[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，包括具有多个呈阵列排布的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，每个超材料片层由多个超材料单元排列而成；每个超材料片层上正对每个振子的区域形成一个折射率分布区，以每个折射率分布区的一点为原点O、以平行于所述折射率分布区的平面为xoy坐标面建立直角坐标系O-xy；以原点O为中心，在所述折射率分布区上形成多个共中心的方环区域，每一方环区域由x轴和y轴为分界线而将位于所述方环区域内的各个超材料单元分隔在四个子区域内，每个子区域内的各个超材料单元的折射率随着相应超材料单元的x坐标的绝对值的增大而增大、随着相应超材料单元的y坐标的绝对值的增大而减小；对于各个方环区域位于同一象限内的相应子区域，x坐标较大的方环区域内的x坐标最小的各个超材料单元的折射率小于x坐标较小的相邻方环区域内的x坐标最大的各个超材料单元的折射率，或者y坐标较大的方环区域内的y坐标最小的各个超材料单元的折射率大于y坐标较小的相邻方环区域内的y坐标最大的各个超材料单元的折射率。

优选地，每个方环区域内的各个超材料单元的折射率：

n(x,y)=(nmin+l2+x2-l-kλd)×(nmax-l2+y2-l-kλd)]]>

式中，l为振子到所述折射率分布区的距离；λ为电磁波的波长；d为所述折射率分布区的厚度，n_max和n_min分别表示所述折射率分布区内的最大折射率和最小折射率；k表示所述方环区域随x坐标和y坐标的绝对值的增大而变化的序号，floor是向下取整函数。