JP2018170560A

JP2018170560A - Antenna for transmitting/receiving both polarized wave, antenna unit, and clock

Info

Publication number: JP2018170560A
Application number: JP2017064780A
Authority: JP
Inventors: 章典松井; Akinori Matsui; 操羽石; Misao Haishi; 昌弘蘇武; Masahiro Sobu; 欣行米井; Yoshiyuki Yonei; 亘孝中尾; Nobutaka Nakao
Original assignee: Chikoji Gakuen Educational Foundation; Seiko Solutions Inc.
Current assignee: Chikoji Gakuen Educational Foundation; Seiko Solutions Inc.
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2018-11-01
Anticipated expiration: 2037-03-29
Also published as: JP6509271B2; WO2018180874A1

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact antenna for transmitting/receiving both polarized wave with little deterioration in characteristics due to a housing containing metal.SOLUTION: In an antenna 1 for transmitting/receiving both polarized wave, a metal housing is used as a ground conductor plate of a main antenna 30, and causes a feeding antenna unit 50 (EM feeding unit) that feeds power by the electromagnetic coupling with the main antenna 30 to function as antennas in different radiation directions. Since the polarization component generated in the main antenna 30 and the polarization component generated in an electromagnetic coupling type power feeding unit (EM coupling unit) between the main antenna 30 and the T-shaped feeding unit 50 are orthogonal, the antenna 1 for transmitting/receiving both polarized wave can be used as a type of GPS antenna. For example, when the antenna 1 for transmitting/receiving both polarized wave is placed in a timepiece 100, the antenna 1 for transmitting/receiving both polarized wave can be used as a type of GPS antenna having maximum radiation directions of both vertically and horizontally polarized waves in the Z direction orthogonal to a dial plate 101.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、両偏波送受用アンテナ、アンテナユニット、及び時計に係り、腕時計などの金属筐体に搭載されて垂直偏波と水平偏波の送受信を行う、例えば、ＧＰＳ用のアンテナに関する。 The present invention relates to a dual-polarized transmission / reception antenna, an antenna unit, and a timepiece, and relates to an antenna for GPS, for example, which is mounted on a metal housing such as a wristwatch and performs transmission and reception of vertical polarization and horizontal polarization.

例えば小型の携帯端末や時計などにおいて、金属を含む筐体内にアンテナを配置する場合が増えている。例えば、特許文献１、２では、時計の金属筐体部分を利用して板状逆Ｆアンテナを配設する技術について提案されている。
しかし、特許文献１、２の記載技術では、いずれも単一偏波を対象として１つのアンテナを配置したものであり、互いに直交する水平偏波と垂直偏波の２つの偏波を受信することはできなかった。
また、金属筐体内にアンテナを組み込むと、電池等の金属の影響や、時計であれば更にムーブメントの影響を受けてアンテナとしての特性が劣化するという問題がある。 For example, in a small portable terminal or a watch, the case where an antenna is arranged in a housing containing metal is increasing. For example, Patent Documents 1 and 2 propose a technique for disposing a plate-shaped inverted F antenna using a metal casing portion of a watch.
However, in the technologies described in Patent Documents 1 and 2, both antennas are arranged for a single polarized wave, and two polarized waves of a horizontal polarization and a vertical polarization orthogonal to each other are received. I couldn't.
In addition, when an antenna is incorporated in a metal casing, there is a problem that the characteristics as an antenna deteriorate due to the influence of a metal such as a battery or the influence of a movement in a watch.

ところで、垂直偏波と水平偏波の２偏波を送受信する場合、両偏波に対応する２つの給電点が必要になる。
このような２偏波を送受信する技術として、偏波共用アンテナが提案されている（非特許文献１、２参照）。この偏波共用アンテナは、同一周波数において垂直偏波と水平偏波の２偏波を切り替えて、又は同時に送受信することができ、衛星通信やリモートセンシング等の分野で使用されている。 By the way, when transmitting and receiving two polarizations of vertical polarization and horizontal polarization, two feeding points corresponding to both polarizations are required.
As a technique for transmitting and receiving such two polarized waves, a polarization sharing antenna has been proposed (see Non-Patent Documents 1 and 2). This dual-polarized antenna can transmit and receive two polarizations of vertical polarization and horizontal polarization at the same frequency, or can transmit and receive simultaneously, and is used in fields such as satellite communication and remote sensing.

しかし、従来の偏波共用アンテナでは、同一平面上に配設した２つの垂直偏波用アンテナと水平偏波用アンテナの個々に給電線を用意する必要があった。
また、２つのアンテナを同時に送受信するためには、垂直偏波用アンテナと水平偏波用アンテナの個々に高周波回路を用意する必要があった。 However, in the conventional dual-polarized antenna, it is necessary to prepare a feeding line for each of two vertically polarized antennas and horizontally polarized antennas arranged on the same plane.
In order to transmit and receive two antennas simultaneously, it is necessary to prepare a high-frequency circuit for each of the vertically polarized antenna and the horizontally polarized antenna.

特開２００１−１８５９２７号公報JP 2001-185927 A 特開２００３−１５６５７６号公報JP 2003-156576 A

電子情報通信学会論文’９２／７Ｖｏｌ．Ｊ７５−Ｂ−ＩＩＮｏ．７「直線偏波共用平面アンテナに関する一考察（松井章典、羽石操）」IEICE Transactions '92 / 7 Vol. J75-B-IINo. 7 “A Study on Linearly Polarized Dual-Plane Antenna (Akinori Matsui, Manabu Haneishi)” 電子情報通信学会信学技報ＡＰ２０００−１１８「偏波共用平面アンテナとその放射特性（今野恵、羽石操）」IEICE Technical Report AP2000-118 "Polarized antenna with dual polarization and its radiation characteristics (Megumi Konno, Manabu Haneishi)"

本発明は、金属面部を有する筐体による特性劣化がより少なく、より簡単な構成で垂直偏波と水平偏波の送受信を可能にすることを目的とする。 An object of the present invention is to enable transmission / reception of vertically polarized waves and horizontally polarized waves with a simpler configuration with less characteristic deterioration due to a casing having a metal surface portion.

（１）請求項１に記載の発明では、金属で構成された金属筐体と、一端が地導体板としての前記金属筐体に短絡し、他端が前記金属筐体の他の位置に近接し、給電により偏波成分を生じる所定長さのアンテナエレメントを有する主アンテナと、前記アンテナエレメントと同一平面上で平行に対向配置され、前記アンテナエレメントに電磁結合により給電すると共に、前記アンテナエレメントの偏波成分と直交する偏波成分を電磁結合部で生じる所定長さの給電部と、前記給電部に給電する給電ラインと、を具備したことを特徴とする両偏波送受用アンテナを提供する。
（２）請求項２に記載の発明では、前記金属筐体は、所定長の凹部を有し、前記アンテナエレメントは、一端が前記凹部の長さ方向における一方側の端面と短絡し、他端が前記凹部の他方側の端面に近接して配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の両偏波送受用アンテナを提供する。
（３）請求項３に記載の発明では、前記主アンテナは、前記アンテナエレメントの他端と接続し、前記凹部の長さ方向における前記他方側の端面と近接すると共に平行して配設された曲折部を更に有する、ことを特徴とする請求項２に記載の両偏波送受用アンテナを提供する。
（４）請求項４に記載の発明では、前記金属筐体は、円筒状の周壁と、前記周壁の一方側端面に配置される底面と、前記周壁の他方側の端面に配置される内向フランジ部と、を有し、前記凹部は、前記内向フランジ部に周方向に形成されている、ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の両偏波送受用アンテナを提供する。
（５）請求項５に記載の発明では、前記金属筐体は、円筒状の周壁と、前記周壁の一方側端面に配置される底面と、を有し、前記凹部は、前記周壁に、周方向に形成されている、ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の両偏波送受用アンテナを提供する。
（６）請求項６に記載の発明では、金属筐体に形成された所定長さの凹部に組み込まれることで、両偏波送受用アンテナを構成するアンテナユニットであって、請求項２から請求項５のうちのいずれか１の請求項に記載の両偏波送受用アンテナにおける、前記主アンテナ、前記給電部、前記給電ラインが誘電体によりモールドされ、前記アンテナエレメントの前記他端が、前記金属筐体と短絡接続が可能に前記アンテナユニットの前記誘電体から露出している、ことを特徴とするアンテナユニットを提供する。
（７）請求項７に記載の発明では、前記アンテナエレメントの前記露出した他端にバネ部が形成されている、ことを特徴とする請求項６に記載のアンテナユニットを提供する。
（８）請求項８に記載の発明では、請求項１から請求項５のうちのいずれか１の請求項に記載の両偏波送受用アンテナと、前記金属筐体内に配設された、少なくとも風防ガラス、文字盤、指針、前記指針を駆動するムーブメントを備えた時計ユニットと、を具備したことを特徴とする時計を提供する。 (1) In the first aspect of the present invention, a metal casing made of metal and one end short-circuited to the metal casing as a ground conductor plate and the other end close to another position of the metal casing And a main antenna having an antenna element of a predetermined length that generates a polarization component by feeding, and arranged in parallel and opposite to each other on the same plane as the antenna element to feed power to the antenna element by electromagnetic coupling, Provided is a dual-polarized transmission / reception antenna comprising: a feeding unit having a predetermined length that generates a polarization component orthogonal to a polarization component in an electromagnetic coupling unit; and a feeding line that feeds the feeding unit. .
(2) In the invention according to claim 2, the metal casing has a recess of a predetermined length, and the antenna element has one end short-circuited with an end surface on one side in the length direction of the recess and the other end The antenna for dual polarization transmission / reception according to claim 1, wherein the antenna is disposed adjacent to an end face on the other side of the recess.
(3) In the invention according to claim 3, the main antenna is connected to the other end of the antenna element, and is disposed close to and parallel to the other end face in the length direction of the recess. The dual-polarized transmission / reception antenna according to claim 2, further comprising a bent portion.
(4) In the invention according to claim 4, the metal casing includes a cylindrical peripheral wall, a bottom surface disposed on one end surface of the peripheral wall, and an inward flange disposed on the other end surface of the peripheral wall. 4. The dual-polarized transmission / reception antenna according to claim 2, wherein the concave portion is formed in a circumferential direction on the inward flange portion. 5.
(5) In the invention according to claim 5, the metal casing has a cylindrical peripheral wall and a bottom surface disposed on one end face of the peripheral wall, and the concave portion is formed around the peripheral wall. The dual-polarized transmission / reception antenna according to claim 2 or 3, wherein the antenna is formed in a direction.
(6) The invention according to claim 6 is an antenna unit that constitutes both polarization transmitting and receiving antennas by being incorporated in a recess having a predetermined length formed in a metal casing. In the dual-polarized transmission / reception antenna according to any one of claims 5, the main antenna, the feeding unit, and the feeding line are molded with a dielectric, and the other end of the antenna element is An antenna unit is provided that is exposed from the dielectric of the antenna unit so as to be short-circuited to a metal casing.
(7) The invention according to claim 7 provides the antenna unit according to claim 6, wherein a spring portion is formed at the exposed other end of the antenna element.
(8) In the invention described in claim 8, the dual-polarized transmission / reception antenna according to any one of claims 1 to 5, and at least disposed in the metal casing, A timepiece comprising a windshield, a dial, a pointer, and a timepiece unit having a movement for driving the pointer is provided.

本発明によれば、金属筐体をアンテナエレメントの地導体板として使用するので、特性劣化をより少なくすることができる。
また、アンテナエレメントに電磁結合による給電をすると共に、アンテナエレメントの偏波成分と直交する偏波成分を電磁結合部で生じることで、より簡単な構成で垂直偏波と水平偏波の送受信を行うことができる。 According to the present invention, since the metal casing is used as the ground conductor plate of the antenna element, the characteristic deterioration can be further reduced.
In addition, power is supplied to the antenna element by electromagnetic coupling, and a polarization component orthogonal to the polarization component of the antenna element is generated at the electromagnetic coupling unit, so that transmission and reception of vertical and horizontal polarization can be performed with a simpler configuration. be able to.

両偏波送受用アンテナの構成を表した斜視図である。It is a perspective view showing the structure of the antenna for both polarization transmission / reception. アンテナユニットの詳細を表した説明図である。It is explanatory drawing showing the detail of the antenna unit. 両偏波送受用アンテナにおける各部のサイズを表した説明図である。It is explanatory drawing showing the size of each part in both polarization transmitting / receiving antennas. 両偏波送受用アンテナから放射される偏波についての説明図である。It is explanatory drawing about the polarized-wave radiated | emitted from both polarized-wave transmission / reception antennas. シミュレーションを行った両偏波送受用アンテナの形状とサイズについての説明図である。It is explanatory drawing about the shape and size of the both-polarized wave transmission / reception antenna which performed simulation. シミュレーションによる両偏波送受用アンテナのリターンロス特性を表した説明図である。It is explanatory drawing showing the return loss characteristic of the antenna for both polarization transmission / reception by simulation. シミュレーションによる両偏波送受用アンテナの放射特性を表した説明図である。It is explanatory drawing showing the radiation characteristic of the antenna for both polarization transmission / reception by simulation. 両偏波送受用アンテナを備えた時計の外観図である。It is an external view of the timepiece provided with the antenna for both polarization transmission / reception.

以下、本発明の両偏波送受用アンテナ１、アンテナユニット２０、及び時計１００における好適な実施の形態について、図１から図８を参照して詳細に説明する。
（１）実施形態の概要
本実施形態は、腕時計等の金属筐体に搭載する、共振周波数が１．５７５ＧＨｚのＧＰＳ用のアンテナ技術である。
本実施形態の両偏波送受用アンテナ１は、金属筐体を主アンテナ３０の地導体板として利用すると共に、主アンテナ３０と電磁結合による給電を行う給電アンテナ部５０（ＥＭ給電部）を異なる放射方向のアンテナとして機能させるものである。
そして、主アンテナ３０で生じる偏波成分と、主アンテナ３０と給電アンテナ部５０とのＥＭ結合部で生じる偏波成分が直交するため、ＧＰＳ用アンテナとしても受信が可能な両偏波送受用アンテナ１となっている。例えば、両偏波送受用アンテナ１を時計１００に配置した場合には文字板１０１と直交するＺ方向に、水平、垂直両偏波の最大放射方向を持つＧＰＳ用アンテナとして実用することができる。
シミュレーション結果では、共振周波数１．５７５ＧＨｚの両偏波送受用アンテナ１が、３５ｍｍ×２．５ｍｍ×０．５ｍｍのアンテナサイズであり、ダイポールアンテナ（全長約９５ｍｍ）と比較して小型である。
また、実施形態の両偏波送受用アンテナ１によれば、放射効率が６６．８％（１．５７５ＧＨｚ）と、高効率が得られる。
また、金属筐体を主アンテナ３０の地導体板として利用するとことで、内部収容体等による特性劣化を少なくすることができる。
更に、主アンテナ３０による偏波成分と、給電アンテナ部５０による電磁給電の際の偏波成分とを、１の電磁給電で発生させているので、より小型化可能であると共に、より簡単な構成で垂直偏波と水平偏波の送受信を行うことができる。 Hereinafter, preferred embodiments of the dual-polarized transmission / reception antenna 1, the antenna unit 20, and the timepiece 100 according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
(1) Outline of Embodiment This embodiment is an antenna technology for GPS having a resonance frequency of 1.575 GHz, which is mounted on a metal housing such as a wristwatch.
The dual-polarized transmission / reception antenna 1 of the present embodiment uses a metal housing as a ground conductor plate of the main antenna 30 and is different from the main antenna 30 in a power feeding antenna unit 50 (EM power feeding unit) that feeds power by electromagnetic coupling. It functions as an antenna in the radiation direction.
Since the polarization component generated at the main antenna 30 and the polarization component generated at the EM coupling portion between the main antenna 30 and the feeding antenna unit 50 are orthogonal, both polarization transmission / reception antennas that can also be received as a GPS antenna It is 1. For example, when both the polarization transmitting / receiving antennas 1 are arranged on the timepiece 100, it can be used as a GPS antenna having the maximum radiation directions of both horizontal and vertical polarizations in the Z direction orthogonal to the dial 101.
In the simulation results, the dual-polarized transmission / reception antenna 1 having a resonance frequency of 1.575 GHz has an antenna size of 35 mm × 2.5 mm × 0.5 mm, and is smaller than a dipole antenna (total length: about 95 mm).
Moreover, according to the dual-polarized transmission / reception antenna 1 of the embodiment, a high efficiency of 66.8% (1.575 GHz) can be obtained.
Further, by using the metal casing as the ground conductor plate of the main antenna 30, it is possible to reduce the deterioration of characteristics due to the internal container or the like.
Furthermore, since the polarized wave component by the main antenna 30 and the polarized wave component at the time of electromagnetic power feeding by the power feeding antenna unit 50 are generated by one electromagnetic power feeding, the size can be further reduced and the configuration is simpler. Can transmit and receive vertically polarized waves and horizontally polarized waves.

（２）実施形態の詳細
最初に両偏波送受用アンテナ１とアンテナユニット２０について説明する。
図１は、第１実施形態における両偏波送受用アンテナ１の構成を表した斜視図である。
図１に示すように、両偏波送受用アンテナ１は、金属で形成された金属筐体１０と、ユニットベースがセラミック、又は樹脂等の誘電体で形成されたアンテナユニット２０を備えている。
金属筐体１０は、円筒状に形成された周壁１１と、周壁１１の一方の側に配設された内向フランジ部１５と、周壁１１の他方の側に配設された底面１２を備え、全体として円筒凹状の収容部を備えている。この円筒凹状収容部には例えば時計のムーブメントや携帯端末等の各種機器や回路、電池等を収容配置することが可能である。
内向フランジ部１５は、中心向きの鍔形状をしており、外径が周壁１１と同じで、内径が周壁１１よりも小さい円環板部により構成されている。内向フランジ部１５は、周壁１１と一体形成されている。
なお、本実施形態では内向フランジ部１５を設けているが、周壁１１の厚さを周壁１１の径方向の幅と同じにしてもよい。この場合、内向フランジ部１５は不要である。 (2) Details of Embodiment First, the dual-polarized transmission / reception antenna 1 and the antenna unit 20 will be described.
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a dual-polarized transmission / reception antenna 1 according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the dual-polarized transmission / reception antenna 1 includes a metal casing 10 made of metal and an antenna unit 20 whose unit base is made of a dielectric material such as ceramic or resin.
The metal casing 10 includes a cylindrical peripheral wall 11, an inward flange portion 15 disposed on one side of the peripheral wall 11, and a bottom surface 12 disposed on the other side of the peripheral wall 11. As a cylindrical concave accommodating portion. For example, various devices such as a watch movement, a portable terminal, a circuit, a battery, and the like can be accommodated in the cylindrical concave accommodating portion.
The inward flange portion 15 has a center-shaped flange shape, and is configured by an annular plate portion having the same outer diameter as the peripheral wall 11 and a smaller inner diameter than the peripheral wall 11. The inward flange portion 15 is formed integrally with the peripheral wall 11.
In this embodiment, the inward flange portion 15 is provided, but the thickness of the peripheral wall 11 may be the same as the radial width of the peripheral wall 11. In this case, the inward flange portion 15 is not necessary.

図１（ｂ）に示すように、内向フランジ部１５の一部には、アンテナユニット２０がセットされる（組み込まれる）場所である周壁段差部１３（凹部）が形成されている。周壁段差部１３は、周壁１１の径方向の厚さと同じ厚さ分の側壁１６を残して、内側に形成されている。周壁段差部１３は、周壁１１の内周面側から外周面側（側壁１６側）に向かう凹部であると共に、内向フランジ部１５の上側端面から底面１２側に向かう凹部である。
この周壁段差部１３の底面１２側に向かう凹部の底面には、湾曲する長さ方向のほぼ中央（詳細には後述する給電点５３に対応する位置）に貫通孔１４が形成されている。この貫通孔１４は、高周波回路からの給電線４０を通す孔である。給電線４０は、後述する給電アンテナ部５０の給電点５３と接続される。
なお、給電線４０は、一端側が貫通孔１４を通って給電ライン５２と接続され、他端側は図示しない高周波回路などに接続される。
周壁段差部１３には、矢印Ｊ方向にアンテナユニット２０を組み込むことで、図１（ａ）の両偏波送受用アンテナ１が形成される。アンテナユニット２０を組み込む場合、圧入や接着、ネジ止め等の固定手段により周壁段差部１３に固定する。アンテナユニット２０を接着する場合には、アンテナユニット２０の長さ方向の端面に短絡部３３と給電点５３の周辺領域を除く面で接着することで、短絡対象である金属面や給電線に各短絡点等が確実に接続されるようにする。
このように、金属筐体１０の周壁段差部１３にアンテナユニット２０を組み込む構造とすることで、コンパクトな両偏波送受用アンテナ１を構成することができる。また金属筐体１０にアンテナユニット２０を容易に配置、装着することができる。 As shown in FIG. 1B, a peripheral wall step portion 13 (concave portion) that is a place where the antenna unit 20 is set (assembled) is formed in a part of the inward flange portion 15. The peripheral wall step portion 13 is formed on the inner side, leaving a side wall 16 having the same thickness as the radial thickness of the peripheral wall 11. The peripheral wall step portion 13 is a concave portion extending from the inner peripheral surface side of the peripheral wall 11 toward the outer peripheral surface side (side wall 16 side), and is a concave portion extending from the upper end surface of the inward flange portion 15 toward the bottom surface 12.
A through hole 14 is formed in the bottom surface of the concave portion toward the bottom surface 12 side of the peripheral wall step portion 13 at substantially the center in the curved length direction (specifically, a position corresponding to a feeding point 53 described later). The through hole 14 is a hole through which the power supply line 40 from the high frequency circuit is passed. The feed line 40 is connected to a feed point 53 of a feed antenna unit 50 described later.
Note that the power supply line 40 has one end connected to the power supply line 52 through the through hole 14 and the other end connected to a high-frequency circuit (not shown).
By incorporating the antenna unit 20 in the circumferential wall step 13 in the direction of arrow J, the dual-polarized transmission / reception antenna 1 shown in FIG. 1A is formed. When the antenna unit 20 is incorporated, the antenna unit 20 is fixed to the peripheral wall step portion 13 by fixing means such as press fitting, adhesion, and screwing. When the antenna unit 20 is bonded, the antenna unit 20 is bonded to the end surface in the length direction of the antenna unit 20 on the surface excluding the peripheral area of the short-circuit portion 33 and the feeding point 53, so that each metal surface or feed line to be short-circuited Make sure that short-circuit points are connected securely.
In this way, by adopting a structure in which the antenna unit 20 is incorporated into the peripheral wall step portion 13 of the metal housing 10, the compact dual-polarized transmission / reception antenna 1 can be configured. Further, the antenna unit 20 can be easily disposed and mounted on the metal housing 10.

図２は、アンテナユニット２０の詳細を表したものである。
図２（ａ）はアンテナユニット２０の外観斜視図、（ｂ）はアンテナユニット２０を中心側からみた透視側面図である。なお、（ｂ）の透視側面図では、アンテナユニット２０の外形ラインを点線で表すことで内部のアンテナ部材を透視できるように表している。
アンテナユニット２０は、主アンテナ３０と給電アンテナ部５０が配設され、セラミックや樹脂等の誘電体部２１でモールドすることによって湾曲した棒状に形成されている。アンテナユニット２０は、組み込み先である周壁段差部１３の形状に合わせて形成される。
本実施形態のアンテナユニット２０では、ユニットベース（誘電体部２１）にセラミックを用いることで小型化が可能であり、強度の高いアンテナユニット２０とすることが可能である。 FIG. 2 shows details of the antenna unit 20.
2A is an external perspective view of the antenna unit 20, and FIG. 2B is a see-through side view of the antenna unit 20 viewed from the center side. In the perspective side view of (b), the outline line of the antenna unit 20 is represented by a dotted line so that the internal antenna member can be seen through.
The antenna unit 20 includes a main antenna 30 and a power feeding antenna unit 50, and is formed in a curved rod shape by molding with a dielectric unit 21 such as ceramic or resin. The antenna unit 20 is formed in accordance with the shape of the peripheral wall step portion 13 that is an assembling destination.
In the antenna unit 20 of the present embodiment, the size can be reduced by using ceramic for the unit base (dielectric part 21), and the antenna unit 20 having high strength can be obtained.

主アンテナ３０は、アンテナエレメント３１、曲折部３２、及び、短絡部３３を備えている。
アンテナエレメント３１は、銅等の金属により、その板面の長手方向に沿った両側面が湾曲するように、すなわち周壁１１と同じ曲率に形成されている。アンテナエレメント３１は、底面１２に対して平行に配置されている。この本実施形態のアンテナエレメント３１は、図２（ａ）に示すように、アンテナユニット２０の上面（底面１２と対向する面の反対側の面）で、内周面側の端部に配設されることで、一方の板面が誘電体部２１から露出状態（剥きだし状態）になっているが、アンテナエレメント３１全体が誘電体部２１内部に埋没するようにアンテナユニット２０を形成してもよい。 The main antenna 30 includes an antenna element 31, a bent portion 32, and a short-circuit portion 33.
The antenna element 31 is formed of a metal such as copper so that both side surfaces along the longitudinal direction of the plate surface are curved, that is, with the same curvature as the peripheral wall 11. The antenna element 31 is disposed in parallel to the bottom surface 12. As shown in FIG. 2A, the antenna element 31 of this embodiment is disposed at the end on the inner peripheral surface side on the upper surface of the antenna unit 20 (the surface opposite to the surface facing the bottom surface 12). As a result, one plate surface is exposed (exposed) from the dielectric portion 21, but the antenna unit 20 is formed so that the entire antenna element 31 is buried inside the dielectric portion 21. Also good.

アンテナエレメント３１の一方側の端部には、アンテナユニット２０の長手方向端部から所定距離ｓだけ手前で、径方向外側に折れ曲がった曲折部３２が延設されている。曲折部３２は、アンテナユニット２０を周壁段差部１３に組み込んだ際に、内向フランジ部１５における当該周壁段差部１３の端面を構成する部分と対向配置される。これにより、曲折部３２と周壁段差部１３の端面との間でキャパシタンスの装荷が実現され、アンテナがより小型化できる。すなわち、キャパシタンスの装荷によって共振周波数が下がるため、同一共振周波数のアンテナと比較して小型化を図れる。
所定距離ｓは、要請される小型化の程度により、必要とされるキャパシタンス量を得られる距離に設定される。
本実施形態では、所定距離ｓ＝０．１ｍｍに設定されているが、これに限られることはない。例えば、誘電体部２１の誘電率にもよるが、アンテナの小型化を考えると、上限として１．０ｍｍ以下であることがこのましい。
なお、曲折部３２は必須ではなく、キャパシタンスの装荷による小型化が必要とされない場合には、曲折部３２は不要である。 At one end of the antenna element 31, a bent portion 32 that is bent outward in the radial direction is extended from the end in the longitudinal direction of the antenna unit 20 by a predetermined distance s. When the antenna unit 20 is incorporated in the peripheral wall step portion 13, the bent portion 32 is disposed to face a portion constituting the end face of the peripheral wall step portion 13 in the inward flange portion 15. Thereby, loading of the capacitance is realized between the bent portion 32 and the end face of the peripheral wall step portion 13, and the antenna can be further downsized. That is, since the resonant frequency is lowered by loading the capacitance, the size can be reduced as compared with an antenna having the same resonant frequency.
The predetermined distance s is set to a distance at which a required capacitance amount can be obtained according to the required degree of miniaturization.
In the present embodiment, the predetermined distance s is set to 0.1 mm, but the present invention is not limited to this. For example, although it depends on the dielectric constant of the dielectric portion 21, it is preferable that the upper limit is 1.0 mm or less in consideration of downsizing of the antenna.
Note that the bent portion 32 is not essential, and the bent portion 32 is not necessary when downsizing by loading capacitance is not required.

アンテナエレメント３１の他端側はアンテナユニット２０の端部まで延設されている。
アンテナユニット２０の長さ方向の端面には、当該端面の上寄りに短絡部３３が配設されている。この短絡部３３の上側端部は、アンテナエレメント３１の他端側端部と連続している。短絡部３３は、アンテナユニット２０を金属筐体１０の周壁段差部１３に組み込んだ際に、地導体板として機能する金属筐体１０（周壁段差部１３の側壁）にアンテナエレメント３１を短絡させる機能を有している。このため短絡部３３による短絡を確実にするためにバネ板等のバネ部が使用される。また、短絡部３３の一部に、アンテナユニット２０の端面から離れた部分（これによりバネ機能を得る）を形成したり、盛り上がりや凸部を形成することで、金属筐体１０との短絡を確実にすることができる。 The other end side of the antenna element 31 extends to the end of the antenna unit 20.
On the end face in the length direction of the antenna unit 20, a short-circuit portion 33 is disposed above the end face. The upper end portion of the short-circuit portion 33 is continuous with the other end side end portion of the antenna element 31. The short-circuit portion 33 has a function of short-circuiting the antenna element 31 to the metal housing 10 (side wall of the peripheral wall step portion 13) that functions as a ground conductor plate when the antenna unit 20 is incorporated in the peripheral wall step portion 13 of the metal housing 10. have. For this reason, in order to ensure the short circuit by the short circuit part 33, spring parts, such as a spring board, are used. In addition, by forming a part of the short-circuit part 33 away from the end face of the antenna unit 20 (which obtains a spring function), or forming a bulge or a convex part, a short circuit with the metal housing 10 can be achieved. Can be sure.

このようにアンテナエレメント３１は、アンテナユニット２０の上面内側に長手方向に延び、一端が径方向に延びる曲折部３２と接続され、他端側がアンテナユニット２０の端面上寄りに形成された短絡部３３と接続されている。 In this way, the antenna element 31 extends in the longitudinal direction inside the upper surface of the antenna unit 20, one end is connected to the bent portion 32 extending in the radial direction, and the other end side is formed on the upper end surface of the antenna unit 20. Connected with.

給電アンテナ部５０は、Ｔ字型をしており、横棒部分に対応する給電部５１と、縦棒部分に対応する給電ライン５２を有している。
給電部５１は、銅等の金属により、アンテナエレメント３１と同じ曲率で湾曲して形成されている。給電部５１は、アンテナエレメント３１と同一平面上に配置され、幅方向（径方向）の内側が、アンテナエレメント３１に対して径方向の外側に、アンテナエレメント３１と所定間隔を開けて対向配置されている。
本実施形態の給電部５１は、アンテナエレメント３１の長さ方向の中央部に対応して配置されている。ただし、給電部５１を中央部に配設する必要はなく、曲折部３２又は短絡部３３側にずらして配置するようにしてもよい。
すなわち、給電部５１は、曲折部３２と接していないこと、及び、アンテナユニット２０の短絡部３３側端面に露出していないこと、の２条件を満たせばアンテナエレメント３１の長さ方向の任意位置に配置することが可能である。但し、両端に近いほど曲折部３２や周壁段差部１３の側壁からの影響を受けやすくなることから給電部５１の端部が曲折部３２から、又はアンテナユニット２０の端面から給電部５１の対向側端面までの距離が、給電部５１の長さ程度離れていることが好ましく、中央部近傍が最適である。 The feeding antenna unit 50 has a T-shape and includes a feeding unit 51 corresponding to the horizontal bar portion and a feeding line 52 corresponding to the vertical bar portion.
The power feeding portion 51 is formed of a metal such as copper and curved with the same curvature as that of the antenna element 31. The power feeding unit 51 is disposed on the same plane as the antenna element 31, and the inner side in the width direction (radial direction) is disposed on the outer side in the radial direction with respect to the antenna element 31 so as to face the antenna element 31 at a predetermined interval. ing.
The power feeding portion 51 of the present embodiment is disposed corresponding to the central portion of the antenna element 31 in the length direction. However, it is not necessary to arrange the power feeding part 51 in the center part, and the power feeding part 51 may be shifted to the bent part 32 or the short-circuit part 33 side.
In other words, the feed portion 51 is not in contact with the bent portion 32 and is not exposed to the end surface of the antenna unit 20 on the short-circuit portion 33 side, so that an arbitrary position in the length direction of the antenna element 31 is satisfied. It is possible to arrange in However, the closer to both ends, the more easily affected by the bent portion 32 and the side wall of the peripheral wall step portion 13, the end portion of the power feeding portion 51 is opposite to the feeding portion 51 from the bent portion 32 or from the end surface of the antenna unit 20. The distance to the end surface is preferably about the length of the power supply unit 51, and the vicinity of the center is optimal.

図２（ｂ）に示すように、給電部５１の長さ方向中央近傍には、給電ライン５２の一端が接続され、給電ライン５２の他端は給電点５３として、誘電体部２１から露出した（剥きだした）状態になっている。これにより、アンテナユニット２０を金属筐体１０の周壁段差部１３に組み込んだ状態で、給電点５３の位置に対応して形成されている貫通孔１４を通る給電線４０（図１（ｂ）参照）と給電ライン５２とが給電点５３で接続される。
給電部５１は、アンテナユニット２０と対向配置することで、アンテナユニット２０と電磁的に結合（ＥＭ結合）する。
なお、図２（ｂ）では、給電部５１の範囲を明確にするために給電部５１の位置を僅かに下げて表示しているが、実際のアンテナエレメント３１と給電部５１は同一平面上に配置されている。同様に、アンテナエレメント３１も外形ラインを示す点線からずらしている。 As illustrated in FIG. 2B, one end of the power supply line 52 is connected to the vicinity of the center in the length direction of the power supply unit 51, and the other end of the power supply line 52 is exposed from the dielectric unit 21 as a power supply point 53. It is in a state of being stripped. Thereby, in a state where the antenna unit 20 is incorporated in the peripheral wall step portion 13 of the metal housing 10, the feed line 40 that passes through the through-hole 14 formed corresponding to the position of the feed point 53 (see FIG. 1B). ) And the power supply line 52 are connected at a power supply point 53.
The power feeding unit 51 is electromagnetically coupled (EM coupled) to the antenna unit 20 by being disposed opposite to the antenna unit 20.
In FIG. 2B, the position of the power feeding unit 51 is slightly lowered in order to clarify the range of the power feeding unit 51, but the actual antenna element 31 and the power feeding unit 51 are on the same plane. Has been placed. Similarly, the antenna element 31 is also shifted from the dotted line indicating the outer shape line.

図３は、両偏波送受用アンテナ１における各部のサイズを表したものである。
この両偏波送受用アンテナ１は、共振周波数１．５７５ＧＨｚのＧＰＳ用のアンテナサイズである。
金属筐体１０の外径はＲｍｍであり、例えば、金属筐体１０を時計の本体ケースとして使用する場合には、１５ｍｍ〜２５ｍｍの範囲で選択される。
図３に示されるように、アンテナユニット２０は、幅が３ｍｍで、内側面側の長さが３５Ｑｍｍである。ここで誘電体部２１の比誘電率をεｒとした場合、Ｑ＝√εｒである。アンテナユニット２０の厚さは３ｍｍ（図示しない）であるが、この厚さは適宜変更可能である。
アンテナエレメント３１の長さは（３５×Ｑ−０．１）ｍｍで、幅と厚さが０．５ｍｍ（不図示）である。長さの−０．１ｍｍ分は、後述する曲折部３２と内向フランジ部１５との間隔０．１ｍｍ（＝所定距離ｓ）に対応している。
曲折部３２は長さが２ｍｍで、幅と厚さが０．５ｍｍ（不図示）である。
給電アンテナ部５０の給電部５１は、長さが５ｍｍで、幅と厚さが０．５ｍｍ（不図示）である。
図示しないが、給電ライン５２は、給電点５３がアンテナユニット２０から露出するように、アンテナユニット２０の厚さに合わせて決められ、本実施形態では約３ｍｍである。給電ライン５２の幅と厚さ（若しくは径）も任意であるが、本実施形態では、０．５ｍｍ×０．５ｍｍである。
給電部５１とアンテナエレメント３１との間隔は０．６ｍｍである。なお、図示していないが、給電アンテナ５０と側壁１６との間隔が１．４ｍｍであるが、図面サイズの関係で径方向にずらして表示している。 FIG. 3 shows the size of each part in the dual-polarized transmission / reception antenna 1.
Both the polarization transmitting / receiving antennas 1 have a GPS antenna size with a resonance frequency of 1.575 GHz.
The outer diameter of the metal casing 10 is Rmm. For example, when the metal casing 10 is used as a main body case of a watch, it is selected in the range of 15 mm to 25 mm.
As shown in FIG. 3, the antenna unit 20 has a width of 3 mm and a length on the inner surface side of 35 Qmm. Here, when the dielectric constant of the dielectric portion 21 is εr, Q = √εr. The thickness of the antenna unit 20 is 3 mm (not shown), but this thickness can be changed as appropriate.
The antenna element 31 has a length of (35 × Q−0.1) mm and a width and thickness of 0.5 mm (not shown). The length of −0.1 mm corresponds to the interval 0.1 mm (= predetermined distance s) between the bent portion 32 and the inward flange portion 15 described later.
The bent portion 32 has a length of 2 mm and a width and thickness of 0.5 mm (not shown).
The power feeding unit 51 of the power feeding antenna unit 50 has a length of 5 mm and a width and a thickness of 0.5 mm (not shown).
Although not shown, the feed line 52 is determined according to the thickness of the antenna unit 20 so that the feed point 53 is exposed from the antenna unit 20, and is about 3 mm in this embodiment. The width and thickness (or diameter) of the power supply line 52 are also arbitrary, but in the present embodiment, they are 0.5 mm × 0.5 mm.
The distance between the power feeding unit 51 and the antenna element 31 is 0.6 mm. Although not shown, the distance between the feeding antenna 50 and the side wall 16 is 1.4 mm, but is shifted in the radial direction because of the size of the drawing.

図４は、両偏波送受用アンテナ１から放射される偏波についての説明図である。
上述するように、両偏波送受用アンテナ１は、主アンテナ３０と給電アンテナ部５０を備えている。
そして図４に示すように、主アンテナ３０のアンテナエレメント３１からは、湾曲した長さ方向（周方向）に沿って偏波成分３０ｚが放射される。
一方、給電アンテナ部５０からは、対向配置されるアンテナエレメント３１にＥＭ給電をする過程で径方向の偏波成分５０ｚが放射される。
このように両偏波送受用アンテナ１によれば、主アンテナ３０と給電アンテナ部５０とにより、互いに直交する方向２偏波が放射される。そして、後述するように共振周波数を１．５７５ＧＨｚとすることで、ＧＰＳ用のアンテナとして使用することができる。
なお、金属筐体１０の底面１２と直交する方向（周壁１１の軸方向）をＺ軸方向とした場合に、両偏波成分３０ｚ、５０ｚの放射方向は、Ｚ方向である。
このように、本実施形態の両偏波送受用アンテナ１によれば、給電アンテナ５０からの電磁的な１点給電により、主アンテナ３０による偏波成分３０ｚと、これに直交する偏波成分５０ｚを放射させることができるので、給電部と高周波回路を簡略化することができ、より簡単な構成で垂直偏波と水平偏波の送受信が可能な両偏波送受用アンテナが得られる。 FIG. 4 is an explanatory diagram of polarized waves radiated from both polarized wave transmitting / receiving antennas 1.
As described above, the dual-polarized transmission / reception antenna 1 includes the main antenna 30 and the feeding antenna unit 50.
As shown in FIG. 4, the polarization component 30 z is radiated from the antenna element 31 of the main antenna 30 along the curved length direction (circumferential direction).
On the other hand, the radially polarized component 50z is radiated from the feeding antenna unit 50 in the process of performing EM feeding to the antenna element 31 arranged oppositely.
As described above, according to the both-polarized wave transmitting / receiving antenna 1, the main antenna 30 and the feeding antenna unit 50 radiate two polarized waves in directions orthogonal to each other. And it can be used as a GPS antenna by setting the resonance frequency to 1.575 GHz as described later.
When the direction orthogonal to the bottom surface 12 of the metal casing 10 (the axial direction of the peripheral wall 11) is the Z-axis direction, the radiation directions of both polarization components 30z and 50z are the Z direction.
Thus, according to the dual-polarization transmitting / receiving antenna 1 of the present embodiment, by the electromagnetic one-point power feeding from the feeding antenna 50, the polarization component 30z by the main antenna 30 and the polarization component 50z orthogonal thereto. Therefore, it is possible to simplify the power feeding unit and the high-frequency circuit, and to obtain a dual-polarized transmission / reception antenna capable of transmitting and receiving vertical polarization and horizontal polarization with a simpler configuration.

次に、両偏波送受用アンテナ１についてのシミュレーション結果について説明する。
図５は、シミュレーションを行った両偏波送受用アンテナ１の形状とサイズについての説明図である。
説明した実施形態で金属筐体１０の側壁が円柱形の周壁１１であるのに対し、シミュレーションでは、図５に示すように方形の金属筐体１０を使用することで効率的に行った。但し、説明した実施形態の両偏波送受用アンテナ１は時計を想定しているため、円柱形で説明しているが、方形の時計もあり、また携帯端末等の各種電子機器に搭載する場合には必ずしも円形である必要はなく、図５に示す両偏波送受用アンテナ１とすることも可能である。 Next, the simulation result about both the polarization transmitting / receiving antennas 1 will be described.
FIG. 5 is an explanatory diagram of the shape and size of the dual-polarized transmission / reception antenna 1 that has been simulated.
In the embodiment described above, the side wall of the metal casing 10 is the cylindrical peripheral wall 11, whereas the simulation was performed efficiently by using a rectangular metal casing 10 as shown in FIG. 5. However, since the dual-polarized transmission / reception antenna 1 of the embodiment described is assumed to be a timepiece, it is described as a cylindrical shape, but there are also square timepieces, and when mounted on various electronic devices such as portable terminals. It is not always necessary to have a circular shape, and the dual-polarized transmission / reception antenna 1 shown in FIG. 5 can be used.

図５（ａ）に示すように、シミュレーション対象の両偏波送受用アンテナ１では、図３で説明した実施形態の両偏波送受用アンテナ１と外径形状が円柱形か方形かの違いであるが、できるだけ実施形態に近い形状とした。
すなわち、金属筐体１０は厚さ５ｍｍの金属で、４２ｍｍ×４２ｍｍ×１０ｍｍのサイズに形成したものとしている。
内向フランジ部１５は、幅が３．５ｍｍで厚みが０．５ｍｍである。
主アンテナ３０のアンテナエレメント３１は長さが３４．９ｍｍで、曲折部３２の長さが２ｍｍである。曲折部３２は、内向フランジ部１５と０．１ｍｍの間隔で対向している。
アンテナエレメント３１における、曲折部３２の反対側は内向フランジ部１５に接続されている。
給電部５１は、長さが５ｍｍで、アンテナエレメント３１の長さ方向の中央において幅０．６ｍｍの間隔でアンテナエレメント３１と対向している。
アンテナエレメント３１、曲折部３２、給電部５１、給電ライン５２は、共に幅０．５ｍｍ、厚さ０．５ｍｍである。
なお、主アンテナ３０と給電アンテナ部５０周辺の比誘電率はεr＝１で計算している。 As shown in FIG. 5 (a), the dual-polarized transmission / reception antenna 1 to be simulated is different from the dual-polarization transmission / reception antenna 1 of the embodiment described in FIG. However, the shape is as close to the embodiment as possible.
That is, the metal housing 10 is made of a metal having a thickness of 5 mm and has a size of 42 mm × 42 mm × 10 mm.
The inward flange portion 15 has a width of 3.5 mm and a thickness of 0.5 mm.
The antenna element 31 of the main antenna 30 has a length of 34.9 mm, and the bent portion 32 has a length of 2 mm. The bent portion 32 faces the inward flange portion 15 at an interval of 0.1 mm.
The opposite side of the bent portion 32 in the antenna element 31 is connected to the inward flange portion 15.
The power feeding unit 51 is 5 mm in length and faces the antenna element 31 at an interval of 0.6 mm in width at the center in the length direction of the antenna element 31.
The antenna element 31, the bent part 32, the power feeding part 51, and the power feeding line 52 are all 0.5 mm wide and 0.5 mm thick.
The relative dielectric constant around the main antenna 30 and the power feeding antenna unit 50 is calculated with εr = 1.

この両偏波送受用アンテナ１によるシミュレーション結果について図６、図７を用いて説明する。
図６は、シミュレーションによる両偏波送受用アンテナ１のリターンロス特性を表したものである。
図６に示したリターンロス特性によれば、図５の両偏波送受用アンテナ１では、共振周波数１．５７４ＧＨｚとなっている。
そして、リターンロス≦−６ｄＢを満足する帯域は８ＭＨｚ（ＢＷ＝８．５３９ＭＨｚ）であり、ＧＰＳ帯域幅（２ＭＨｚ）を満足している。 A simulation result by the both polarization transmitting / receiving antennas 1 will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 shows the return loss characteristics of the dual-polarized transmission / reception antenna 1 by simulation.
According to the return loss characteristic shown in FIG. 6, the resonance frequency is 1.574 GHz in the dual-polarized transmission / reception antenna 1 of FIG. 5.
The band that satisfies the return loss ≦ −6 dB is 8 MHz (BW = 8.539 MHz), which satisfies the GPS bandwidth (2 MHz).

図７は、シミュレーションによる両偏波送受用アンテナ１の放射特性を表したものである。
図７（ａ）はＸ−Ｙ平面の放射特性を、（ｂ）はＺ−Ｘ平面の放射特性を、（ｃ）はＺ−Ｙ平面の放射特性を表している。
この両偏波送受用アンテナ１は、図７（ａ）に示したように、共振周波数１．５７５ＧＨｚにおける放射効率は６６．８％である。
図７（ｂ）に点線Ａで示したように、Ｅθの最大値Ｍ０１が３６．００°、Ｅφの最大値Ｍ０２が３３９．００°であり、＋Ｚ（風防方向）に水平／垂直両偏波の最大放射方向が得られている。
図７（ｂ）において、主アンテナ３０からの偏波成分３０ｚ（図４参照）がＥφ成分の放射に寄与し、給電アンテナ部５０による偏波成分５０ｚがＥθ成分の放射に寄与している。 FIG. 7 shows the radiation characteristics of the dual-polarized transmission / reception antenna 1 by simulation.
FIG. 7A shows radiation characteristics in the XY plane, FIG. 7B shows radiation characteristics in the ZX plane, and FIG. 7C shows radiation characteristics in the ZY plane.
As shown in FIG. 7A, this dual-polarized transmission / reception antenna 1 has a radiation efficiency of 66.8% at a resonance frequency of 1.575 GHz.
As shown by the dotted line A in FIG. 7B, the maximum value M01 of Eθ is 36.00 °, the maximum value M02 of Eφ is 339.00 °, and both horizontal and vertical polarizations are + Z (windshield direction). The maximum radiation direction is obtained.
In FIG. 7B, the polarization component 30z (see FIG. 4) from the main antenna 30 contributes to the radiation of the Eφ component, and the polarization component 50z by the feed antenna unit 50 contributes to the radiation of the Eθ component.

一方、図７（ｃ）に示すように、Ｅθの最大値Ｍ０１が３５１．００°、Ｅφの最大値Ｍ０２が２７６．００°である。但し、図７（ｃ）に示されるように、Ｅφは３２０．００°程度までは最大値Ｍ０２とほぼ同じ値である。従って、図７（ｃ）に点線Ｂで示したように、＋Ｚ（風防方向）に水平／垂直両偏波の最大放射方向が得られている。
図７（ｃ）において、主アンテナ３０からの偏波成分３０ｚがＥθ成分の放射に寄与し、給電アンテナ部５０による偏波成分５０ｚがＥφ成分の放射に寄与している。 On the other hand, as shown in FIG. 7C, the maximum value M01 of Eθ is 351.00 °, and the maximum value M02 of Eφ is 276.00 °. However, as shown in FIG. 7C, Eφ is substantially the same as the maximum value M02 up to about 320.00 °. Therefore, as indicated by a dotted line B in FIG. 7C, the maximum radiation directions of both horizontal and vertical polarizations are obtained in + Z (windshield direction).
In FIG. 7C, the polarization component 30z from the main antenna 30 contributes to the radiation of the Eθ component, and the polarization component 50z by the feed antenna unit 50 contributes to the radiation of the Eφ component.

以上説明した両偏波送受用アンテナ１によれば、次のような効果を得ることができる。
（１）両偏波送受用アンテナ１では、一般的にはアンテナ特性を劣化させる金属筐体を、地導体板として積極的に利用することで、金属筐体や内部に収容される金属や電子部品によるアンテナ特性の影響を受けにくいアンテナを得ることができる。
（２）両偏波送受用アンテナ１によれば、主アンテナ３０による偏波成分３０ｚに加え、主アンテナ３０に対する給電（ＥＭ給電）機能をもつ給電アンテナ部５０を第２のアンテナとして使用することで、偏波成分３０ｚと直交する偏波成分５０ｚが得られる。これにより、両偏波送受用アンテナ１の共振周波数帯域の円偏波を効率的に受信することが可能になる。
特に、両偏波送受用アンテナ１の共振周波数を１．５７５ＧＨｚとすることでＧＰＳ用アンテナとして使用することができる。
（３）主アンテナ３０について、アンテナエレメント３１の一端を、地導体板として機能する内向フランジ部１５の周壁段差部１３端面に対向配置することで、キャパシタンスが装荷され、共振周波数を下げることができる。従って同一共振周波数の両偏波送受用アンテナ１としては小型化が可能になる。
（４）本実施形態のアンテナユニット２０では、ユニットベース（誘電体部２１）にセラミックを用いることで小型化が可能であり、強度の高いアンテナユニット２０とすることが可能である。
（５）本実施形態のアンテナユニット２０によれば、金属筐体への取付が容易である。 According to the dual-polarized transmission / reception antenna 1 described above, the following effects can be obtained.
(1) In the dual-polarized transmission / reception antenna 1, in general, a metal casing that deteriorates antenna characteristics is actively used as a ground conductor plate, so that the metal casing and the metal or electronic housed inside the metal casing can be used. An antenna that is not easily affected by the antenna characteristics of the parts can be obtained.
(2) According to the dual-polarized transmission / reception antenna 1, in addition to the polarization component 30z of the main antenna 30, the feeding antenna unit 50 having a power feeding (EM feeding) function to the main antenna 30 is used as the second antenna. Thus, a polarization component 50z orthogonal to the polarization component 30z is obtained. This makes it possible to efficiently receive circularly polarized waves in the resonance frequency band of both polarized wave transmitting / receiving antennas 1.
In particular, it can be used as a GPS antenna by setting the resonant frequency of both polarization transmitting / receiving antennas 1 to 1.575 GHz.
(3) With respect to the main antenna 30, by placing one end of the antenna element 31 opposite to the end surface of the peripheral wall step portion 13 of the inward flange portion 15 that functions as a ground conductor plate, capacitance is loaded and the resonance frequency can be lowered. . Therefore, it is possible to reduce the size of the dual-polarized transmission / reception antenna 1 having the same resonance frequency.
(4) The antenna unit 20 of the present embodiment can be miniaturized by using ceramic for the unit base (dielectric part 21), and the antenna unit 20 having high strength can be obtained.
(5) According to the antenna unit 20 of this embodiment, attachment to a metal housing is easy.

なお、説明した実施形態では、内向フランジ部１５に側壁１６を残して周壁段差部１３を形成し、主アンテナ３０を側壁１６の反対側である中心側に配置する場合について説明したが、これに限られない。
すなわち、内向フランジ部１５の中心側に側壁１６を残すように周壁段差部１３を形成する。この場合、内向フランジ部１５（周壁１１）の外周側から中心側に向かう凹部が形成されることで、外周側が開放された形状になる。そして、主アンテナ３０は、中心側の側壁１６の反対側である外周側に配置する。なお、給電アンテナ部５０につては、主アンテナ３０よりも中心側に対向配置する。
また、周壁を残さずに段差部を形成するようにしてもよい。この場合、段差部の外周側と中心側の両側が開放している。この場合の主アンテナ３０は段差部の中心側、外周側のいずれに配置することも可能である。この場合の給電アンテナ部５０は、主アンテナ３０の配置位置に対応して外周側、中心側に対向配置する。 In the embodiment described above, a case has been described in which the peripheral wall step portion 13 is formed by leaving the side wall 16 in the inward flange portion 15 and the main antenna 30 is disposed on the center side opposite to the side wall 16. Not limited.
That is, the peripheral wall step portion 13 is formed so as to leave the side wall 16 on the center side of the inward flange portion 15. In this case, by forming a recess from the outer peripheral side of the inward flange portion 15 (peripheral wall 11) toward the center side, the outer peripheral side is open. And the main antenna 30 is arrange | positioned at the outer peripheral side which is the other side of the side wall 16 of the center side. The feeding antenna unit 50 is disposed opposite to the center side of the main antenna 30.
Further, the step portion may be formed without leaving the peripheral wall. In this case, both the outer peripheral side and the center side of the stepped portion are open. In this case, the main antenna 30 can be arranged on either the center side or the outer periphery side of the stepped portion. In this case, the feeding antenna unit 50 is disposed opposite to the outer peripheral side and the center side corresponding to the arrangement position of the main antenna 30.

次に、実施形態及び変形例で説明した両偏波送受用アンテナを搭載した時計について説明する。
図８は両偏波送受用アンテナ１を搭載した時計１００の外観図である。
図８に示されるように、時計１００は、説明した両偏波送受用アンテナ１と、当該両偏波送受用アンテナ１の金属筐体１０内に収容される時計ユニットから構成されている。
この時計ユニットとしては、少なくとも風防ガラス、文字板１０１、指針１０２、指針１０２を駆動するムーブメントが含まれる。
また、本実施形態の時計ユニットでは、金属筐体１０に組み込まれた／配設されたアンテナユニット２０を上面から覆うためのベゼル１０３が配設されている。
本実施形態の時計１００によれば、時計の本体ケースとして金属筐体１０を使用し、この金属筐体１０を地導体板として使用しているので、アンテナ特性が内部に収容される時計ユニットによる影響を受けにくい。 Next, a timepiece equipped with both polarization transmitting / receiving antennas described in the embodiment and the modification will be described.
FIG. 8 is an external view of a timepiece 100 on which both polarization transmitting / receiving antennas 1 are mounted.
As shown in FIG. 8, the timepiece 100 includes a dual-polarized transmission / reception antenna 1 described above and a timepiece unit housed in a metal casing 10 of the dual-polarization transmission / reception antenna 1.
The timepiece unit includes at least a windshield, a dial 101, a pointer 102, and a movement for driving the pointer 102.
Further, in the timepiece unit of the present embodiment, a bezel 103 for covering the antenna unit 20 incorporated / arranged in the metal casing 10 from the upper surface is provided.
According to the timepiece 100 of the present embodiment, the metal case 10 is used as the main body case of the timepiece, and the metal case 10 is used as the ground conductor plate. Not easily affected.

なお、図示しない金属筐体１０の底面１２は、裏蓋による開閉式構造にしてもよい。
また、本実施形態の時計では、時計１００の本体ケースとして金属筐体１０を使用しているが、これに限らず、金属筐体１０を含めた本実施形態の両偏波送受用アンテナ１を、これと別個に用意した本体ケース内に収容するようにしてもよい。
この場合であっても、金属筐体１０を地導体板として使用しているので、アンテナ特性が外部の本体ケースによる影響を受けにくい。
また、ベゼル１０３の下部にアンテナユニット２０が位置するため、周囲に金属筐体１０やその内部の時計ユニットなどが存在してもアンテナ特性がその影響を受けにくい。
なお、本実施形態の時計１００では、ベゼル１０３を備える場合について説明したが、ベゼル１０３は必ずしも取り付ける必要はない。この場合、ベゼル１０３に変わるカバーをアンテナユニット２０上部に配設することが好ましい。 The bottom surface 12 of the metal casing 10 (not shown) may have an openable structure with a back cover.
Further, in the timepiece of the present embodiment, the metal casing 10 is used as the main body case of the timepiece 100. However, the present invention is not limited to this, and the dual-polarized transmission / reception antenna 1 of the present embodiment including the metal casing 10 is used. The main body case prepared separately may be housed.
Even in this case, since the metal casing 10 is used as the ground conductor plate, the antenna characteristics are not easily affected by the external body case.
Further, since the antenna unit 20 is located below the bezel 103, the antenna characteristics are not easily affected even if the metal casing 10 or a clock unit inside thereof exists in the periphery.
In the timepiece 100 of the present embodiment, the case where the bezel 103 is provided has been described, but the bezel 103 is not necessarily attached. In this case, it is preferable to arrange a cover in place of the bezel 103 on the antenna unit 20.

１両偏波送受用アンテナ
１０金属筐体
１１周壁
１２底面
１３周壁段差部
１４貫通孔
１５内向フランジ部
１６側壁
２０アンテナユニット
２１誘電体部
３０主アンテナ
３０ｚ偏波成分（主アンテナ）
３１アンテナエレメント
３２曲折部
３３短絡部
４０給電線
５０給電アンテナ部
５０ｚ偏波成分（給電アンテナ部）
５１給電部
５２給電ライン
５３給電点
９０給電線
１００時計
１０１文字板
１０２指針
１０３ベゼル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dual polarized-wave transmission / reception antenna 10 Metal housing 11 Perimeter wall 12 Bottom face 13 Perimeter wall level | step-difference part 14 Through-hole 15 Inward flange part 16 Side wall 20 Antenna unit 21 Dielectric part 30 Main antenna 30z Polarization component (main antenna)
31 Antenna element 32 Bent part 33 Short-circuit part 40 Feed line 50 Feed antenna part 50z Polarization component (feed antenna part)
51 Power Supply Unit 52 Power Supply Line 53 Power Supply Point 90 Power Supply Line 100 Clock 101 Dial 102 Pointer 103 Bezel

Claims

A metal casing made of metal,
A main antenna having an antenna element of a predetermined length that has one end short-circuited to the metal casing as a ground conductor plate and the other end close to the other position of the metal casing, and generates a polarization component by feeding;
The antenna element is arranged oppositely in parallel on the same plane, and feeds the antenna element by electromagnetic coupling, and feeds the antenna element with a predetermined length that generates a polarization component orthogonal to the polarization component of the antenna element. And
A power supply line for supplying power to the power supply unit;
A dual-polarized transmission / reception antenna comprising:

The metal housing has a recess having a predetermined length,
One end of the antenna element is short-circuited with one end face in the length direction of the recess, and the other end is disposed close to the other end face of the recess.
The dual-polarized transmission / reception antenna according to claim 1.

The main antenna further includes a bent portion that is connected to the other end of the antenna element and is disposed in parallel with the end surface on the other side in the length direction of the recess.
The dual-polarized transmission / reception antenna according to claim 2.

The metal casing has a cylindrical peripheral wall, a bottom surface disposed on one end surface of the peripheral wall, and an inward flange portion disposed on the other end surface of the peripheral wall,
The concave portion is formed in the circumferential direction on the inward flange portion,
The dual-polarized transmission / reception antenna according to claim 2 or claim 3, wherein

The metal casing has a cylindrical peripheral wall, and a bottom surface disposed on one end face of the peripheral wall,
The concave portion is formed in the circumferential direction in the circumferential wall.
The dual-polarized transmission / reception antenna according to claim 2 or claim 3, wherein

An antenna unit that constitutes a dual-polarized transmission / reception antenna by being incorporated into a recess having a predetermined length formed in a metal casing,
In the dual-polarized transmission / reception antenna according to any one of claims 2 to 5, the main antenna, the power feeding unit, and the power feeding line are molded with a dielectric,
The other end of the antenna element is exposed from the dielectric of the antenna unit so that it can be short-circuited to the metal housing.
An antenna unit characterized by that.

A spring part is formed on the exposed other end of the antenna element.
The antenna unit according to claim 6.

A dual-polarized transmission / reception antenna according to any one of claims 1 to 5,
A timepiece unit including at least a windshield, a dial, a pointer, and a movement for driving the pointer, disposed in the metal casing;
A watch comprising: