(dāng)然還可以是其他形狀，例如方形、橢圓形等等。圖11示出了超材料面板的縱截面為方形的坐標(biāo)系示意圖。利用仿真軟件(例如CST、COMSOL、MATLAB)來(lái)調(diào)節(jié)上述幾個(gè)變量的值，以獲得電磁波經(jīng)過(guò)天線(xiàn)罩后能夠很好的定向輻射。輸出上述數(shù)據(jù)，即能得到針對(duì)某一特定角度α的較好的設(shè)計(jì)。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(xiàn)或銀線(xiàn)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11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21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、阻抗匹配層壓合一體即得到本發(fā)明的超材料面板100。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、PS(聚苯乙烯)等。優(yōu)選地，本發(fā)明中，所述第一基材的第一前基板與第一后基板采用相同的PS；同樣，本發(fā)明中，所述第二基材的第二前基板與第二后基板也采用相同PS。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(xiàn)J1及第二金屬線(xiàn)J2，所述第一金屬線(xiàn)J1與第二金屬線(xiàn)J2的長(zhǎng)度相同，所述第一金屬線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(lèi)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(xiàn)J1與第二金屬線(xiàn)J2不是直線(xiàn)，而是彎折線(xiàn)，第一金屬線(xiàn)J1與第二金屬線(xiàn)J2均設(shè)置有兩個(gè)彎折部WZ，但是第一金屬線(xiàn)J1與第二金屬線(xiàn)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(xiàn)與第二金屬線(xiàn)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(xiàn)與第二金屬線(xiàn)交點(diǎn)的軸線(xiàn)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(xiàn)J1與第二金屬線(xiàn)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)置在前基板單元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(xiàn)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(huà)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(chēng)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(xiàn)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)，從而設(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21的折射率分布，從而得到整個(gè)超材料面板100的折射率分布。本實(shí)施例中，核心層片層11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)。本明中，所述第一基材的第一前基板與第一后基板采用相同的PS板，所述的PS板具有一個(gè)預(yù)定的介電常數(shù)，例如介電常數(shù)為2.7的PS板。(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(xiàn)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2所示的長(zhǎng)CD與寬KD均為2.5mm、厚度HD為1.018mm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(xiàn)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(xiàn)寬W，第一金屬線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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2.5mm，厚度為1.018mm，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8至圖9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的最小值即為線(xiàn)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(xiàn)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的最小值即為線(xiàn)寬W，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)湫螤畹难葑儯c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(xiàn)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(mǎn)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(mǎn)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(11)，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)，即能得到本實(shí)施例的核心層片層。同理，可以得到本實(shí)施例的阻抗匹配層片層。圖12是本發(fā)明另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施中，不同的是超材料面板100被分成四個(gè)單元板1000，四個(gè)單元板1000之間通過(guò)鉸接的方式，可以折疊在一起。這樣有利于天線(xiàn)罩的加工制造以及安裝維護(hù)，多個(gè)單元板可拆卸的連接，或者多個(gè)單元板通過(guò)可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接方式可以折疊，只占據(jù)很小的面積。單元板1000的形成可以有以下兩種方式：(1)整體加工后割裂成片，這種方式適合較小的面積的超材料平板。(2)設(shè)計(jì)好超材料面板的整體結(jié)構(gòu)參數(shù)，在制造前即將其分成多個(gè)單元板1000，對(duì)這些單元板單獨(dú)加工制造。這種方式非常適合超大型的超材料面板加工。單元板，優(yōu)選地采用同樣的尺寸，這樣方便疊在一起，單元板的數(shù)量可以根據(jù)需要設(shè)定。多個(gè)單元板1000可拆卸的連接，例如可以是螺栓連接、粘接、卡扣連接等。本實(shí)施例中，優(yōu)選地，多個(gè)單元板1000通過(guò)可轉(zhuǎn)動(dòng)的連接方式可以折疊。在不同的應(yīng)用場(chǎng)景，可，對(duì)天線(xiàn)罩的形狀進(jìn)行共形設(shè)計(jì)。圖中示意的天線(xiàn)罩的形狀為平板狀，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)也可以根據(jù)依據(jù)天線(xiàn)的具體需求來(lái)設(shè)計(jì)天線(xiàn)罩的形狀，比如可以設(shè)計(jì)成圓球狀或者與天線(xiàn)形狀匹配的形狀(共形的天線(xiàn)罩)等，本發(fā)明對(duì)此不作限制。本發(fā)明還提供一種定向天線(xiàn)系統(tǒng)，包括天線(xiàn)及如上所述的定向傳播天線(xiàn)罩，定向傳播天線(xiàn)罩固定在所述天線(xiàn)上。定向傳播天線(xiàn)罩的具體內(nèi)容如上所述，此處不再贅述。本發(fā)明通過(guò)精確設(shè)計(jì)核心層的折射率分布，使得天線(xiàn)饋源發(fā)出的電磁波經(jīng)超材料面板后能夠形成以特定角度出射的平面波，制造加工更加容易，成本更加低廉。另外依此設(shè)計(jì)的超材料面板整體厚度在毫米級(jí)別，相當(dāng)?shù)妮p薄。而且可以根據(jù)不同的角度需求設(shè)計(jì)核心層的折射率分布，滿(mǎn)足不同的定向需求。本發(fā)明提供的天線(xiàn)罩使得本不具備定向功能的天線(xiàn)能夠?qū)崿F(xiàn)定向傳播，滿(mǎn)足定向需求。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)。