專利名稱：基站天線的制作方法
技術領域：
本發(fā)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(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，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(fā)明內容
本發(fā)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(fā)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，以每個超材料片層上的其中一點為圓心形成多個折射率圓，若干同心的折射率圓形成一個圓環(huán)形折射率分布區(qū)；以折射率圓的圓心為極點0、平行于所述超材料片層的任一條以所述極點O為端點的射線Oy為極軸建立極坐標系，則所述超材料片層上任一半徑為y的折射率圓的折射率η (y)為
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，以每個超材料片層上的其中一點為圓心形成多個折射率圓，若干同心的折射率圓形成一個圓環(huán)形折射率分布區(qū)；以折射率圓的圓心為極點0、平行于所述超材料片層的任一條以所述極點0為端點的射線Oy為極軸建立極坐標系，則所述超材料片層上任一半徑為y的折射率圓的折射率n(y)為
2.根據權利要求1所述的基站天線，其特征在于，每個超材料片層由多個超材料單元排列而成，以所述極點0所在的超材料單元為圓心形成多個同心圓，讓所述超材料片層的各個超材料單元分別位于這些同心圓上，由位于若干同心圓的超材料單元形成一個所述圓環(huán)形折射率分布區(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構，位于每個圓環(huán)形折射率分布區(qū)內的同一同心圓的各個超材料單元上排布的所述人工微結構的幾何尺寸均相同，隨著同心圓的直徑的增大，位于各個同心圓的超材料單元上排布的所述人工微結構的幾何尺寸減小，而各個圓環(huán)形折射率分布區(qū)內位于最小直徑同心圓的各個超材料單元上排布的所述人工微結構的幾何尺寸均相等、位于最大直徑同心圓的各個超材料單元上排布的所述人工微結構的幾何尺寸均相等。
3.根據權利要求1所述的基站天線，其特征在于，每個超材料片層由多個超材料單元排列而成，以所述極點0所在的超材料單元為圓心形成多個同心圓，讓所述超材料片層的各個超材料單元分別位于這些同心圓上，由位于若干同心圓的超材料單元形成一個所述圓環(huán)形折射率分布區(qū)；每個超材料片層的各個超材料單元上均形成有深度相同的圓形小孔， 位于每個圓環(huán)形折射率分布區(qū)內的同一同心圓的各個超材料單元上形成的所述小孔的直徑均相同，隨著同心圓的直徑的增大，位于各個同心圓的超材料單元上形成的所述小孔的直徑增大，而各個圓環(huán)形折射率分布區(qū)內位于最小直徑同心圓的各個超材料單元上形成的所述小孔的直徑均相等、位于最大直徑同心圓的各個超材料單元上形成的所述小孔的直徑均相等。
4.根據權利要求1所述的基站天線，其特征在于，每個超材料片層由多個超材料單元排列而成，以所述極點0所在的超材料單元為圓心形成多個同心圓，讓所述超材料片層的各個超材料單元分別位于這些同心圓上，由位于若干同心圓的超材料單元形成一個所述圓環(huán)形折射率分布區(qū)；每個超材料片層的各個超材料單元上均形成有直徑相同的圓形小孔， 位于每個圓環(huán)形折射率分布區(qū)內的同一同心圓的各個超材料單元上形成的所述小孔的深度均相同，隨著同心圓的直徑的增大，位于各個同心圓的超材料單元上形成的所述小孔的深度增大，而各個圓環(huán)形折射率分布區(qū)內位于最小直徑同心圓的各個超材料單元上形成的所述小孔的直徑均相等、位于最大直徑同心圓的各個超材料單元上形成的所述小孔的直徑均相等。
5.根據權利要求1所述的基站天線，其特征在于，每個超材料片層由多個超材料單元排列而成，以所述極點0所在的超材料單元為圓心形成多個同心圓，讓所述超材料片層的各個超材料單元分別位于這些同心圓上，由位于若干同心圓的超材料單元形成一個所述圓環(huán)形折射率分布區(qū)；每個超材料片層的各個超材料單元上均形成有數量不等的直徑和深度均相同的圓形小孔，位于每個圓環(huán)形折射率分布區(qū)內的同一同心圓的各個超材料單元上形成的所述小孔的數量均相同，隨著同心圓的直徑的增大，位于各個同心圓的超材料單元上形成的所述小孔的數量增多，而各個圓環(huán)形折射率分布區(qū)內位于最小直徑同心圓的各個超材料單元上形成的所述小孔的數量均相等、位于最大直徑同心圓的各個超材料單元上形成的所述小孔的數量均相等。
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圓環(huán)形折射率分布區(qū)內的最小直徑折射率圓的折射率均相等、最大直徑折射率圓的折射率均相等。
7.根據權利要求1所述的基站天線，其特征在于，所述超材料模塊包括多個沿片層表面疊加在一起的超材料片層，各個超材料片層上形成相同的圓環(huán)形折射率分布區(qū)。
8.根據權利要求7所述的基站天線，其特征在于，各個超材料片層的相應圓環(huán)形折射率分布區(qū)內的直徑相同的折射率圓的折射率均相同。
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(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，以每個超材料片層上的任一點為圓心形成多個折射率圓，若干同心的折射率圓形成一個圓環(huán)形折射率分布區(qū)；以折射率圓的圓心為極點O、平行于所述超材料片層的任一條以所述極點O為端點的射線Oy為極軸建立極坐標系，則所述超材料片層上任一半徑為y的折射率圓的折射率n(y)為式中，l為振子到所述超材料片層的距離；λ為電磁波的波長；d為所述超形折射率分布區(qū)的序號，floor是向下取整函數，從而提高基站天線的方向性。
文檔編號H01Q21/00GK102480048SQ20111025449
公開日2012年5月30日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權日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)新技術有限公司, 深圳光啟高等理工研究院