專利名稱：基站天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電磁通信領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種基站天線。
背景技術(shù)：
基站天線是保證移動(dòng)通信終端實(shí)現(xiàn)無線接入的重要設(shè)備。隨著移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，基站的分布越來越密集，對(duì)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(yuǎn)。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(nèi)，把相對(duì)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(diǎn)之間的夾角稱為半功率角。場(chǎng)強(qiáng)方向圖中，在包含主瓣最大輻射方向的某一平面內(nèi)，把相對(duì)最大輻射方向場(chǎng)強(qiáng)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(yuǎn)，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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)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(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種基站天線，包括具有多個(gè)呈陣列排布的振子的天線模塊及對(duì)應(yīng)這些振子設(shè)置的超材料模塊，所述超材料模塊包括至少一個(gè)超材料片層，每個(gè)超材料片層正對(duì)每一振子的區(qū)域形成一折射率分布區(qū)，每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)以正對(duì)相應(yīng)振子的中心的位置為圓心形成多個(gè)同心的折射率圓，以每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)正對(duì)相應(yīng)振子的中心的位置為原點(diǎn)，以垂直于所述超材料片層的直線為X軸、平行于所述超材料片層的直線為y軸建立直角坐標(biāo)系，則每一折射率圓的折射率如下式
權(quán)利要求
1.一種基站天線，其特征在于，包括具有多個(gè)呈陣列排布的振子的天線模塊及對(duì)應(yīng)這些振子設(shè)置的超材料模塊，所述超材料模塊包括至少一個(gè)超材料片層，每個(gè)超材料片層正對(duì)每一振子的區(qū)域形成一折射率分布區(qū)，每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)以正對(duì)相應(yīng)振子的中心的位置為圓心形成多個(gè)同心的折射率圓，以每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)正對(duì)相應(yīng)振子的中心的位置為原點(diǎn)，以垂直于所述超材料片層的直線為X軸、平行于所述超材料片層的直線為y軸建立直角坐標(biāo)系，則每一折射率圓的折射率如下式^l2+y2 -I= max--]——α式中，1為振子到超材料片層的距離；d為超材料片層的厚度，d =^.和η max η minnmin分別表示每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)所能取得的折射率的最大值和最小值；R表示所述折射率分布區(qū)內(nèi)1所能取得的最大值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基站天線，其特征在于，每個(gè)超材料片層由多個(gè)超材料單元排列而成，各個(gè)超材料單元上附著有拓?fù)湫螤钕嗤娜斯の⒔Y(jié)構(gòu)，讓所述人工微結(jié)構(gòu)排布于位于每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)以正對(duì)每一振子的中心的位置為圓心的多個(gè)同心圓的超材料單元上，排布于同一同心圓的各個(gè)超材料單元上的人工微結(jié)構(gòu)的幾何尺寸均相同，隨著同心圓的半徑的增大，排布于各個(gè)同心圓的超材料單元上的人工微結(jié)構(gòu)的幾何尺寸減小。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基站天線，其特征在于，所述超材料模塊包括多個(gè)沿χ軸疊加的超材料片層，各個(gè)超材料片層上對(duì)應(yīng)同一振子形成相同的折射率分布區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基站天線，其特征在于，各個(gè)超材料片層上對(duì)應(yīng)同一振子的半徑相同的折射率圓的折射率均相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基站天線，其特征在于，各個(gè)超材料片層上的對(duì)應(yīng)同一振子的半徑相同的同心圓的超材料單元上排布幾何尺寸均相同的人工微結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基站天線，其特征在于，所述人工微結(jié)構(gòu)是平面的金屬走線結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基站天線，其特征在于，所述金屬走線結(jié)構(gòu)呈雪花狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基站天線，其特征在于，所述超材料模塊的兩側(cè)分別設(shè)置有阻抗匹配薄膜，每一阻抗匹配薄膜包括多個(gè)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(zhì)，各個(gè)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。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基站天線，其特征在于，每個(gè)阻抗匹配層的折射率 n(i) = ((Wmax + _)/2；^，式中，m表示每一阻抗匹配薄膜的總層數(shù)，i表示阻抗匹配層的序號(hào)，最靠近所述超材料模塊的阻抗匹配層的序號(hào)為m。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基站天線，其特征在于，所述天線模塊的振子以每相鄰兩排相互交錯(cuò)排列的方式排布。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基站天線，包括具有多個(gè)振子的天線模塊及對(duì)應(yīng)這些振子設(shè)置的超材料模塊，所述超材料模塊包括多個(gè)超材料片層，每個(gè)超材料片層正對(duì)每一振子的區(qū)域形成一折射率分布區(qū)，每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)以正對(duì)相應(yīng)振子的中心的位置為圓心形成多個(gè)同心的折射率圓，以每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)正對(duì)相應(yīng)振子的中心的位置為原點(diǎn)，以垂直于所述超材料片層的直線為x軸、平行于所述超材料片層的直線為y軸建立直角坐標(biāo)系，則每一折射率圓的折射率如下式式中，l為振子到超材料片層的距離；d為超材料片層的厚度，nmax和nmin分別表示每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)所能取得的折射率的最大值和最小值；R表示所述折射率分布區(qū)內(nèi)y所能取得的最大值，即可提高基站天線的方向性。
文檔編號(hào)H01Q19/06GK102480036SQ20111021545
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者劉若鵬, 季春霖, 岳玉濤, 洪運(yùn)南 申請(qǐng)人:深圳光啟創(chuàng)新技術(shù)有限公司, 深圳光啟高等理工研究院