[发明专利]一种基站天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种天线，尤其涉及一种基站天线。

背景技术

基站天线是移动通信系统中无线接入的重要组成部分，其发展受到多方面因素的限制，特别是随着移动通信网络不断向广度和深度扩张，造成基站布局越来越密集。这也对基站天线的设计参数提出了更高的要求，如基站天线的增益、体积、前后比、交叉极化鉴别率、重量等相关参数。

现有技术中的基站天线包括发射信号辐射振子、接收信号辐射振子及反射器。上述辐射振子沿着反射器纵向排列，在反射器的底板的四条边上分别垂直延伸形成四个侧壁，从而使反射器成为一侧开口的腔体。这样设置的反射器可将发射信号辐射振子产生的电磁辐射进行更好的反射以提高基站天线的前后比和交叉极化鉴别率。但是，上述基站天线辐射波的波瓣相对较宽，使该基站天线增益很难满足现代通信系统高增益的系统设计要求。

超材料是指一些具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料。通过在材料的关键物理尺度上的结构有序设计，可突破某些表观自然规律的限制，从而获得超出自然界固有的普通的超常材料功能。

目前常规的超材料主要是通过在基板上周期排列不同的人造金属微结构从而达到改变超材料各点的介电常数和磁导率的目的。然而想要改变超材料各点的介电常数和磁导率以实现不同的功能，在超材料基板上排列人造金属微结构并不是唯一的办法，且在超材料基板上排列人造金属微结构工艺复杂、实现困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种减小基站天线辐射波波瓣的宽度、结构简单、成本低廉且小型化的基站天线。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，提出一种基站天线，其包括：至少一个辐射振子，用于产生电磁辐射波；超材料面板，用于将所述至少一个辐射振子产生的电磁辐射波汇聚后并向外辐射；所述超材料面板包括基板以及在基板上周期排布的多个小孔。

进一步地，所述基站天线还包括反射单元，所述反射单元用以将所述至少一个辐射振子产生的部分电磁波反射至所述超材料面板并被所述超材料面板汇聚后向外辐射。

进一步地，所述超材料面板由多个具有相同折射率分布的超材料片层叠加而成，所述超材料片层由多个超材料单元组成，所述超材料单元包括单元基材以及在所述单元基材上形成的一个或多个小孔，所有的单元基材即构成了超材料面板的基板。

进一步地，所述超材料片层包括一个以所述超材料片层中心点为圆心的圆形区域和多个半径大于所述圆形区域并与所述圆形区域同心的环形区域，所述圆形区域处折射率最大，具有相同半径的环形区域处折射率相同；半径越大，该半径对应的环形区域处的折射率越小，而且随着半径的增大，折射率的变化量逐渐增大。

进一步地，所述每一超材料单元上形成有一个小孔，所述小孔内填充有折射率小于基材折射率的介质，所述超材料单元构成所述超材料片层的排布规律为：所述超材料片层包括一个以所述超材料片层中心点为圆心的圆形区域和多个半径大于所述圆形区域并与所述圆形区域同心的环形区域，所述圆形区域处的超材料单元上形成的小孔体积最小，具有相同半径的环形区域处的超材料单元上形成的小孔体积相同，随着半径的增大、对应半径的环形区域处的超材料单元上形成的小孔体积亦增大且远离圆心的两相邻环形区域处的超材料单元上形成的小孔体积的变化值大于靠近圆心的两相邻环形区域处的超材料单元上形成的小孔体积的变化值。

进一步地，所述小孔内填充的介质为空气。

进一步地，所述每一超材料单元上形成有一个小孔，所述小孔内填充有折射率大于单元基材折射率的介质，所述超材料单元构成所述超材料片层的排布规律为：所述超材料片层包括一个以所述超材料片层中心点为圆心的圆形区域和多个半径大于所述圆形区域并与所述圆形区域同心的环形区域，所述圆形区域处的超材料单元上形成的小孔体积最大，具有相同半径的环形区域处的超材料单元上形成的小孔体积相同，随着半径的增大、对应半径的环形区域处的超材料单元上形成的小孔体积减小且远离圆心的两相邻环形区域处的超材料单元上形成的小孔体积的变化值大于靠近圆心的两相邻环形区域处的超材料单元上形成的小孔体积的变化值。