[发明专利]基站天线

说明书

技术领域

本发明涉及电磁通信领域，更具体地说，涉及一种基站天线。

背景技术

基站天线是保证移动通信终端实现无线接入的重要设备。随着移动通信网络的发展，基站的分布越来越密集，对基站天线的方向性提出了更高的要求，以避免相互干扰，让电磁波传播的更远。

一般，我们用半功率角来表示基站天线的方向性。功率方向图中，在包含主瓣最大辐射方向的某一平面内，把相对最大辐射方向功率通量密度下降到一半处(或小于最大值3dB)的两点之间的夹角称为半功率角。场强方向图中，在包含主瓣最大辐射方向的某一平面内，把相对最大辐射方向场强下降到0.707倍处的夹角也称为半功率角。半功率角亦称半功率带宽。半功率带宽包括水平面半功率带宽和垂直面半功率带宽。而基站天线的电磁波的传播距离是由垂直面半功率带宽决定的。垂直面半功率带宽越小，基站天线的增益越大，电磁波的传播距离就越远，反之，基站天线的增益就越小，电磁波的传播距离也就越近。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种半功率带宽小、方向性好的基站天线。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基站天线，包括具有多个振子的天线模块及对应这些振子设置的超材料模块，所述超材料模块包括至少一个超材料片层，每个超材料片层上形成多个相互平行的折射率直线；每个超材料片层上以其中一折射率直线为分界线而于所述分界线的两侧分别形成一个折射率分布区，每个折射率分布区内的同一折射率直线上各点的折射率均相同，随着折射率直线离所述分界线的距离的增大，各个折射率直线的折射率减小且减小量增大。

优选地，以每个超材料片层的所述分界线为x轴、所述分界线上的一点为原点O、垂直于x轴且通过原点O的直线为y轴建立直角坐标系O-xy，则坐标为y的折射率直线的折射率：

n(y)=nmax-l2+y2-ld]]>

式中，l为振子到所述超材料片层的距离；d为所述超材料片层的厚度，n_max和n_min分别表示所述超材料片层上的最大折射率和最小折射率；2l表示所述超材料片层上n(y)取n_min时y的值。

优选地，每个超材料片层由多个超材料单元排列而成；以经过原点O且垂直于xoy坐标面的直线为z轴，从而建立直角坐标系O-xyz，所述超材料模块包括多个沿z轴叠加的超材料片层，各个超材料片层均以x轴为分界线而于x轴两侧形成两个折射率分布区，各个超材料片层上的相应折射率分布区内的折射率分布规律均相同。

优选地，每个超材料片层由多个超材料单元排列而成；在每个超材料片层上作多个相互平行的直线，让所述超材料片层的各个超材料单元分别位于这些直线上，以其中一直线为分界线而将所述超材料片层的各个超材料单元分隔在所述分界线的两侧，由位于所述分界线每一侧的超材料单元形成一个所述折射率分布区；每个超材料片层的各个超材料单元上附着有拓扑形状相同的人工微结构，让位于所述折射率分布区内的同一直线的各个超材料单元上排布的所述人工微结构的几何尺寸均相同，随着直线离所述分界线的距离的增大，位于各个直线的超材料单元上排布的所述人工微结构的几何尺寸减小。

优选地，所述人工微结构是呈雪花状的平面金属微结构。

优选地，每个超材料片层由多个超材料单元排列而成；在每个超材料片层上作多个相互平行的直线，让所述超材料片层的各个超材料单元分别位于这些直线上，以其中一直线为分界线而将所述超材料片层的各个超材料单元分隔在所述分界线的两侧，由位于所述分界线每一侧的超材料单元形成一个所述折射率分布区；每个超材料片层的各个超材料单元上均形成深度相同的圆形小孔，让位于所述折射率分布区内的同一直线的各个超材料单元上形成的所述小孔的直径均相同，随着直线离所述分界线的距离的增大，位于各个直线的超材料单元上形成的所述小孔的直径增大。