本实用新型涉及一种新型毫米波二维可重构汽车雷达超表面天线，属于电子通信领域。
背景技术：
目前毫米波可重构天线都是基于有源相控阵列技术，通过控制独立的收发模块来实现空间波束扫描的。这种传统设计方法成本极其昂贵，而且系统也比较复杂，需要对每一个子单元独立控制。尤其应用在毫米波汽车雷达领域，需要低成本且可有效工作的波束扫描探测雷达，以实现障碍物的探测和分析。
此外，电磁超表面材料是国家战略制定的颠覆性技术，它具有周期性的亚波长结构单元，人们通过设计宏观单元属性，调控电磁波的传播特性。而在超表面材料领域，最具工业和商业价值的研究方向是基于电磁超表面技术的新型天线的设计。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种可以大大地降低产品成本的新型毫米波二维可重构汽车雷达超表面天线。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：一种新型毫米波二维可重构汽车雷达超表面天线，包括上介质层和下介质层，所述上介质层和下介质层之间设有金属地板层，所述上介质层的上表面贴合有阻抗超表面，所述下介质层的下表面贴合有背面金属馈线，所述阻抗超表面包括多个阵列分布的基本结构单元，每个基本结构单元上设有一个金属过孔，且同一列的基本结构单元之间设有开关二极管，所述背面金属馈线排列分布，背面金属馈线的馈线端与fpga的直流输出引脚相连接，并且每一列的金属馈线上均设有金属过孔，金属馈线上的金属过孔与阻抗超表面上的金属过孔从底层贯穿到顶层将金属馈线与阻抗超表面进行连接，底层直流电压通过该金属过孔加载到上层阻抗超表面。
进一步的，所述金属地板层上阵列分布有空气过孔，并且贯穿上下的金属过孔从空气过孔中穿过，同时金属过孔的外围与空气过孔的内壁之间留有间隙。
进一步的，所述阻抗超表面的一侧端部采用一维相控阵侧馈阵列的波束进行偏折激励，且该波束沿着阻抗超表面面内传播。
进一步的，所述一维相控阵侧馈阵列采用fpga实现。
进一步的，所述阻抗超表面的电磁特性通过连接在馈线端的fpga改变输入码元来进行调控。
本实用新型的有益效果是：相对于传统毫米波相控阵列天线的设计方案，本天线设计克服了传统天线的阵列内每一个子单元都要进行独立的馈电，给控制系统和天线整体设计带来极大困难，也大大的提高了产品成本的问题。
本实用新型的天线仅用行和列的fpga控制码元即可实现二维空间的波束覆盖，而且可以实现等同于传统的相控阵列天线的波束扫描效果，但却大大地降低了产品成本。直观上对比，假设传统相控阵列天线由m*n个子单元组成，由于其单元的馈电相位需要独立设计，因此其设计的复杂度为m*n，而对于本天线方案，设计复杂度仅为m+n，当m和n的值越大的时候，这两个方案的设计复杂度的差距越巨大。
附图说明
图1是本实用新型的侧视图；其中：(a)为整体侧视图，(b)为局部放大图。
图2是本实用新型中阻抗超表面的结构示意图；其中：(a)为整体图，(b)为局部放大图。
图3是本实用新型中金属地板层的结构示意图；其中：(a)为整体图，(b)为局部放大图。
图4是本实用新型中背面金属馈线的分布示意图；其中：(a)为整体图，(b)为局部放大图。
图5是本实用新型的工作流程图。
图中标记为：1-上介质层，2-下介质层，3-金属地板层，4-阻抗超表面，5-背面金属馈线，6-阻抗超表面的基本结构单元，7-金属过孔，8-开关二极管，9-金属地板面，10-空气过孔，11-金属过孔外围。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1至4所示，一种新型毫米波二维可重构汽车雷达超表面天线，其包括上介质层1和下介质层2，所述上介质层1和下介质层2之间设有金属地板层3，所述上介质层1的上表面贴合有阻抗超表面4，所述下介质层2的下表面贴合有背面金属馈线5，所述阻抗超表面4包括多个阵列分布的基本结构单元6，每个基本结构单元6上设有一个金属过孔7，且同一列的基本结构单元6之间设有开关二极管8，所述背面金属馈线5排列分布，背面金属馈线5的馈线端与fpga的直流输出引脚相连接，并且每一列的金属馈线上均设有金属过孔7，金属馈线上的金属过孔7与阻抗超表面上的金属过孔7从底层贯穿到顶层将金属馈线与阻抗超表面进行连接，底层直流电压通过该金属过孔加载到上层阻抗超表面4。
本实施例中，所述金属地板层的金属地板面9上阵列分布有空气过孔10，并且贯穿上下的金属过孔7(外围四周为一层很薄的金属层)从空气过孔10中穿过，同时金属过孔7的外围金属与空气过孔10的内壁之间留有间隙。
如图5所示，本实用新型仅采用可编程一维调制全息阻抗表面配合传统的一维相控阵侧面馈电阵列，即可实现方位方向和俯仰方向上的二维空间波束扫描。
对于一维全息阻抗表面干涉图是通过变化数字可编程控制器，即通过改变与馈线端连接的fpga的输入数字码元来调控相应的开关二极管阵列，从而可以调控阻抗超表面的电磁特性，最终实现相应的方位方向上的电磁波扫描。当改变一维相控阵侧馈阵列激励波的入射方向，则可实现俯仰面上的波束动态扫描设计。从而实现电磁波二维空间扫描覆盖。
而对于一维相控阵侧馈阵列的波束偏折激励，也同样由fpga实现，其主要用途是将输入端的馈电平面波调制成特定方向的平面激励波，该波是沿着电磁超表面面内传播的，目的是对整体电磁超表面进行激励馈电。不同的馈电入射角，将对应着汽车雷达天线的俯仰向波束扫描角，由于我们对俯仰角辐射只有正负5度的需求，因此该馈电扫描角度的范围也毋须太大，这也降低了渐变输入相位控制端设计的难度。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本实用新型的保护范围内。
本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
1.一种新型毫米波二维可重构汽车雷达超表面天线，其特征在于，包括上介质层和下介质层，所述上介质层和下介质层之间设有金属地板层，所述上介质层的上表面贴合有阻抗超表面，所述下介质层的下表面贴合有背面金属馈线，所述阻抗超表面包括多个阵列分布的基本结构单元，每个基本结构单元上设有一个金属过孔，且同一列的基本结构单元之间设有开关二极管，所述背面金属馈线排列分布，背面金属馈线的馈线端与fpga的直流输出引脚相连接，并且每一列的金属馈线上均设有金属过孔，金属馈线上的金属过孔与阻抗超表面上的金属过孔从底层贯穿到顶层将金属馈线与阻抗超表面进行连接，底层直流电压通过该金属过孔加载到上层阻抗超表面。
2.根据权利要求1所述的一种新型毫米波二维可重构汽车雷达超表面天线，其特征在于，所述金属地板层上阵列分布有空气过孔，并且贯穿上下的金属过孔从空气过孔中穿过，同时金属过孔的外围与空气过孔的内壁之间留有间隙。
3.根据权利要求1所述的一种新型毫米波二维可重构汽车雷达超表面天线，其特征在于，所述阻抗超表面的一侧端部采用一维相控阵侧馈阵列的波束进行偏折激励，且该波束沿着阻抗超表面面内传播。
4.根据权利要求3所述的一种新型毫米波二维可重构汽车雷达超表面天线，其特征在于，所述一维相控阵侧馈阵列采用fpga实现。
5.根据权利要求1所述的一种新型毫米波二维可重构汽车雷达超表面天线，其特征在于，所述阻抗超表面的电磁特性通过连接在馈线端的fpga改变输入码元来进行调控。