本實用新型涉及一種雙頻縫隙天線，尤其是一種雙頻全向螺旋縫隙天線。

背景技術：

由于在移動通信和無線局域網絡同時覆蓋區(qū)域存在2G/3G/4G/WIFI等不同標準的信號，常常需要雙頻或多頻全向天線來接收來自各個方向的信號。

目前，國內外不少專家學者研究了各種各樣的雙頻天線，來滿足不同的通信需要，例如，雙頻微帶天線、雙頻平面倒置F型天線、雙頻單極子天線等等。這些雙頻天線大多數為單向輻射天線，能全向輻射的天線較少。公布號為CN105490012A的發(fā)明專利“一種CPW饋電雙頻微帶天線”采用將兩個倒Л型槽以及共面集成波導饋線設置在介質基板的上表面，實現了可覆蓋WLAN與WIMAX所有工作頻段，但天線不能在所有工作頻段實現全向輻射，并且增益低。公布號為CN105514612A的發(fā)明專利“低剖面雙頻帶全向天線”采用在介質基板的另一側印刷輻射金屬貼片和圍繞在輻射金屬貼片周圍的多個蘑菇型諧振單元結構，實現了有類似單極子天線的輻射方向圖的兩頻段天線，可以工作在3.995～4.025GHz和4.94～6.06GHz頻段上，還不能滿足接收1.8GHz、2.4GHz等不同標準的2G/3G/4G/WIFI信號的需要。公布號為CN104795630A的發(fā)明專利“雙頻WIFI全向天線”采用兩個低頻輻射臂和兩個高頻輻射臂對稱設置于所述平衡微帶線的兩側，實現了能同時工作在2.4～2.5GHz及5.15～5.85GHz的全向天線，還不能同時接收移動通信信號和無線局域網信號。

綜上所述，目前同時接收移動通信信號和無線局域網信號的雙頻帶全向天線較少，對兼容多標準、多頻段的天線需求顯得愈發(fā)迫切。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提出一種雙頻全向螺旋縫隙天線，能同時接收移動通信信號和無線局域網信號，全向性好且增益高。

本實用新型的具體技術方案如下：一種雙頻全向螺旋縫隙天線，該天線包括依次疊置的第一介質基板、第一金屬貼片、第二金屬貼片、第二介質基板和第三金屬貼片，所述第一介質基板、第一金屬貼片、第二金屬貼片、第二介質基板和第三金屬貼片均為矩形；第一介質基板的上表面設有饋電微帶線，第一金屬貼片敷在第一介質基板的下表面；第二金屬貼片敷在第二介質基板的上表面，第三金屬貼片敷在第二介質基板的下表面；第一金屬貼片與第二金屬貼片均設有大小相同的圓形縫隙，兩個圓形縫隙位置相對，第三金屬貼片設有平面螺旋縫隙。

第一介質基板的上表面設有微帶線，為天線饋電、提供匹配阻抗，第一金屬貼片和第二金屬貼片上的圓形縫隙將能量從第一介質基板的微帶線耦合到第二介質基板，第三金屬貼片上的平面螺旋縫隙起對外輻射電磁波作用。采用這樣的天線結構，實現了天線的雙頻全向輻射性能。

作為本實用新型的進一步改進，第一介質基板的長度比第二介質基板的長度長2-5mm。設置第一介質基板略長于第二介質基板，方便焊接饋電的接頭。

本實用新型的有益效果：本實用新型利用平面螺旋縫隙有效輻射帶可以隨頻率變化而變化這一特性，實現雙頻帶全向天線，本實用新型能同時接收1.8GHz、2.4GHz等不同標準的移動通信信號和無線局域網信號，在垂直于天線基板的平面內天線全向性好。

附圖說明

圖1為本實用新型的天線結構爆炸圖。

圖2為本實用新型的俯視圖。

圖3為本實用新型的仰視圖。

圖4為本實用新型的天線反射系數S11隨頻率變化圖。

圖5為本實用新型的天線增益隨頻率變化圖。

圖6為本實用新型的天線垂直面輻射方向圖。

圖7為本實用新型的天線水平面輻射方向圖。

圖中標記：

1.第一介質基板，2.第一金屬貼片，3.第二金屬貼片，4.第二介質基板，5.第三金屬貼片，6.饋電微帶線，7.圓形縫隙，8.平面螺旋縫隙。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本實用新型，應理解這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍，在閱讀了本實用新型之后，本領域技術人員對本實用新型的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。

如圖1～3所示，一種雙頻全向螺旋縫隙天線，該天線包括依次疊置的第一介質基板1、第一金屬貼片2、第二金屬貼片3、第二介質基板4和第三金屬貼片5，第一介質基板1、第一金屬貼片2、第二金屬貼片3、第二介質基板4和第三金屬貼片5均為矩形且大小相同；第一介質基板1的上表面設有饋電微帶線6，第一金屬貼片2敷設在第一介質基板1的下表面；第二金屬貼片3敷設在第二介質基板4的上表面，第三金屬貼片5敷設在第二介質基板4的下表面；第一金屬貼片2上設有圓形縫隙7，第二金屬貼片3的相應位置也設有大小相同的圓形縫隙7，第三金屬貼片5設有平面螺旋縫隙8。

第一介質基板與第二介質基板的寬度都為W1，為天線最低工作頻率時對應真空中波長的0.3至0.6倍。為了方便焊接饋電的接頭，天線第一介質基板的長度L1略長于天線第二介質基板的長度L3約2-5mm。

本實用新型的各個尺寸參數相互影響制約，天線的排布及結構設計對天線的性能影響較大，實際應用中根據性能要求和安裝條件的限制，需要對天線的性能參數，例如方向圖、方向性系數、效率、輸入阻抗、極化和頻帶等進行綜合研究。本實用新型經過對天線的尺寸、性能、結構排布等方面的權衡，最終得到了下述較佳的結構實施方式，由下述具體實施例的性能參數可見，本實用新型的結構具有顯著的進步效果。

第一介質基板采用厚度為2.0mm的寬介電常數聚四氟乙烯玻璃布，其上下表面均覆銅板，第二介質基板采用厚度為0.5mm的寬介電常數聚四氟乙烯玻璃布，其上下表面也覆銅板，第一介質基板與第二介質基板的相對介電常數εr都為2.2，損耗角正切tanδ為0.001；第一介質基板的長度L1和寬度W1分別為78mm和78mm，第二介質基板的長度L3和寬度W3分別為73mm和78mm；微帶線的寬度W2和長度L2分別為3.3mm和43.3mm，微帶線位于第一介質基板的中線上；圓形縫隙的半徑為22mm；平面螺旋縫隙最外緣的半徑R₀為26.67mm；圓形縫隙的圓心與平面螺旋縫隙的中心處于同一軸線上。

如圖4所示，對比了該雙頻全向螺旋縫隙天線的反射系數S11隨頻率變化的仿真曲線和測量曲線，證明當對應的S11小于-10dB時，該雙頻段縫隙天線能同時工作在1.705～1.865GHz頻段(可以接收或發(fā)射工作頻率處于該頻段的常見移動通信信號，如中國電信的FDD-LTE信號、中國移動的GSM1800信號、中國聯通的GSM1800信號等)和2.321～2.646GHz頻段(頻率處于該頻段的常見通信信號有Wifi無線局域網信號、WiMAX無線局域網信號、中國電信/移動/聯通的4G信號等)。

圖5給出了該天線的增益隨頻率變化圖，如圖所示可見天線的最大增益在觀察的頻率范圍內可以達到4.45dB。

圖6、7為該雙頻全向螺旋縫隙天線在垂直面(垂直于天線的平面)和水平面輻射方向圖，天線在低頻段諧振點、天線垂直面具有全向輻射特性(諧振點頻率為1.81GHz，對應的增益為4.45dB)，在高頻段諧振點、天線垂直面同樣具有全向輻射特性(諧振點頻率為2.42GHz，對應增益為4.43dB)。