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，每个超材料片层上形成多个相互平行的折射率直线；每个超材料片层上以其中一折射率直线为分界线而于所述分界线的两侧分别形成一个折射率分布区，每个折射率分布区内的同一折射率直线上各点的折射率均相同，随着折射率直线离所述分界线的距离的增大， 各个折射率直线的折射率减小且减小量增大。优选地，以每个超材料片层的所述分界线为χ轴、所述分界线上的一点为原点0、 垂直于X轴且通过原点0的直线为y轴建立直角坐标系o-xy，则坐标为y的折射率直线的折射率
权利要求
1.一种基站天线，其特征在于，包括具有多个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，每个超材料片层上形成多个相互平行的折射率直线；每个超材料片层上以其中一折射率直线为分界线而于所述分界线的两侧分别形成一个折射率分布区，每个折射率分布区内的同一折射率直线上各点的折射率均相同，随着折射率直线离所述分界线的距离的增大，各个折射率直线的折射率减小且减小量增大。
2.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，以每个超材料片层的所述分界线为χ 轴、所述分界线上的一点为原点0、垂直于χ轴且通过原点0的直线为y轴建立直角坐标系 Ο-xy，则坐标为y的折射率直线的折射率
3.根据权利要求2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，各个超材料片层均以χ轴为分界线而于Χ轴两侧形成两个折射率分布区，各个超材料片层上的相应折射率分布区内的折射率分布规律均相同。
4.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，每个超材料片层由多个超材料单元排列而成；在每个超材料片层上作多个相互平行的直线，让所述超材料片层的各个超材料单元分别位于这些直线上，以其中一直线为分界线而将所述超材料片层的各个超材料单元分隔在所述分界线的两侧，由位于所述分界线每一侧的超材料单元形成一个所述折射率分布区；每个超材料片层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内的同一直线的各个超材料单元上排布的所述人工微结构的几何尺寸均相同，随着直线离所述分界线的距离的增大，位于各个直线的超材料单元上排布的所述人工微结构的几何尺寸减小。
5.根据权利要求4所述的基站天线，其特征在于，所述人工微结构是呈雪花状的平面金属微结构。
6.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，每个超材料片层由多个超材料单元排列而成；在每个超材料片层上作多个相互平行的直线，让所述超材料片层的各个超材料单元分别位于这些直线上，以其中一直线为分界线而将所述超材料片层的各个超材料单元分隔在所述分界线的两侧，由位于所述分界线每一侧的超材料单元形成一个所述折射率分布区；每个超材料片层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内的同一直线的各个超材料单元上形成的所述小孔的直径均相同，随着直线离所述分界线的距离的增大，位于各个直线的超材料单元上形成的所述小孔的直径增大。
7.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，每个超材料片层由多个超材料单元排列而成；在每个超材料片层上作多个相互平行于的直线，让所述超材料片层的各个超材料单元分别位于这些直线上，以其中一直线为分界线而将所述超材料片层的各个超材料单元分隔在所述分界线的两侧，由位于所述分界线每一侧的超材料单元形成一个所述折射率分布区；每个超材料片层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内的同一直线的各个超材料单元上形成的所述小孔的深度均相同，随着直线离所述分界线的距离的增大，位于各个直线的超材料单元上形成的所述小孔的深度增大。
8.根据权利要求1所述的基站天线，其特征在于，每个超材料片层由多个超材料单元排列而成；在每个超材料片层上作多个相互平行的直线，让所述超材料片层的各个超材料单元分别位于这些直线上，以其中一直线为分界线而将所述超材料片层的各个超材料单元分隔在所述分界线的两侧，由位于所述分界线每一侧的超材料单元形成一个所述折射率分布区；每个超材料片层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内的同一直线的各个超材料单元上形成的所述小孔的数量均相同，随着直线离所述分界线的距离的增大，位于各个直线的超材料单元上形成的所述小孔的数量增多。
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，每个超材料片层上形成多个相互平行的折射率直线；每个超材料片层上以其中一折射率直线为分界线而于所述分界线的两侧分别形成一个折射率分布区，每个折射率分布区内的同一折射率直线上各点的折射率均相同，随着折射率直线离所述分界线的距离的增大，各个折射率直线的折射率减小且减小量增大，以改变由振子发射出的电磁波的传播路径，提高其方向性和增益。
文档编号H01Q15/02GK102480044SQ20111025446
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