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(shuō)，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(wú)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(lái)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(lái)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(wèn)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(wèn)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)超材料片層上正對(duì)每個(gè)振子的區(qū)域形成一個(gè)折射率分布區(qū)，每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)形成多個(gè)相互平行的折射率直線；以每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)的一折射率直線作為分界線，讓位于所述分界線每一側(cè)的若干相鄰折射率直線為一組形成多個(gè)方形區(qū)域；每個(gè)方形區(qū)域內(nèi)的同一折射率直線上各點(diǎn)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(gè)折射率直線的折射率減小且減小量增大；各個(gè)方形區(qū)域內(nèi)離所述分界線的距離最近的折射率直線的折射率均相等、離所述分界線的距離最遠(yuǎn)的折射率直線的折射率均相等。優(yōu)選地，以每個(gè)折射率分布區(qū)的所述分界線為χ軸、所述分界線上的一點(diǎn)為原點(diǎn) 0、垂直于X軸而平行于相應(yīng)的折射率分布區(qū)并通過(guò)原點(diǎn)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
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)超材料片層上正對(duì)每個(gè)振子的區(qū)域形成一個(gè)折射率分布區(qū)，每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)形成多個(gè)相互平行的折射率直線；以每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)的一折射率直線作為分界線，讓位于所述分界線每一側(cè)的若干相鄰折射率直線為一組形成多個(gè)方形區(qū)域；每個(gè)方形區(qū)域內(nèi)的同一折射率直線上各點(diǎn)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(gè)折射率直線的折射率減小且減小量增大；各個(gè)方形區(qū)域內(nèi)離所述分界線的距離最近的折射率直線的折射率均相等、離所述分界線的距離最遠(yuǎn)的折射率直線的折射率均相等。
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(gè)折射率分布區(qū)的所述分界線為χ軸、所述分界線上的一點(diǎn)為原點(diǎn)0、垂直于χ軸而平行于相應(yīng)的折射率分布區(qū)并通過(guò)原點(diǎn)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 式中，1為振子到所述折射率分布區(qū)的距離；λ為入射電磁波的波長(zhǎng)；d為所述折射率分布區(qū)24的厚度，d = λ ，nfflax和Iimin分別表示所述折射率分布區(qū)內(nèi)的最大折射率和max min最小折射率^ = floor^1-^^)，k表示所述方形區(qū)域由χ軸向距離更遠(yuǎn)的方向變化的序號(hào)，floor是向下取整函數(shù)。
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(guò)原點(diǎn)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(gè)沿ζ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)和在相應(yīng)的折射率分布區(qū)內(nèi)均以χ軸為分界線而于Χ軸兩側(cè)分別形成相同的方形區(qū)域。
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)同一振子的相應(yīng)方形區(qū)域內(nèi)的折射率直線的分布規(guī)律均相同。
5.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；在位于每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)的超材料單元上作多個(gè)相互平行的直線，讓所述折射率分布區(qū)內(nèi)的各個(gè)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每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)的各個(gè)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)的若干相鄰直線上的超材料單元為一組形成多個(gè)方形區(qū)域；每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)的各個(gè)超材料單元上附著有拓?fù)湫螤钕嗤娜斯の⒔Y(jié)構(gòu)，讓位于每個(gè)折射率分布區(qū)的每個(gè)方形區(qū)域內(nèi)的同一直線的各個(gè)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(gè)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，而每個(gè)折射率分布區(qū)的各個(gè)方形區(qū)域內(nèi)位于離所述分界線最近的直線的各個(gè)超材料單元上排布的所述人工微結(jié)構(gòu)的幾何尺寸均相等、位于離所述分界線最遠(yuǎn)的直線的各個(gè)超材料單元上排布的所述人工微結(jié)構(gòu)的幾何尺寸均相等。
6.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；在位于每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)的超材料單元上作多個(gè)相互平行的直線，讓所述折射率分布區(qū)內(nèi)的各個(gè)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每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)的各個(gè)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)的若干相鄰直線上的超材料單元為一組形成多個(gè)方形區(qū)域；每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)的各個(gè)超材料單元上均形成深度相同的圓形小孔，讓位于每個(gè)折射率分布區(qū)的每個(gè)方形區(qū)域內(nèi)的同一直線的各個(gè)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(gè)直線的超材料單元上形成的所述小孔的直徑增大，而每個(gè)折射率分布區(qū)的各個(gè)方形區(qū)域內(nèi)位于離所述分界線最近的直線的各個(gè)超材料單元上形成的所述小孔的直徑均相等、位于離所述分界線最遠(yuǎn)的直線的各個(gè)超材料單元上形成的所述小孔的直徑均相寸。
7.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；在位于每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)的超材料單元上作多個(gè)相互平行的直線，讓所述折射率分布區(qū)內(nèi)的各個(gè)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每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)的各個(gè)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)的若干相鄰直線上的超材料單元為一組形成多個(gè)方形區(qū)域；每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)的各個(gè)超材料單元上均形成直徑相同的圓形小孔，讓位于每個(gè)折射率分布區(qū)的每個(gè)方形區(qū)域內(nèi)的同一直線的各個(gè)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(gè)直線的超材料單元上形成的所述小孔的深度增大，而每個(gè)折射率分布區(qū)的各個(gè)方形區(qū)域內(nèi)位于離所述分界線最近的直線的各個(gè)超材料單元上形成的所述小孔的深度均相等、位于離所述分界線最遠(yuǎn)的直線的各個(gè)超材料單元上形成的所述小孔的深度均相寸。
8.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；在位于每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)的超材料單元上作多個(gè)相互平行的直線，讓所述折射率分布區(qū)內(nèi)的各個(gè)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每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)的各個(gè)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)的若干相鄰直線上的超材料單元為一組形成多個(gè)方形區(qū)域；每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)的各個(gè)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，讓位于每個(gè)折射率分布區(qū)的每個(gè)方形區(qū)域內(nèi)的同一直線的各個(gè)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(gè)直線的超材料單元上形成的所述小孔的數(shù)量增多，而每個(gè)折射率分布區(qū)的各個(gè)方形區(qū)域內(nèi)位于離所述分界線最近的直線的各個(gè)超材料單元上形成的所述小孔的數(shù)量均相等、位于離所述分界線最遠(yuǎn)的直線的各個(gè)超材料單元上形成的所述小孔的數(shù)量均相等。
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(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，各個(gè)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(hào)，最靠近所述超材料模塊的阻抗匹配層的序號(hào)為m。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基站天線，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)超材料片層上正對(duì)每個(gè)振子的區(qū)域形成一個(gè)折射率分布區(qū)，每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)形成多個(gè)相互平行的折射率直線；以每個(gè)折射率分布區(qū)內(nèi)的一折射率直線作為分界線，讓位于所述分界線每一側(cè)的若干相鄰折射率直線為一組形成多個(gè)方形區(qū)域；每個(gè)方形區(qū)域內(nèi)的同一折射率直線上各點(diǎn)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(gè)折射率直線的折射率減小且減小量增大；各個(gè)方形區(qū)域內(nèi)離所述分界線的距離最近的和離所述分界線的距離最遠(yuǎn)的折射率直線的折射率均分別相等，以提高天線的方向性和增益。
文檔編號(hào)H01Q19/06GK102480046SQ201110254488
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)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(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