专利名称：基站天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及电磁通信领域，更具体地说，涉及一种基站天线。
背景技术：
基站天线是保证移动通信终端实现无线接入的重要设备。随着移动通信网络的发展，基站的分布越来越密集，对基站天线的方向性提出了更高的要求，以避免相互干扰，让电磁波传播的更远。一般，我们用半功率角来表示基站天线的方向性。功率方向图中，在包含主瓣最大辐射方向的某一平面内，把相对最大辐射方向功率通量密度下降到一半处(或小于最大值 3dB)的两点之间的夹角称为半功率角。场强方向图中，在包含主瓣最大辐射方向的某一平面内，把相对最大辐射方向场强下降到0. 707倍处的夹角也称为半功率角。半功率角亦称半功率带宽。半功率带宽包括水平面半功率带宽和垂直面半功率带宽。而基站天线的电磁波的传播距离是由垂直面半功率带宽决定的。垂直面半功率带宽越小，基站天线的增益越大，电磁波的传播距离就越远，反之，基站天线的增益就越小，电磁波的传播距离也就越近。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种半功率带宽小、方向性好的基站天线。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种基站天线，包括具有多个呈阵列排布的振子的天线模块及对应这些振子设置的超材料模块，所述超材料模块包括至少一个超材料片层，每个超材料片层由多个超材料单元排列而成；每个超材料片层上正对每个振子的区域形成一个折射率分布区，而将每个超材料片层的超材料单元分隔在所述折射率分布区内；以每个折射率分布区内的一点为原点0、以平行于所述折射率分布区的平面为 xoy坐标面建立直角坐标系Ο-xy，由χ轴和y轴为分界线而将位于所述折射率分布区内的各个超材料单元分隔在四个区域内，每个区域内的各个超材料单元的折射率随着相应超材料单元的1坐标的绝对值的增大而减小、随着相应超材料单元的χ坐标的绝对值的增大而增大。优选地，位于每个折射率分布区内的各个超材料单元的折射率
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权利要求
1.一种基站天线，其特征在于，包括具有多个呈阵列排布的振子的天线模块及对应这些振子设置的超材料模块，所述超材料模块包括至少一个超材料片层，每个超材料片层由多个超材料单元排列而成；每个超材料片层上正对每个振子的区域形成一个折射率分布区，而将每个超材料片层的超材料单元分隔在所述折射率分布区内；以每个折射率分布区内的一点为原点0、以平行于所述折射率分布区的平面为xoy坐标面建立直角坐标系o-xy， 由χ轴和y轴为分界线而将位于所述折射率分布区内的各个超材料单元分隔在四个区域内，每个区域内的各个超材料单元的折射率随着相应超材料单元的y坐标的绝对值的增大而减小、随着相应超材料单元的X坐标的绝对值的增大而增大。
2.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，位于每个折射率分布区内的各个超材料单元的折射率,、\{{ λ/^7-0n(x,y)= nmm+--- χ nmaK ~--V νJkJ式中，1为振子到所述折射率分布区的距离；d为所述折射率分布区的厚度，d =，Hfflax和nmin分别表示所述折射率分布区内的最大折射率和最小折射率。η max η min
3.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，以经过原点0且垂直于xoy坐标面的直线为ζ轴，从而建立直角坐标系Ο-xyz，所述超材料模块包括多个沿ζ轴叠加的超材料片层，各个超材料片层上对应同一振子形成相同的折射率分布区、在相应的折射率分布区内均以χ轴和y轴为分界线而位于折射率分布区内的超材料单元分隔在四个区域内，各个超材料片层上对应同一振子的相应方形区域内的折射率分布规律均相同。
4.根据权利要求3所述的基站天线，其特征在于，各个超材料片层上对应同一振子的相应折射率分布区内的相应超材料单元的折射率均相等。
5.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，位于每个折射率分布区内的各个超材料单元上附着有拓扑形状相同的人工微结构，让位于所述折射率分布区的每个方形区域内的各个超材料单元上排布的所述人工微结构的几何尺寸随着相应超材料单元的χ坐标的绝对值的增大而增大、随着相应超材料单元的y坐标的绝对值的增大而减小。
6.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，位于每个折射率分布区内的各个超材料单元上均形成深度相同的圆形小孔，让位于所述折射率分布区的每个区域内的各个超材料单元上形成的所述小孔的直径随着相应超材料单元的χ坐标的绝对值的增大而减小、 随着相应超材料单元的y坐标的绝对值的增大而增大。
7.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，位于每个折射率分布区内的各个超材料单元上均形成直径相同的圆形小孔，让位于所述折射率分布区的每个区域内的各个超材料单元上形成的所述小孔的深度随着相应超材料单元的χ坐标的绝对值的增大而减小、 随着相应超材料单元的y坐标的绝对值的增大而增大。
8.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，位于每个折射率分布区内的各个超材料单元上均形成数量不等的直径和深度均相同的圆形小孔，让位于所述折射率分布区的每个区域内的各个超材料单元上形成的所述小孔的个数随着相应超材料单元的χ坐标的绝对值的增大而减少、随着相应超材料单元的y坐标的绝对值的增大而增多。
9.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，所述超材料模块的至少一侧设有阻抗匹配薄膜，每一阻抗匹配薄膜包括多个阻抗匹配层，每一阻抗匹配层是具有单一折射率的均勻介质，各个阻抗匹配层的折射率随着越靠近所述超材料模块由接近于或等于空气的折射率逐渐变化至接近于或等于所述超材料模块上最靠近所述阻抗匹配薄膜的超材料片层的折射率。
10.根据权利要求9所述的基站天线，其特征在于，每个阻抗匹配层的折射率 n(i) = ((Wmax+Wmm)/2) ，式中，m表示每一阻抗匹配薄膜的总层数，i表示阻抗匹配层的序号，最靠近所述超材料模块的阻抗匹配层的序号为m。
全文摘要
本发明涉及一种基站天线，包括具有多个呈阵列排布的振子的天线模块及对应这些振子设置的超材料模块，所述超材料模块包括多个超材料片层，每个超材料片层由多个超材料单元排列而成；每个超材料片层上正对每个振子的区域形成一个折射率分布区，而将每个超材料片层的超材料单元分隔在所述折射率分布区内；以折射率分布区内的一点为原点O、以平行于所述折射率分布区的平面为xoy坐标面建立直角坐标系O-xy，由x轴和y轴为分界线而将位于折射率分布区内的各个超材料单元分隔在四个区域内，每个区域内的各个超材料单元的折射率随着相应超材料单元的y坐标的绝对值的增大而减小、随着相应超材料单元的x坐标的绝对值的增大而增大，以提高其方向性和增益。
文档编号H01Q15/02GK102480043SQ20111025442
公开日2012年5月30日 申请日期2011年8月31日 优先权日2011年8月31日
发明者刘若鹏, 季春霖, 岳玉涛, 洪运南 申请人:深圳光启创新技术有限公司, 深圳光启高等理工研究院