1.一种基于冗余设计的K波段超材料微带天线，包括天线基板(4)，其特征在于：所述天线基板(4)的下表面设置有金属接地板(3)，上表面中部设置有辐射贴片(2)，所述辐射贴片(2)中部设置有同轴线馈电探针(5)，所述同轴线馈电探针(5)的一端与辐射贴片(2)连接，另一端与金属接地板(3)连接，所述辐射贴片(2)的四周环绕设置超材料基元(1)，每一个超材料基元(1)离散为若干个正方形网格结构，每一个网格对应一个设计元素xi，xi＝1时表示所在网格内采用铜贴片材料，xi＝0时表示网格采用空材料，所有设计元素xi的集合X构成超材料基元(1)的拓扑优化变量；所述超材料基元(1)的拓扑构型基于遗传算法的拓扑优化模型计算得到，所述拓扑优化列式表达为：式中，X为设计元素集合，M为超材料基元1的网格个数，Ae为超材料微带天线的有效面积，f为超材微带天线的工作频率，fa为天线的载波频率，C为真空中光速，xi＝1时铜贴片材料的面积大于网格面积。

2.根据权利要求1所述的基于冗余设计的K波段超材料微带天线，其特征在于：所述超材料基元(1)的网格结构为左右或上下对称结构。

3.根据权利要求1所述的基于冗余设计的K波段超材料微带天线，其特征在于：所述同轴线馈电探针(5)的特性阻抗为50欧姆。

4.根据权利要求1所述的基于冗余设计的K波段超材料微带天线，其特征在于：所述超材料基元(1)沿辐射贴片(2)外围成圈状刻蚀于介质基板(4)上。

5.根据权利要求2所述的基于冗余设计的K波段超材料微带天线，其特征在于：所述超材料基元(1)中当xi＝1时网格中采用的铜贴片材料的长度方向与宽度方向均大于网格

0.01～0.1mm。

6.根据权利要求1所述的基于冗余设计的K波段超材料微带天线，其特征在于：所述介质基板(4)上超材料基元(1)与边缘处设有空隙，所述超材料基元(1)之间设有空隙。

7.根据权利要求1所述的基于冗余设计的K波段超材料微带天线，其特征在于：所述同轴线馈电探针(5)设置于辐射贴片(2)中心且偏向辐射贴片(2)宽度方向1.2523mm。

8.一种基于冗余设计的K波段超材料微带天线的设计方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

1)设计微带天线结构：设置天线基板(4)，在所述天线基板(4)的下表面设置金属接地板(3)，上表面中部设置辐射贴片(2)，在所述辐射贴片(2)中部设置同轴线馈电探针(5)，所述同轴线馈电探针(5)的一端与辐射贴片(2)连接，另一端与金属接地板(3)连接，所述辐射贴片(2)的四周环绕设置超材料基元(1)；

2)设计超材料基元(1)网格结构：将超材料基元(1)分为若干个正方形或矩形的网格结构，每一个网格内对应一个设计元素xi，所有设计元素xi的集合X构成超材料基元(1)的拓扑构型；所述超材料基元(1)的拓扑构型基于遗传算法的拓扑优化模型计算得到，所述拓扑优化模型为：式中，X为设计元素集合，M为超材料基元1的网格个数，Ae为微带天线的有效面积，f为超材微带天线的工作频率，fa为天线的载波频率，C为真空中光速；

3)选用遗传算法对拓扑优化模型求解：获得一个初始种群，通过MATLAB对种群内个体进行参数化建模，并生成VB文件导入到高频电磁场仿真软件HFSS中对超材料天线模型进行仿真，仿真结束后提取超材料微带天线的远场增益数据，对增益数据处理得到目标函数值，然后根据设计准则判读目标函数值的收敛性，如果收敛则求解结束，反之由遗传算法生成下一代种群，并重复上述过程直到求解结束；

4)根据拓扑优化模型求解结果确定超材料基元(1)结构，对于每一个设计元素xi，xi＝1时表示网格采用铜贴片材料，且铜贴片材料的面积大于网格面积，xi＝0时表示网格采用空材料。

9.根据权利要求8所述的基于冗余设计的K波段超材料微带天线的设计方法，其特征在于：所述xi＝1时表示网格采用铜贴片材料，且铜贴片材料的长度方向与宽度方向均大于网格0.01～0.1mm。

10.根据权利要求8所述的基于冗余设计的K波段超材料微带天线的设计方法，其特征在于：所述拓扑优化模型的约束条件包括左右对称条件。