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

背景技術(shù)：
超材料，俗稱超材料，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)人工微結(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工微結(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)超材料單元上的人工微結(jié)構(gòu)可以相同或者不完全相同。人工微結(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。由于人工微結(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；通過對(duì)人工微結(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，天線系統(tǒng)都會(huì)設(shè)置有天線罩。天線罩的目的是保護(hù)天線系統(tǒng)免受風(fēng)雨、冰雪、沙塵和太陽輻射等的影響，使天線系統(tǒng)工作性能比較穩(wěn)定、可靠。同時(shí)減輕天線系統(tǒng)的磨損、腐蝕和老化，延長(zhǎng)使用壽命。但是天線罩除了保護(hù)天線功能之外，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)有的天線罩不能滿足此要求，需要更換天線才能實(shí)現(xiàn)，這樣就會(huì)造成既有天線的浪費(fèi)。而且現(xiàn)有的天線罩不能盡可能多地將天線輻射的電磁波調(diào)整到特定方向上，使得接收天線能夠接收的信號(hào)有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有的天線罩功能單一，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€罩和定向天線系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種定向傳播天線罩，所述定向傳播天線罩罩設(shè)于天線上，所述定向傳播天線罩包括與所述天線對(duì)立設(shè)置的超材料面板，所述超材料面板包括至少一個(gè)超材料片層，以每個(gè)超材料片層上的其中一點(diǎn)為圓心形成多個(gè)折射率圓，若干同心的折射率圓形成一個(gè)圓環(huán)形折射率分布區(qū)；以折射率圓的圓心為極點(diǎn)O、平行于所述超材料片層的任一條以所述極點(diǎn)O為端點(diǎn)的射線Oy為極軸建立極坐標(biāo)系，則所述超材料片層上任一半徑為y的折射率圓的折射率n(y)滿足如下公式：式中，l為振子到所述超材料片層的距離；λ為電磁波的波長(zhǎng)；d為所述超材料片層的厚度，nmax和nmin分別表示所述超材料片層上的最大折射率和最小折射率；k表示折射率圓上任一點(diǎn)所在的圓環(huán)形折射率分布區(qū)的序號(hào)，floor是向下取整函數(shù)。優(yōu)選地，每個(gè)超材料片層由多個(gè)超材料單元排列而成，以所述極點(diǎn)O所在的超材料單元為圓心形成多個(gè)同心圓，讓所述超材料片層的各個(gè)超材料單元分別位于這些同心圓上，由位于若干同心圓的超材料單元形成一個(gè)所述圓環(huán)形折射率分布區(qū)；每個(gè)超材料片層的各個(gè)超材料單元上附著有拓?fù)湫螤钕嗤娜斯の⒔Y(jié)構(gòu)，位于每個(gè)圓環(huán)形折射率分布區(qū)內(nèi)的同一同心圓的各個(gè)超材料單元上排布的所述人工微結(jié)構(gòu)的幾何尺寸均相同，隨著同心圓的直徑的增大，位于各個(gè)同心圓的超材料單元上排布的所述人工微結(jié)構(gòu)的幾何尺寸減小，而各個(gè)圓環(huán)形折射率分布區(qū)內(nèi)位于最小直徑同心圓的各個(gè)超材料單元上排布的所述人工微結(jié)構(gòu)的幾何尺寸均相等、位于最大直徑同心圓的各個(gè)超材料單元上排布的所述人工微結(jié)構(gòu)的幾何尺寸均相等。優(yōu)選地，每個(gè)超材料片層由多個(gè)超材料單元排列而成，以所述極點(diǎn)O所在的超材料單元為圓心形成多個(gè)同心圓，讓所述超材料片層的各個(gè)超材料單元分別位于這些同心圓上，由位于若干同心圓的超材料單元形成一個(gè)所述圓環(huán)形折射率分布區(qū)；每個(gè)超材料片層的各個(gè)超材料單元上均形成有深度相同的圓形小孔，位于每個(gè)圓環(huán)形折射率分布區(qū)內(nèi)的同一同心圓的各個(gè)超材料單元上形成的所述小孔的直徑均相同，隨著同心圓的直徑的增大，位于各個(gè)同心圓的超材料單元上形成的所述小孔的直徑增大，而各個(gè)圓環(huán)形折射率分布區(qū)內(nèi)位于最小直徑同心圓的各個(gè)超材料單元上形成的所述小孔的直徑均相等、位于最大直徑同心圓的各個(gè)超材料單元上形成的所述小孔的直徑均相等。優(yōu)選地，每個(gè)超材料片層由多個(gè)超材料單元排列而成，以所述極點(diǎn)O所在的超材料單元為圓心形成多個(gè)同心圓，讓所述超材料片層的各個(gè)超材料單元分別位于這些同心圓上，由位于若干同心圓的超材料單元形成一個(gè)所述圓環(huán)形折射率分布區(qū)；每個(gè)超材料片層的各個(gè)超材料單元上均形成有直徑相同的圓形小孔，位于每個(gè)圓環(huán)形折射率分布區(qū)內(nèi)的同一同心圓的各個(gè)超材料單元上形成的所述小孔的深度均相同，隨著同心圓的直徑的增大，位于各個(gè)同心圓的超材料單元上形成的所述小孔的深度增大，而各個(gè)圓環(huán)形折射率分布區(qū)內(nèi)位于最小直徑同心圓的各個(gè)超材料單元上形成的所述小孔的直徑均相等、位于最大直徑同心圓的各個(gè)超材料單元上形成的所述小孔的直徑均相等。優(yōu)選地，每個(gè)超材料片層由多個(gè)超材料單元排列而成，以所述極點(diǎn)O所在的超材料單元為圓心形成多個(gè)同心圓，讓所述超材料片層的各個(gè)超材料單元分別位于這些同心圓上，由位于若干同心圓的超材料單元形成一個(gè)所述圓環(huán)形折射率分布區(qū)；每個(gè)超材料片層的各個(gè)超材料單元上均形成有數(shù)量不等的直徑和深度均相同的圓形小孔，位于每個(gè)圓環(huán)形折射率分布區(qū)內(nèi)的同一同心圓的各個(gè)超材料單元上形成的所述小孔的數(shù)量均相同，隨著同心圓的直徑的增大，位于各個(gè)同心圓的超材料單元上形成的所述小孔的數(shù)量增多，而各個(gè)圓環(huán)形折射率分布區(qū)內(nèi)位于最小直徑同心圓的各個(gè)超材料單元上形成的所述小孔的數(shù)量均相等、位于最大直徑同心圓的各個(gè)超材料單元上形成的所述小孔的數(shù)量均相等。優(yōu)選地，每個(gè)超材料片層的各個(gè)圓環(huán)形折射率分布區(qū)內(nèi)的最小直徑折射率圓的折射率均相等、最大直徑折射率圓的折射率均相等。優(yōu)選地，所述超材料面板包括多個(gè)沿片層表面疊加在一起的超材料片層，各個(gè)超材料片層上形成相同的圓環(huán)形折射率分布區(qū)。優(yōu)選地，各個(gè)超材料片層的相應(yīng)圓環(huán)形折射率分布區(qū)內(nèi)的直徑相同的折射率圓的折射率均相同。優(yōu)選地，所述超材料面板的至少一側(cè)設(shè)有阻抗匹配薄膜，每一阻抗匹配薄膜包括多個(gè)阻抗匹配層，每一阻抗匹配層是具有單一折射率的均勻介質(zhì)，各個(gè)阻抗匹配層的折射率隨著越靠近所述超材料面板由接近于或等于空氣的折射率逐漸變化至接近于或等于所述超材料面板上最靠近所述阻抗匹配薄膜的超材料片層的折射率。本發(fā)明還提供一種定向天線系統(tǒng)，包括天線，以及如上所述的定向傳播天線罩，所述定向傳播天線罩罩設(shè)于所述天線上。本發(fā)明的定向傳播天線罩和定向天線系統(tǒng)具有如下有益效果：通過精確設(shè)計(jì)超材料片層的折射率分布，使得天線饋源發(fā)出的電磁波經(jīng)超材料面板后能夠形成平面波，制造加工更加容易，成本更加低廉。本發(fā)明提供的天線罩使得本不具備定向功能的天線能夠?qū)崿F(xiàn)定向傳播，滿足定向需求。而且本發(fā)明的天線罩使得天線輻射出的不在接收天線接收方向上的輻射能量也能調(diào)整到合適的輻射方向上，盡可能多地將天線輻射的電磁波調(diào)整到接收天線的接收方向上，使得接收天線能夠接收盡量多的信號(hào)，提高了信號(hào)強(qiáng)度和天線增益。附圖說明下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明定向傳播天線罩與天線的相對(duì)位置示意圖；圖2是本發(fā)明的超材料片層其中一個(gè)超材料單元的透視示意圖；圖3是圖1中的超材料面板的一個(gè)超材料片層的截面放大圖，其中建立了一極坐標(biāo)系；圖4是圖3中的超材料片層在所建立的極坐標(biāo)系下被分隔為多個(gè)圓環(huán)形折射率分布區(qū)的正面放大圖；圖5是對(duì)應(yīng)圖4所示的多個(gè)圓環(huán)形折射率分布區(qū)的折射率圓分布示意圖；圖6是對(duì)應(yīng)圖5的折射率圓分布所形成的部分超材料片層的人工微結(jié)構(gòu)的排布示意圖；圖7是對(duì)應(yīng)圖5的折射率圓分布所形成的部分超材料片層的小孔的排布示意圖；圖8是對(duì)應(yīng)圖5的折射率圓分布所形成的部分超材料片層的小孔的另一排布示意圖；圖9是本發(fā)明的超材料面板的兩側(cè)分別覆蓋一阻抗匹配薄膜時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是本發(fā)明另一種實(shí)施例的定向傳播天線罩的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式我們知道，電磁波由一種均勻介質(zhì)傳播進(jìn)入另外一種均勻介質(zhì)時(shí)會(huì)發(fā)生折射，這是由于兩種介質(zhì)的折射率不同而導(dǎo)致的。而對(duì)于非均勻介質(zhì)來說，電磁波在介質(zhì)內(nèi)部也會(huì)發(fā)生折射且向折射率比較大的位置偏折。而折射率等于也即介質(zhì)的折射率取決于其介電常數(shù)和磁導(dǎo)率。超材料是一種以人工微結(jié)構(gòu)為基本單元并以特定方式進(jìn)行空間排布、具有特殊電磁響應(yīng)的人工復(fù)合材料。一般超材料包括多個(gè)超材料片層，每一超材料片層由人工微結(jié)構(gòu)和用于附著人工微結(jié)構(gòu)的基板構(gòu)成(每個(gè)人工微結(jié)構(gòu)及其所附著的基板部分人為定義為一個(gè)超材料單元)，通過調(diào)節(jié)人工微結(jié)構(gòu)的拓?fù)湫螤詈蛶缀纬叽缈筛淖兓迳细鼽c(diǎn)(也即各個(gè)超材料單元，由于每個(gè)超材料單元的尺寸應(yīng)小于入射電磁波的波長(zhǎng)的五分之一，優(yōu)選為十分之一，一般非常微小，故每個(gè)超材料單元可看作一點(diǎn)，下同)的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率。因此，我們可以利用人工微結(jié)構(gòu)的拓?fù)湫螤詈?或幾何尺寸來調(diào)制基板上各點(diǎn)的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率，從而使基板上各點(diǎn)的折射率以某種規(guī)律變化，得以控制電磁波的傳播，并應(yīng)用于具有特殊電磁響應(yīng)需求的場(chǎng)合。實(shí)驗(yàn)證明，在人工微結(jié)構(gòu)的拓?fù)湫螤钕嗤那闆r下，在單位面積上人工微結(jié)構(gòu)的幾何尺寸越大，基板上各點(diǎn)的介電常數(shù)越大；反之，介電常數(shù)越小。也即，在人工微結(jié)構(gòu)的拓?fù)湫螤畲_定的情況下，可以通過讓基板上各點(diǎn)的人工微結(jié)構(gòu)的幾何尺寸的大小滿足一定的規(guī)律來調(diào)制其介電常數(shù)，當(dāng)用多個(gè)這種人工微結(jié)構(gòu)呈一定規(guī)律排布的超材料片層疊加在一起形成超材料時(shí)，超材料空間各點(diǎn)的折射率也呈這種規(guī)律分布，即可達(dá)到改變電磁波的傳播路徑的目的。另外，我們也可在基板上開設(shè)小孔來形成這種折射率分布規(guī)律。如圖1至圖2所示，定向傳播天線罩罩設(shè)于天線(為了更好地說明天線與天線罩的位置關(guān)系，天線僅以饋源來示意)上，定向傳播天線罩包括與所述天線對(duì)立設(shè)置的超材料面板20，K為天線的饋源等效點(diǎn)。饋源可以是傳統(tǒng)的波紋喇叭，也可以是其他饋源類別，本發(fā)明不做限制。超材料面板20包括至少一個(gè)超材料片層22。超材料片層22的縱截面形狀根據(jù)不同需要可以是方形、圓形或橢圓形。超材料片層22為多個(gè)時(shí)，超材料片層22沿垂直于片層表面的方向(也即天線的電磁波發(fā)射或接收方向)疊加而成，圖中所示為3個(gè)超材料片層22兩兩相互之間直接前、后表面相粘接在一起的情形。具體實(shí)施時(shí)，所述超材料片層22的數(shù)目可依據(jù)需求來增減，各個(gè)超材料片層22也可等間距地排列組裝在一起。由于每個(gè)超材料片層22的折射率分布規(guī)律均相同，故在下面僅選取一個(gè)超材料片層22作為示例進(jìn)行說明。根據(jù)以上電磁波在介質(zhì)中傳播的原理，可在所述超材料片層22上形成多個(gè)同心的圓環(huán)形折射率分布區(qū)24，讓每一圓環(huán)形折射率分布區(qū)24內(nèi)空間各點(diǎn)的折射率滿足如下規(guī)律：以所述圓環(huán)形折射率分布區(qū)24的圓心為圓心形成多個(gè)同心的折射率圓，同一折射率圓上各點(diǎn)的折射率均相同，而隨著折射率圓的直徑的增大，各個(gè)折射率圓的折射率減小且減小量增大。對(duì)于各個(gè)圓環(huán)形折射率分布區(qū)24，直徑較大的圓環(huán)形折射率分布區(qū)24內(nèi)的最小直徑折射率圓的折射率大于直徑較小的相鄰圓環(huán)形折射率分布區(qū)24內(nèi)的最大直徑折射率圓的折射率。以下介紹一種所述超材料片層22上的各個(gè)圓環(huán)形折射率分布區(qū)24內(nèi)的最小直徑折射率圓和最大直徑折射率圓的折射率均分別相等(也即折射率變化范圍相同)的折射率分段分布規(guī)律。我們可以所述超材料片層22上的其中一點(diǎn)為極點(diǎn)O、平行于所述超材料片層22的任一條以所述極點(diǎn)O為端點(diǎn)的射線Oy為極軸建立極坐標(biāo)系(如圖3所示)，則對(duì)于所述極軸Oy上的任一點(diǎn)(y，0)，其折射率應(yīng)滿足如下關(guān)系式：(1)其中，l為饋源到超材料片層22表面的距離；λ為電磁波的波長(zhǎng)；d為所即直接去掉小數(shù)部分所剩的最大整數(shù)。我們以所述極坐標(biāo)系的極點(diǎn)O為圓心、以y為半徑作一個(gè)圓即在所述超材料片層22上形成各點(diǎn)的折射率均相同的折射率圓，而以不同的y為半徑作圓時(shí)形成多個(gè)同心的折射率圓。由若干折射率圓形成一個(gè)所述圓環(huán)形折射率分布區(qū)24，且各個(gè)圓環(huán)形折射率分布區(qū)24內(nèi)的最小直徑折射率圓的折射率均相等、最大直徑折射率圓的折射率均相等，從而在所述超材料片層22上形成滿足前述折射率分布規(guī)律的多個(gè)折射率圓。此時(shí)，k即為折射率圓上任一點(diǎn)所在的圓環(huán)形折射率分布區(qū)24的序號(hào)。作為示例，我們以所述超材料片層22上大致正對(duì)所述天線的中心的位置作為所述極坐標(biāo)系的極點(diǎn)O，則所述極坐標(biāo)系在所述超材料片層22上的位置如圖3所示；另外，我們以所述極坐標(biāo)系的極點(diǎn)O為圓心形成多個(gè)相隔一定距離的同心圓，用以表示折射率圓，則兩兩相鄰?fù)膱A之間便分隔形成一個(gè)所述圓環(huán)形折射率分布區(qū)24，這樣，所述超材料片層22上的圓環(huán)形折射率分布區(qū)24的分布即可用圖4表示(圖中同心圓用虛線表示)，圖4中僅為四個(gè)相隔一定距離的同心圓所分隔形成的三個(gè)所述圓環(huán)形折射率分布區(qū)24，且由于最小直徑的同心圓的直徑為零，圖中用一個(gè)點(diǎn)表示。假如我們將直徑變大的三個(gè)所述圓環(huán)形折射率分布區(qū)24分別稱為第一、第二和第三圓環(huán)形折射率分布區(qū)24，且第一圓環(huán)形折射率分布區(qū)24內(nèi)隨著折射率圓的直徑的增大其折射率分別為nmax，n11，…，n1p，nmin，第二圓環(huán)形折射率分布區(qū)24內(nèi)隨著折射率圓的直徑的增大其折射率分別為nmax，n21，…，n2m，nmin，第三圓環(huán)形折射率分布區(qū)24內(nèi)隨著折射率圓的直徑的增大其折射率分別為nmax，n31，…，n3n，nmin，則有如下關(guān)系式：nmax≥n11≥…≥n1p≥nmin(2)nmax≥n21≥…≥n2m≥nmin(3)nmax≥n31≥…≥n3n≥nmin(4)式(2)、(3)、(4)均不能同時(shí)取等號(hào)，且p、m、n均為大于0的自然數(shù)。優(yōu)選，p＝m＝n。為了直觀地表示圖4中所示的三個(gè)所示圓環(huán)形折射率分布區(qū)24內(nèi)的折射率圓的折射率分布規(guī)律，我們用多個(gè)同心圓來表示折射率圓，用線的疏密表示折射率的大小，線越密折射率越大，線越疏折射率越小，則所述超材料片層22上的各個(gè)折射率圓的折射率變化規(guī)律如圖5所示。對(duì)于多個(gè)所述超材料片層22，我們讓其沿垂直于片層表面的方向疊加在一起，且各個(gè)超材料片層22上形成相同的圓環(huán)形折射率分布區(qū)24，而各個(gè)超材料片層22上的相應(yīng)圓環(huán)形折射率分布區(qū)24內(nèi)的直徑相同的折射率圓的折射率均相同，從而形成所述超材料面板20。下面我們舉例說明如何通過人工微結(jié)構(gòu)的排布來讓每個(gè)超材料片層22上的折射率分布滿足式(1)。請(qǐng)參考圖6所示，每個(gè)超材料片層22包括基板222和附著在所述基板222上的多個(gè)人工微結(jié)構(gòu)224。所述基板222可由聚四氟乙烯等高分子聚合物或陶瓷材料制成。所述人工微結(jié)構(gòu)224通常為金屬線如銅線或者銀線構(gòu)成的具有一定拓?fù)湫螤畹钠矫婊蛄Ⅲw結(jié)構(gòu)，并通過一定的加工工藝附著在所述基板222上，例如蝕刻、電鍍、鉆刻、光刻、電子刻、離子刻等。一般，我們將每個(gè)人工微結(jié)構(gòu)224及其所附著的基板222部分人為定義為一個(gè)超材料單元223，且每個(gè)超材料單元223的尺寸應(yīng)小于所要響應(yīng)的電磁波的波長(zhǎng)的五分之一，優(yōu)選為十分之一，以使所述超材料片層22對(duì)電磁波產(chǎn)生連續(xù)響應(yīng)?？梢?，每個(gè)超材料片層22可看作是由多個(gè)超材料單元223陣列排布而成的。由于所述超材料單元223非常微小，可以近似看作一個(gè)點(diǎn)，因此，圓便可看作是由無數(shù)個(gè)所述超材料單元223沿圓周排制而成的。這樣，我們可以所述超材料片層22的任一超材料單元223為圓心形成多個(gè)同心圓26，如圖中虛線所示，從而使所述超材料片層22的各個(gè)超材料單元223分別位于這些同心圓26上，由位于若干同心圓26的超材料單元223形成一個(gè)所述圓環(huán)形折射率分布區(qū)24；讓具有相同拓?fù)湫螤畹乃鋈斯の⒔Y(jié)構(gòu)224附著在所述超材料片層22的各個(gè)超材料單元223上，并讓大致位于每個(gè)圓環(huán)形折射率分布區(qū)24內(nèi)的同一同心圓26的各個(gè)超材料單元223上排布的所述人工微結(jié)構(gòu)224的幾何尺寸均相同，隨著同心圓26的直徑的增大，位于各個(gè)同心圓26的超材料單元223上排布的所述人工微結(jié)構(gòu)224的幾何尺寸減小，而各個(gè)圓環(huán)形折射率分布區(qū)24內(nèi)位于最小直徑同心圓26的各個(gè)超材料單元223上排布的所述人工微結(jié)構(gòu)224的幾何尺寸均相等、位于最大直徑同心圓26的各個(gè)超材料單元223上排布的所述人工微結(jié)構(gòu)224的幾何尺寸均相等。由于大致位于不同直徑同心圓26的各個(gè)超材料單元223上的所述人工微結(jié)構(gòu)224與基板222的相應(yīng)部分一起表征了不同的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率，且隨著所述超材料單元223所在的同心圓26的直徑增大，所述超材料單元223的介電常數(shù)減小。如此，即在所述超材料片層22上形成多個(gè)同心的折射率圓，且在每個(gè)圓環(huán)形折射率分布區(qū)24內(nèi)，這些同心的折射率圓的折射率不斷減小，各個(gè)圓環(huán)形折射率分布區(qū)24內(nèi)的最小直徑折射率圓的折射率均相等、最大直徑折射率圓的折射率均相等，形成隨著折射率圓的直徑的增大，其折射率呈分段式或不連續(xù)分布的規(guī)律。圖6所示僅為所述人工微結(jié)構(gòu)224在部分所述超材料片層22的各個(gè)超材料單元223上的一個(gè)排布示意圖，其中，同心圓26的圓心為位于圖中所示超材料片層22的中心的超材料單元223，所述人工微結(jié)構(gòu)224是呈雪花狀的平面金屬微結(jié)構(gòu)且在每個(gè)圓環(huán)形折射率分布區(qū)24內(nèi)隨著同心圓26的直徑的增大是等比例縮小的。事實(shí)上，所述人工微結(jié)構(gòu)224的排布方式還有多種，且可讓構(gòu)成所述人工微結(jié)構(gòu)224的線條的寬度相等，這樣可簡(jiǎn)化制造工藝。如圖2所示，超材料片層22可以劃分為陣列排布的多個(gè)如圖2所示的超材料單元223，每個(gè)超材料單元223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之間的人工微結(jié)構(gòu)224，通常超材料單元223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223的尺寸。圖2為透視的畫法，以表示人工微結(jié)構(gòu)的超材料單元223中的位置，如圖2所示，人工微結(jié)構(gòu)224夾于基板單元U、后基板單元V之間，其所在表面用SR表示。圖2的基板與人工微結(jié)構(gòu)的位置僅為示例，當(dāng)然也可以僅適用一個(gè)基板，在其上附著人工微結(jié)構(gòu)，本發(fā)明對(duì)此不做限制。前基板與后基板的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。另外，我們也可在所述超材料片層22的基板222上通過開設(shè)小孔來形成滿足式(1)的折射率分布規(guī)律。如圖7所示，所述超材料片層32包括基板322和形成在所述基板322上的多個(gè)小孔324。所述小孔324可根據(jù)所述基板322的材質(zhì)不同對(duì)應(yīng)采用合適的工藝形成于所述基板322上。例如當(dāng)所述基板322由高分子聚合物制成時(shí)，可通過鉆床鉆孔、沖壓成型或者注塑成型等工藝在所述基板322上形成所述小孔324，而當(dāng)所述基板322由陶瓷材料制成時(shí)則可通過鉆床鉆孔、沖壓成型或者高溫?zé)Y(jié)等工藝在所述基板322上形成所述小孔324。我們亦將每個(gè)小孔324及其所在的基板322部分人為定義為一個(gè)超材料單元323，且每個(gè)超材料單元323的尺寸應(yīng)小于入射電磁波的波長(zhǎng)的五分之一。這樣，所述超材料片層32亦可看作是由多個(gè)超材料單元323陣列排布而成的。由實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)所述小孔324內(nèi)填充的介質(zhì)是空氣時(shí)，所述小孔324占整個(gè)超材料單元323的體積越大，所述超材料單元323的折射率越小。這樣，同上，由于圓可看作是由無數(shù)個(gè)所述超材料單元323沿圓周排制而成的，我們可以所述超材料片層32的任一超材料單元323為圓心形成多個(gè)同心圓36，如圖中虛線所示，從而使所述超材料片層32的各個(gè)超材料單元323分別位于這些同心圓36上，由位于若干同心圓36的超材料單元323形成一個(gè)所述圓環(huán)形折射率分布區(qū)34；在每個(gè)超材料單元323上形成一個(gè)所述小孔324，讓大致位于每個(gè)圓環(huán)形折射率分布區(qū)34內(nèi)的同一同心圓36的各個(gè)超材料單元323上形成的所述小孔324的深度和直徑均相同(即體積相同)，隨著同心圓36的直徑的增大，位于各個(gè)同心圓36的超材料單元323上形成的所述小孔324的深度不變而直徑增大。以便在所述超材料片層32上形成多個(gè)同心的折射率圓，且在每個(gè)圓環(huán)形折射率分布區(qū)34內(nèi)，這些同心的折射率圓的折射率不斷減小，各個(gè)圓環(huán)形折射率分布區(qū)34內(nèi)的最小直徑折射率圓的折射率均相等、最大直徑折射率圓的折射率均相等，形成隨著折射率圓的直徑的增大，其折射率呈分段式或不連續(xù)分布的規(guī)律。圖7所示僅為所述小孔324在部分所述超材料片層32的各個(gè)超材料單元323上的一個(gè)排布示意圖，其中，同心圓36的圓心為位于圖中所示超材料片層32的中心的超材料單元323。同理，我們也可讓具有相同直徑的所述小孔324排布于這些同心圓36上，在每個(gè)圓環(huán)形折射率分布區(qū)34內(nèi)隨著同心圓的直徑的增大，通過調(diào)整所述小孔324的深度來形成滿足式(1)的折射率分布規(guī)律，從而形成多個(gè)折射率變化范圍相同的圓環(huán)形折射率分布區(qū)34。而且，所述小孔324占整個(gè)超材料單元323的體積不僅可通過在所述超材料單元323上形成一個(gè)幾何尺寸不同的所述小孔324來實(shí)現(xiàn)，還可通過在所述超材料單元323上形成數(shù)量不等而幾何尺寸相同或不相同的所述小孔324來實(shí)現(xiàn)，如圖8所示。形成所述超材料面板20時(shí)，讓各個(gè)所述超材料片層22沿片層表面疊加在一起，并讓位于相同直徑的同心圓的超材料單元223上排布幾何尺寸相同的所述人工微結(jié)構(gòu)244，或者讓各個(gè)所述超材料片層32沿片層表面疊加在一起，并讓位于相同直徑的同心圓的超材料單元323上形成占整個(gè)超材料單元323的體積相同的一個(gè)或多個(gè)所述小孔324，使各個(gè)所述超材料片層22上的直徑相同的折射率圓的折射率均相同。由上可知，通過在所述超材料面板20的各個(gè)超材料片層22或32上設(shè)置具有一定拓?fù)湫螤罴?或幾何尺寸的人工微結(jié)構(gòu)224或小孔324并讓其按照一定的規(guī)律排布，即可得以調(diào)制各個(gè)超材料單元22或32的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率，從而在各個(gè)超材料片層22或32上形成滿足式(1)的折射率分布規(guī)律，也即形成多個(gè)折射率隨折射率圓的直徑的增大而減小且折射率變化范圍相同的圓環(huán)形折射率分布區(qū)24或34，使電磁波向特定的方向傳播，即可提高其方向性和增益，讓電磁波傳播的更遠(yuǎn)，定向性更強(qiáng)。此外，由于空氣與所述超材料面板20的折射率不同，電磁波入射和出射所述超材料面板20時(shí)還會(huì)發(fā)生發(fā)射，這時(shí)，我們通常在所述超材料面板20兩側(cè)設(shè)置阻抗匹配薄膜來減少電磁波反射。如圖9所示，所述超材料面板20兩側(cè)分別形成一阻抗匹配薄膜40，每一阻抗匹配薄膜40包括多個(gè)壓制在一起的阻抗匹配層42，每一阻抗匹配層42是均勻介質(zhì)，具有單一的折射率，各個(gè)阻抗匹配層42具有不同的折射率，且隨著越靠近所述超材料面板20其折射率由接近于或等于空氣的折射率逐漸變化至接近于或等于所述超材料面板20的最靠近所述阻抗匹配薄膜40的超材料片層22或32的折射率。各個(gè)阻抗匹配層42的折射率均滿足以下公式：式中，m表示所述超材料面板20一側(cè)的阻抗匹配薄膜40的總層數(shù)，i表示阻抗匹配層42的序號(hào)，最靠近所述超材料面板20的阻抗匹配層42的序號(hào)為m。從式(5)可知，每一阻抗匹配層42的總層數(shù)m與所述超材料面板20的超材料片層22或32的最大折射率nmax與最小折射率nmin有直接關(guān)系；當(dāng)i＝1時(shí)，式(5)表示與空氣接觸的阻抗匹配層42的折射率，其應(yīng)接近于或等于空氣的折射率，可見，只要nmax與nmin確定，就可以確定每一阻抗匹配層42的總層數(shù)m。各個(gè)所述阻抗匹配層42的結(jié)構(gòu)類似于所述超材料片層22或32，分別包括基板和附著在所述基板上的人工微結(jié)構(gòu)或者是形成于所述基板上的小孔，通過調(diào)制人工微結(jié)構(gòu)或小孔的幾何尺寸和/拓?fù)湫螤顏硎垢鱾€(gè)阻抗匹配層42的折射率達(dá)到所需的要求，從而實(shí)現(xiàn)從空氣到所述超材料片層22或32的匹配。當(dāng)然，所述阻抗匹配薄膜40可以是由自然界中存在的多個(gè)具有單一折射率的材料制成的。所述超材料面板20的兩側(cè)分別設(shè)置所述阻抗匹配薄膜40時(shí)，式(1)中的l為饋源到與其最靠近的阻抗匹配薄膜40表面的距離。以上所述僅是本發(fā)明的多個(gè)具體實(shí)施方式和/或?qū)嵤├?，不?yīng)當(dāng)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明基本思想的前提下，還可以做出多個(gè)改進(jìn)和潤(rùn)飾，而這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。比如，式(1)的折射率分布規(guī)律還可通過所述人工微結(jié)構(gòu)224或小孔324的拓?fù)湫螤罨蛲負(fù)湫螤罱Y(jié)合幾何尺寸來實(shí)現(xiàn)，且所述小孔324內(nèi)也可填充折射率各不相同的介質(zhì)來改變各個(gè)超材料單元323的折射率。圖10是本發(fā)明另一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，不同的是超材料面板20被分成四個(gè)單元板200，四個(gè)單元板200之間通過鉸接的方式，可以折疊在一起。這樣有利于天線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200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200，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200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200通過可轉(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)天線罩的形狀進(jìn)行共形設(shè)計(jì)。圖中示意的天線罩的形狀為平板狀，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)也可以根據(jù)依據(jù)天線的具體需求來設(shè)計(jì)天線罩的形狀，比如可以設(shè)計(jì)成圓球狀或者與天線形狀匹配的形狀(共形的天線罩)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系統(tǒng)，包括天線及如上所述的定向傳播天線罩，所述定向傳播天線罩罩設(shè)于所述天線上。定向傳播天線罩的具體內(nèi)容如上所述，此處不再贅述。本發(fā)明的定向傳播天線罩和定向天線系統(tǒng)具有如下有益效果：通過精確設(shè)計(jì)超材料片層的折射率分布，使得天線饋源發(fā)出的電磁波經(jīng)超材料面板后能夠形成平面波，制造加工更加容易，成本更加低廉。本發(fā)明提供的天線罩使得本不具備定向功能的天線能夠?qū)崿F(xiàn)定向傳播，滿足定向需求。而且本發(fā)明的天線罩使得天線輻射出的不在接收天線接收方向上的輻射能量也能調(diào)整到合適的輻射方向上，盡可能多地將天線輻射的電磁波調(diào)整到接收天線的接收方向上，使得接收天線能夠接收盡量多的信號(hào)，提高了信號(hào)強(qiáng)度和天線增益。上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未違背本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。