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通信終端實現(xiàn)無線接入的重要設(shè)備。隨著移動通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)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(nèi)，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(nèi)，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(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，包括具有多個振子的天線模塊及對應(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超材料片層，每個超材料片層上形成多個相互平行的折射率直線；每個超材料片層上以其中一折射率直線為分界線而于所述分界線的兩側(cè)分別形成一個折射率分布區(qū)，每個折射率分布區(qū)內(nèi)的同一折射率直線上各點的折射率均相同，隨著折射率直線離所述分界線的距離的增大， 各個折射率直線的折射率減小且減小量增大。優(yōu)選地，以每個超材料片層的所述分界線為χ軸、所述分界線上的一點為原點0、 垂直于X軸且通過原點0的直線為y軸建立直角坐標(biāo)系o-xy，則坐標(biāo)為y的折射率直線的折射率
權(quán)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(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超材料片層，每個超材料片層上形成多個相互平行的折射率直線；每個超材料片層上以其中一折射率直線為分界線而于所述分界線的兩側(cè)分別形成一個折射率分布區(qū)，每個折射率分布區(qū)內(nèi)的同一折射率直線上各點的折射率均相同，隨著折射率直線離所述分界線的距離的增大，各個折射率直線的折射率減小且減小量增大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基站天線，其特征在于，以每個超材料片層的所述分界線為χ 軸、所述分界線上的一點為原點0、垂直于χ軸且通過原點0的直線為y軸建立直角坐標(biāo)系 Ο-xy，則坐標(biāo)為y的折射率直線的折射率
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基站天線，其特征在于，以經(jīng)過原點0且垂直于xoy坐標(biāo)面的直線為ζ軸，從而建立直角坐標(biāo)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軸為分界線而于Χ軸兩側(cè)形成兩個折射率分布區(qū)，各個超材料片層上的相應(yīng)折射率分布區(qū)內(nèi)的折射率分布規(guī)律均相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基站天線，其特征在于，每個超材料片層由多個超材料單元排列而成；在每個超材料片層上作多個相互平行的直線，讓所述超材料片層的各個超材料單元分別位于這些直線上，以其中一直線為分界線而將所述超材料片層的各個超材料單元分隔在所述分界線的兩側(cè)，由位于所述分界線每一側(cè)的超材料單元形成一個所述折射率分布區(qū)；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(jié)構(gòu)，讓位于所述折射率分布區(qū)內(nèi)的同一直線的各個超材料單元上排布的所述人工微結(jié)構(gòu)的幾何尺寸均相同，隨著直線離所述分界線的距離的增大，位于各個直線的超材料單元上排布的所述人工微結(jié)構(gòu)的幾何尺寸減小。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基站天線，其特征在于，所述人工微結(jié)構(gòu)是呈雪花狀的平面金屬微結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基站天線，其特征在于，每個超材料片層由多個超材料單元排列而成；在每個超材料片層上作多個相互平行的直線，讓所述超材料片層的各個超材料單元分別位于這些直線上，以其中一直線為分界線而將所述超材料片層的各個超材料單元分隔在所述分界線的兩側(cè)，由位于所述分界線每一側(cè)的超材料單元形成一個所述折射率分布區(qū)；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，讓位于所述折射率分布區(qū)內(nèi)的同一直線的各個超材料單元上形成的所述小孔的直徑均相同，隨著直線離所述分界線的距離的增大，位于各個直線的超材料單元上形成的所述小孔的直徑增大。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基站天線，其特征在于，每個超材料片層由多個超材料單元排列而成；在每個超材料片層上作多個相互平行于的直線，讓所述超材料片層的各個超材料單元分別位于這些直線上，以其中一直線為分界線而將所述超材料片層的各個超材料單元分隔在所述分界線的兩側(cè)，由位于所述分界線每一側(cè)的超材料單元形成一個所述折射率分布區(qū)；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，讓位于所述折射率分布區(qū)內(nèi)的同一直線的各個超材料單元上形成的所述小孔的深度均相同，隨著直線離所述分界線的距離的增大，位于各個直線的超材料單元上形成的所述小孔的深度增大。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基站天線，其特征在于，每個超材料片層由多個超材料單元排列而成；在每個超材料片層上作多個相互平行的直線，讓所述超材料片層的各個超材料單元分別位于這些直線上，以其中一直線為分界線而將所述超材料片層的各個超材料單元分隔在所述分界線的兩側(cè)，由位于所述分界線每一側(cè)的超材料單元形成一個所述折射率分布區(qū)；每個超材料片層的各個超材料單元上均形成數(shù)量不等的直徑和深度均相同的圓形小孔，讓位于所述折射率分布區(qū)內(nèi)的同一直線的各個超材料單元上形成的所述小孔的數(shù)量均相同，隨著直線離所述分界線的距離的增大，位于各個直線的超材料單元上形成的所述小孔的數(shù)量增多。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基站天線，其特征在于，所述超材料模塊的至少一側(cè)設(shè)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(zhì)，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(jù)權(quán)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(shù)，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(fā)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(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超材料片層，每個超材料片層上形成多個相互平行的折射率直線；每個超材料片層上以其中一折射率直線為分界線而于所述分界線的兩側(cè)分別形成一個折射率分布區(qū)，每個折射率分布區(qū)內(nèi)的同一折射率直線上各點的折射率均相同，隨著折射率直線離所述分界線的距離的增大，各個折射率直線的折射率減小且減小量增大，以改變由振子發(fā)射出的電磁波的傳播路徑，提高其方向性和增益。
文檔編號H01Q15/02GK102480044SQ20111025446
公開日2012年5月30日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者劉若鵬, 季春霖, 岳玉濤, 洪運南 申請人: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