本发明专利技术涉及一种基站天线，包括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多个超材料片层，每个超材料片层正对每一振子的区域形成一折射率分布区，每个折射率分布区内以正对相应振子的中心的位置为圆心形成多个折射率圆，若干折射率圆形成一个圆环区域，以每个折射率分布区内正对相应振子的中心的位置为原点、分别以垂直于和平行于所述超材料片层的直线为x轴、y轴建立直角坐标系，则每一折射率圆的折射率如下式：式中，l为振子到超材料片层的距离；λ为振子发射出的电磁波的波长；d为超材料片层的厚度，nmax和nmin分别表示圆环区域内折射率的最大值和最小值；k表示圆环区域由圆心向外扩散的序号，floor是向下取整函数。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电磁通信领域，更具体地说，涉及一种基站天线。
技术介绍
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O. 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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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，每个超材料片层正对每一振子的区域形成一折射率分布区，每个折射率分布区内以正对相应振子的中心的位置为圆心形成多个折射率圆，若干折射率圆形成一个圆环区域，以每个折射率分布区内正对相应振子的中心的位置为原点，以垂直于所述超材料片层的直线为X轴、平行于所述超材料片层的直线为y轴建立直角坐标系，则每一折射率圆的折射率如下式权利要求1.一种基站天线，其特征在于，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，每个超材料片层正对每一振子的区域形成一折射率分布区，每个折射率分布区内以正对相应振子的中心的位置为圆心形成多个折射率圆，若干同心的折射率圆形成一个圆环区域，以每个折射率分布区内正对相应振子的中心的位置为原点，以垂直于所述超材料片层的直线为X轴、平行于所述超材料片层的直线为I轴建立直角坐标系，则每一折射率圆的折射率如下式2.根据权利要求I所述的基站天线，其特征在于，每个折射率分布区内的各个圆环区域的最小半径和最大半径折射率圆的折射率均分别相等。3.根据权利要求I所述的基站天线，其特征在于，每个超材料片层由多个超材料单元排列而成，各个超材料单元上附着有拓扑形状相同的人工微结构，让所述人工微结构排布于位于每个折射率分布区内以正对每一振子的中心的位置为圆心的多个同心圆的超材料单元上，由位于若干同心圆的超材料单元形成一个所述圆环区域，排布于每个圆环区域内的同一同心圆的各个超材料单元上的人工微结构的几何尺寸均相同，随着同心圆的半径的增大，排布于各个同心圆的超材料单元上的人工微结构的几何尺寸减小；各个圆环区域内最小半径和最大半径同心圆的各个超材料单元上的人工微结构的几何尺寸均分别相等。4.根据权利要求3所述的基站天线，其特征在于，所述超材料模块包括多个沿X轴叠加的超材料片层，各个超材料片层上对应同一振子形成相同的折射率分布区。5.根据权利要求4所述的基站天线，其特征在于，各个超材料片层上对应同一振子的折射率分布区内形成相同的圆环区域。6.根据权利要求5所述的基站天线，其特征在于，各个超材料片层上对应同一振子的相应圆环区域内的半径相同的折射率圆的折射率均相同。7.根据权利要求5所述的基站天线，其特征在于，各个超材料片层上的对应同一振子的多个圆环区域内的半径相同的同心圆的超材料单元上排布几何尺寸均相同的人工微结构。8.根据权利要求3所述的基站天线，其特征在于，所述人工微结构是平面的金属走线结构。9.根据权利要求I所述的基站天线，其特征在于，所述超材料模块的两侧分别设置有阻抗匹配薄膜，每一阻抗匹配薄膜包括多个阻抗匹配层，每一阻抗匹配层是具有单一折射率的均匀介质，各个阻抗匹配层的折射率随着越靠近所述超材料模块由接近于或等于空气的折射率变化至接近于或等于所述超材料模块上最靠近所述阻抗匹配薄膜的超材料片层的折射率。10.根据权利要求9所述的基站天线，其特征在于，每个阻抗匹配层的折射率全文摘要本专利技术涉及一种基站天线，包括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多个超材料片层，每个超材料片层正对每一振子的区域形成一折射率分布区，每个折射率分布区内以正对相应振子的中心的位置为圆心形成多个折射率圆，若干折射率圆形成一个圆环区域，以每个折射率分布区内正对相应振子的中心的位置为原点、分别以垂直于和平行于所述超材料片层的直线为x轴、y轴建立直角坐标系，则每一折射率圆的折射率如下式式中，l为振子到超材料片层的距离；λ为振子发射出的电磁波的波长；d为超材料片层的厚度，nmax和nmin分别表示圆环区域内折射率的最大值和最小值；k表示圆环区域由圆心向外扩散的序号，floor是向下取整函数。文档编号H01Q19/06GK102891370SQ20111021545公开日2013年1月23日 申请日期2011年7月29日 优先权日2011年7月29日专利技术者刘若鹏, 季春霖, 岳玉涛, 洪运南 申请人:深圳光启高等理工研究院, 深圳光启创新技术有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基站天线，其特征在于，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，每个超材料片层正对每一振子的区域形成一折射率分布区，每个折射率分布区内以正对相应振子的中心的位置为圆心形成多个折射率圆，若干同心的折射率圆形成一个圆环区域，以每个折射率分布区内正对相应振子的中心的位置为原点，以垂直于所述超材料片层的直线为x轴、平行于所述超材料片层的直线为y轴建立直角坐标系，则每一折射率圆的折射率如下式：n(y)=nmax-l2+y2-l-kλd式中，l为振子到超材料片层的距离；λ为入射电磁波的波长；d为超材料片层的厚度，nmax和nmin分别表示每个折射率分布区内的圆环区域内所能取得的折射率的最大值和最小值；k表示每个折射率分布区内的圆环区域由圆心向外扩散的序号，floor是向下取整函数。FDA0000079736150000012.tif,FDA0000079736150000013.tif
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘若鹏，季春霖，岳玉涛，洪运南，
申请(专利权)人：深圳光启高等理工研究院，深圳光启创新技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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