專利名稱：基站天線的制作方法
技術領域：
本發明涉及電磁通信領域，更具體地說，涉及一種基站天線。
背景技術：
基站天線是保證移動通信終端實現無線接入的重要設備。隨著移動通信網絡的發展，基站的分布越來越密集，對基站天線的方向性提出了更高的要求，以避免相互干擾，讓電磁波傳播的更遠。一般，我們用半功率角來表示基站天線的方向性。功率方向圖中，在包含主瓣最大輻射方向的某一平面內，把相對最大輻射方向功率通量密度下降到一半處(或小于最大值 3dB)的兩點之間的夾角稱為半功率角。場強方向圖中，在包含主瓣最大輻射方向的某一平面內，把相對最大輻射方向場強下降到0. 707倍處的夾角也稱為半功率角。半功率角亦稱半功率帶寬。半功率帶寬包括水平面半功率帶寬和垂直面半功率帶寬。而基站天線的電磁波的傳播距離是由垂直面半功率帶寬決定的。垂直面半功率帶寬越小，基站天線的增益越大，電磁波的傳播距離就越遠，反之，基站天線的增益就越小，電磁波的傳播距離也就越近。
發明內容
本發明要解決的技術問題在于，提供一種半功率帶寬小、方向性好的基站天線。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種基站天線，包括具有多個振子的天線模塊及對應這些振子設置的超材料模塊，所述超材料模塊包括至少一個超材料片層，每個超材料片層由多個超材料單元排列而成，以每個超材料片層上的一點為原點0、以平行于所述超材料片層的平面為xoy坐標面建立直角坐標系ο-xy，由χ軸和y軸為分界線而將所述超材料片層的各個超材料單元分隔在四個區域內，每個區域內的各個超材料單元的折射率隨著相應超材料單元的y坐標的絕對值的增大而減小、隨著相應超材料單元的χ 坐標的絕對值的增大而增大。優選地，每個超材料片層的各個超材料單元的折射率
權利要求
1.一種基站天線，其特征在于，包括具有多個振子的天線模塊及對應這些振子設置的超材料模塊，所述超材料模塊包括至少一個超材料片層，每個超材料片層由多個超材料單元排列而成，以每個超材料片層上的一點為原點0、以平行于所述超材料片層的平面為xoy 坐標面建立直角坐標系Ο-xy，由χ軸和y軸為分界線而將所述超材料片層的各個超材料單元分隔在四個區域內，每個區域內的各個超材料單元的折射率隨著相應超材料單元的y坐標的絕對值的增大而減小、隨著相應超材料單元的χ坐標的絕對值的增大而增大。
2.根據權利要求1所述的基站天線，其特征在于，每個超材料片層的各個超材料單元的折射率
3.根據權利要求1所述的基站天線，其特征在于，以經過原點O且垂直于xoy坐標面的直線為ζ軸，從而建立直角坐標系Ο-xyz，所述超材料模塊包括多個沿ζ軸疊加的超材料片層，各個超材料片層均以χ軸和y軸為分界線而將超材料單元分隔在四個區域，各個超材料片層的相應區域內的折射率分布規律均相同。
4.根據權利要求3所述的基站天線，其特征在于，各個超材料片層的相應超材料單元的折射率均相等。
5.根據權利要求1所述的基站天線，其特征在于，每個超材料片層的各個超材料單元上附著有拓撲形狀相同的人工微結構，讓位于所述超材料片層的每個區域內的各個超材料單元上排布的所述人工微結構的幾何尺寸隨著相應超材料單元的χ坐標的絕對值的增大而增大、隨著相應超材料單元的y坐標的絕對值的增大而減小。
6.根據權利要求1所述的基站天線，其特征在于，每個超材料片層的各個超材料單元上均形成深度相同的圓形小孔，讓位于所述超材料片層的每個區域內的各個超材料單元上形成的所述小孔的直徑隨著相應超材料單元的χ坐標的絕對值的增大而減小、隨著相應超材料單元的y坐標的絕對值的增大而增大。
7.根據權利要求1所述的基站天線，其特征在于，每個超材料片層的各個超材料單元上均形成直徑相同的圓形小孔，讓位于所述超材料片層的每個區域內的各個超材料單元上形成的所述小孔的深度隨著相應超材料單元的χ坐標的絕對值的增大而減小、隨著相應超材料單元的y坐標的絕對值的增大而增大。
8.根據權利要求1所述的基站天線，其特征在于，每個超材料片層的各個超材料單元上均形成個數不等的直徑和深度均相同的圓形小孔，讓位于所述超材料片層的每個區域內的各個超材料單元上形成的所述小孔的個數隨著相應超材料單元的χ坐標的絕對值的增大而減少、隨著相應超材料單元的y坐標的絕對值的增大而增多。
9.根據權利要求1所述的基站天線，其特征在于，所述超材料模塊的至少一側設有阻抗匹配薄膜，每一阻抗匹配薄膜包括多個阻抗匹配層，每一阻抗匹配層是具有單一折射率的均勻介質，各個阻抗匹配層的折射率隨著越靠近所述超材料模塊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模塊上最靠近所述阻抗匹配薄膜的超材料片層的折射率。
10.根據權利要求9所述的基站天線，其特征在于，每個阻抗匹配層的折射率 n(i) = ((Wmax+Wmm)/2) ，式中，m表示每一阻抗匹配薄膜的總層數，i表示阻抗匹配層的序號，最靠近所述超材料模塊的阻抗匹配層的序號為m。
全文摘要
本發明涉及一種基站天線，包括具有多個振子的天線模塊及對應這些振子設置的超材料模塊，所述超材料模塊包括多個超材料片層，每個超材料片層由多個超材料單元排列而成，以每個超材料片層上的一點為原點O、以平行于所述超材料片層的平面為xoy坐標面建立直角坐標系O-xy，由x軸和y軸為分界線而將所述超材料片層的各個超材料單元分隔在四個區域內，每個區域內的各個超材料單元的折射率隨著相應超材料單元的y坐標的絕對值的增大而減小、隨著相應超材料單元的x坐標的絕對值的增大而增大，使由振子發射出的電磁波穿過所述超材料模塊時向折射率大的方向偏折，以改變電磁波的傳播路徑，提高其方向性和增益。
文檔編號H01Q21/00GK102480049SQ20111025450
公開日2012年5月30日 申請日期2011年8月31日 優先權日2011年8月31日
發明者劉若鵬, 季春霖, 岳玉濤, 洪運南 申請人:深圳光啟創新技術有限公司, 深圳光啟高等理工研究院