CN112004784B - 与现有设计相容的节能、微波穿透的窗户 - Google Patents

Abstract

一种窗户结构，包含第一、第二以及第三玻璃层。第三玻璃层位于第一及第二玻璃层之间。第一及第二低热辐射率涂层在第三玻璃层的各自第一及第二相对表面上，以形成法布里‑珀罗标准具，所述标准具配置成带通滤波器，所述带通滤波器具有指定频率通带，所述指定频率通带包含在6吉赫至80吉赫的频率范围内的至少一个频率。

Description

与现有设计相容的节能、微波穿透的窗户

相关申请的交叉引用

此申请案依据35 U.S.C.§119主张2018年3月29日提交的美国临时申请案第62/649,808号的优先权权益，此美国临时申请案的全部内容以引用方式并入本文。

背景技术

窗户设计的最新创新使窗户具有更高的能量效率。现代窗户通常包含多个玻璃片材(例如，窗格层)。每个片材可包含使用黏合剂黏合的单层玻璃或多层玻璃。通过将低热辐射率涂层，也称作低辐射涂层(low-E coating)，覆盖至少一个片材的表面及/或通过将具有相对低的导热系数的惰性气体填充片材之间的空间，可增加这种窗户的能量效率。每个低辐射涂层管理(manage)入射在涂层上的电磁(EM)辐射。

低辐射涂层通常为金属的。举例而言，通常使用银作为低辐射涂层。因此，除了原就打算被阻挡以获得更高能量效率的红外线频率之外，低辐射涂层通常还反射在蜂窝通讯中使用的频率。低辐射涂层可衰减具有大于1.0GHz至40dB的频率的无线电波。建筑材料通常允许在3G及4G蜂窝系统使用的0.6吉赫(GHz)至2.7GHz范围内的频率穿过。因此，窗户中的低辐射涂层对3G及4G频率的衰减，传统上并非一个重要的问题。然而，相同的建筑材料通常不允许5G系统使用的6GHz至100GHz范围内的频率穿过。因此，归因于穿过墙壁、树叶等的相对较低的穿透，5G系统通常要求与接收器间的直线性(LOS)。

一开始以为，5G频谱中的频率足以穿透窗户，客户端设备(CPE)可放置在窗户的内表面附近，以使CPE能够经由这些频率进行通讯。然而，对通常涂有金属层的窗户的实现可能导致更高成本的解决方案，例如将外部天线放置在CPE所在的结构之外。然而，若天线放置在外面，则可能使用同轴电缆来将信号布线到结构内外(例如，在CPE与天线之间)。已知同轴电缆在5G频谱内的载波频率处具有相对高的损耗。因此，外部单元可能包含天线及接收器，以将厘米波及毫米波信号转换为基带信号，并通过互连传输这些基带信号，该互连可承载高达每秒几吉比特(Gb/s)数据速率。将这类单元放置在外面可能会对电缆布线、为单元供电、及将电缆带入结构内部造成挑战。

发明内容

本文描述了各种窗户结构，这些窗户结构被配置成提供能量效率及微波穿透性。这些窗户结构中的每一个包含法布里-珀罗标准具(Fabry-Perot etalon)。法布里-珀罗标准具的一个范例实施方式包含具有反射表面的穿透层。根据此实施方式，穿透层可为玻璃，并且反射表面可使用低辐射涂层形成。

第一范例窗户结构包含第一、第二、及第三玻璃层。第三玻璃层位于第一及第二玻璃层之间。第一范例窗户结构进一步包含第一及第二低辐射涂层，所述第一及第二低辐射涂层在第三玻璃层的各自第一及第二相对表面上，以形成法布里-珀罗标准具，所述法布里-珀罗标准具被配置成带通滤波器，所述带通滤波器具有指定频率通带，所述指定频率通带包含在6吉赫至80吉赫的频率范围内的至少一个频率。

第二范例窗户结构包含第一、第二、及第三玻璃层。第一及第二玻璃层中的每一个包含钠钙玻璃。第三玻璃层具有第一表面及第二表面、小于2.5毫米(mm)的厚度、小于10微米(μm)的厚度变化、及小于0.01的介电损耗正切。第三玻璃层位于第一及第二玻璃层之间，以形成第一玻璃层及第三玻璃层之间的第一空腔。第二范例窗户结构进一步包含在第三玻璃层的第一表面上的第一涂层及在第三玻璃层的第二表面上的第二涂层。第一及第二涂层包含各自的反射低辐射涂层。第三玻璃层与第一及第二涂层组合形成法布里-珀罗标准具，所述法布里-珀罗标准具被配置成带通滤波器，所述带通滤波器具有指定频率通带，所述指定频率通带包含在20吉赫至80吉赫的频率范围内的至少一个频率。

在使用具有第一、第二、及第三玻璃层的窗户结构的范例方法中，于法布里-珀罗标准具处接受红外线辐射，所述法布里-珀罗标准具由所述第三玻璃层形成，并且进一步由经由第一玻璃层，在第三玻璃层的各自第一及第二相对表面上的第一及第二低辐射涂层形成。使用第一及第二低辐射涂层衰减红外线辐射。频率在6吉赫至80吉赫频率范围内的信号是经由第一玻璃层在法布里-珀罗标准具上接收。至少部分地基于具有包含频率的指定频率通带的带通滤波器，将信号传递穿过带通滤波器及第三玻璃层。

本发明内容是提供用于以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容不意欲标识所主张保护的标的的关键特征或必要特征，也不意欲用于限制所主张保护的标的的范畴。此外，应当注意，本发明不限于在具体实施方式及/或本文件的其他部分中描述的特定实施例。如这些实施例仅出于说明性目的而在此呈现。基于本文所含的教示，其他实施例对于相关领域熟习技术者将为显而易见的。

附图说明

结合在此并形成说明书一部分的附图示出本发明的实施例，并与说明书一起进一步用于解释所涉及的原理并使相关领域熟习技术者能制造并使用所公开的技术。

图1为根据实施例，钠钙玻璃及EXG^TM玻璃的损耗正切相对于频率的范例曲线图。

图2示出包含根据实施例的法布里-珀罗标准具的范例三窗格层窗户结构的剖面图。

图3至图4示出包含根据实施例的法布里-珀罗标准具的范例双窗格层窗户结构的剖面图。

图5为根据实施例具有法向微波信号入射角的范例法布里-珀罗标准具的剖面图。

图6为根据实施例，图5示出的法布里-珀罗标准具作为频率的函数的范例透射光谱的曲线图。

图7为根据实施例，示出将共振协调到目标频率所需的钠钙玻璃(SLG)及EXG^TM玻璃的厚度的范例曲线图。

图8为根据实施例，示出作为涂层反射率的函数的SLG及EXG^TM玻璃最大遮蔽效果的范例曲线图。

图9为根据实施例，示出入射角对各种涂层反射率的遮蔽效果的影响的范例曲线图。

图10为根据实施例，范例法布里-珀罗标准具的剖面图，其中微波信号的入射角并非垂直入射。

图11为根据实施例，示出在各种入射角下，具有2.33mm的厚度(针对28GHz最佳化)的EXG^TM玻璃的透射率的范例曲线图。

图12为根据实施例，示出作为频率的函数，具有50μm厚度的EXG^TM玻璃层的透射率的范例曲线图。

图13为示出根据实施例的法布里-珀罗标准具作为频率的函数的透射率的范例曲线图，所述法布里-珀罗标准具包含厚度为50μm的EXG^TM玻璃层，在EXG^TM玻璃层的相对表面上具有低辐射涂层。

图14为根据实施例，示出作为一系列玻璃厚度的入射角的函数，EXG^TM玻璃层在28GHz的目标频率下的透射率的范例曲线图。

图15为根据实施例示出法布里-珀罗标准具在目标频率为28GHz的一系列玻璃厚度下的滤波器响应的范例曲线图。

图16为根据实施例，示出法布里-珀罗标准具在目标频率为60GHz的一系列玻璃厚度下的滤波器响应的范例曲线图。

图17描绘根据实施例的用于使用具有第一、第二、及第三玻璃层的窗户结构的范例方法的流程图。

图18为根据实施例的范例微波链路的简图。

图19为根据实施例，各种频率的自由空间传播损耗相对于距离的范例曲线图。

图20为根据实施例，在5G链路中使用的一些常见调节格式以及在接收器处的对应的最大频谱效率及最小所需信躁比(SNR)的范例列表。

图21为根据实施例，若干范例窗户的接收器功率相对于距发射天线的距离的范例曲线图。

当结合附图与下文的详细描述，所公开技术的特征和优点将变得更加明显，其中相同的参考符号全文将标记对应的元件。在附图中，相同的附图标记通常表示相同的、功能相似的、及/或结构相似的元件。元件首次出现的附图由对应参考编号中最左边的数字表示。

具体实施方式

Ⅰ.绪论

以下详细描述参考示出本发明的范例性实施例的附图。然而，本发明的范畴不限于这些实施例，而是由所附权利要求书界定。因此，除了附图示出的实施例之外的实施例，如所示实施例的改进版本，仍然可涵括在本发明中。

说明书中对“一个实施例”、“一实施例”、“一范例实施例”等的引用表示所描述的实施例可包含特定的特征、结构、或特性，但每个实施例，可不必包含特定的特征、结构、或特性。此外，这些用语不一定指同一实施例。进一步地，当结合实施例描述特定特征、结构、或特性时，无论其他实施例是否明确描述，兹说明其是在相关领域熟习技术者的知识范围内可实施与此相关的特征、结构、或特性。

如“第一”、“第二”、“第三”等描述用词是用于表示本文所论述的一些元件。如此描述用语用于协助对范例实施例的论述，并且不表示所引用元件的所需顺序，除非在此作出肯定描述，即需要如此的顺序。

Ⅱ.范例实施例

本文描述了范例窗户结构，配置成提供能量效率及微波穿透性。这些窗户结构中的每一个包含法布里-珀罗标准具。法布里-珀罗标准具的一个范例实施方式包含具有反射表面的穿透层。根据此实施方式，穿透层可为玻璃，并且反射表面可使用低辐射涂层形成。

与传统的窗户结构相比，本文描述的范例窗户结构具有多种益处。举例而言，范例窗户结构可(例如，通过衰减红外光频率)提供相对高的能量效率，同时使至少一些微波频率(例如，5G频率)能够传递穿过范例窗户结构。举例而言，可使用其他标准三窗格层或双窗格层窗户的结构设计，尽可能少量地改变并且也提供5G频率的微波传输。可在保持所需的全部红外光反射率的同时，提供如此微波传输。范例窗户结构可使用现有的窗户处理技术制造，并且法布里-珀罗标准具可与现有的窗户结构相容。

三窗格层窗户的中间窗格层可制造成包含作为微波带通带滤波器的法布里-珀罗标准具，或可将包含这种法布里-珀罗标准具的相对薄的玻璃层添加到双窗格层窗户的其中一个窗格层中。法布里-珀罗可使用在其两个面上具有红外光反射涂层的玻璃层形成。法布里-珀罗标准具可制造成具有相对低的损耗并且在整个窗户上保持玻璃层的相对低的厚度变化，以使得涂层能作为所得通带滤波器的镜子，所述通带滤波器具有包含一个或多个期望的微波频率(例如，微波频率范围)的通带。法布里-珀罗标准具中的玻璃层可为低碱(例如，小于10摩尔％的碱含量)或无碱，但范例实施例的范畴不限于此方面。

可用于在本文所述的窗户结构中形成法布里-珀罗标准具的一种类型的玻璃为Eagle XG(EXG^TM)玻璃，其由Corning Inc.制造及分销。EXG^TM玻璃在本文件中用于说明目的而非限制性的。举例而言，EXG^TM玻璃的性能与钠钙玻璃(SLG)的性能间的反复对比，仅是为了显示使用不同于SLG的玻璃材料可实现的性能改进，而用于非限制性的说明性目的。应当理解，任何合适类型的玻璃皆可与本文所述的任何窗户结构中的EXG^TM玻璃组合使用或代替EXG^TM玻璃。此外，本文所述的任何玻璃层可制造成具有与EXG^TM玻璃相关的任何一种或更多种性质，或没有任何与EXG^TM玻璃相关的性质。

用于形成本文所述的法布里-珀罗标准具的玻璃可表现出相对低的厘米波及/或毫米波的固有损耗。举例而言，EXG^TM玻璃的介电损耗正切(例如，在28GHz、37GHz，39GHz、及/或60GHz)可比SLG的损耗正切低约9或10倍。在另一个范例中，对于目标频率或目标频率范围而言，损耗正切可小于或等于0.01、0.008、或0.006。图1为根据实施例，钠钙玻璃及EXG^TM玻璃的损耗正切相对于频率的范例曲线图100。如图1所示，在图1所示频带下，EXG^TM玻璃的损耗正切远远小于SLG的损耗正切。举例而言，在该频带下，EXG^TM玻璃的损耗正切显示为小于或等于0.01。

用于形成本文所述的法布里-珀罗标准具的玻璃可具有相对低的厚度变化(例如，小于10μm或小于20μm)。举例而言，可使用熔融工艺来制造玻璃，以在整个玻璃片材上保持所需的厚度公差。熔融工艺加热原材料(例如，纯砂及其他无机材料)以提供高纯度熔融玻璃，该熔融玻璃是形成片材。举例而言，原料可流入熔融槽，在该熔融槽中加热原料(例如，远高于摄氏1000度)以提供熔融玻璃。在将熔融玻璃释放到具有V形底部(称为隔离管(isopipe))的收集槽中之前，可对其进行均质化及调节。可加热隔离管以控制混合物的黏度并保持均匀的流动。熔融玻璃可均匀地流过隔离管的顶部边缘，沿着隔离管的外表面形成两个薄的片状流。两个薄片在隔离管的V形底部点处相遇并熔融成单个薄片。仍然附着在隔离管底部的片材可在拉长并在半空中开始冷却时，进入拉伸设备。将片材冷却并稳固直至其到达拉伸的底部，在此处可将其切割并移动至另一区域以完成加工及包装。使用熔融工艺可免除对玻璃进行研磨及抛光的需要，以实现所需的厚度公差。

用于形成本文所述的法布里-珀罗标准具的玻璃可具有相对低的介电常数。举例而言，介电常数可小于5或小于6。玻璃可能具有相对低的表面平坦度变化。玻璃可为坚固、具成本效益的、及/或用作具有微波通带特性的法布里-珀罗插件设计的优异基底。玻璃可具有相对低的热膨胀系数(CTE)。举例而言，与SLG的9×10^-8/°K相比，玻璃的CTE为约3×10^-8/°K。相对较低的CTE可使玻璃能承受现场的热边缘应力；而SLG的薄片可能需要热强化，此对于厚度小于2.5mm的SLG的现有退火技术为不可能的。该玻璃可具有比SLG明显更好的光学性质，此可增强窗户g值及/或可见光透射率。该玻璃可比传统上用于窗户结构的玻璃层更薄，此可减轻这种窗户结构的重量及/或增加形成在玻璃与其他玻璃层之间的任何空腔的宽度(例如，从而改善太阳能性能)。可使用习知涂层形成法布里-珀罗标准具，此可有助于保持窗户结构的相对低的成本。

在以下论述中进一步详细描述了一些范例益处。

图2示出包含根据实施例的法布里-珀罗标准具226的范例三窗格层窗户结构200的剖面图。如图2所示，窗户结构200包含第一窗格层202、第二窗格层204、及第三窗格层206。第三窗格层206位于第一窗格层202与第二窗格层204之间。第一空腔208形成在第一窗格层202与第三窗格层206之间。第二空腔210形成在第二窗格层204与第三窗格层206之间。第一空腔208及第二空腔210中的每一个可填充气体(例如，惰性气体)。该气体可具有相对低的导热率(例如，在300K下小于20毫瓦/米K(mW/mK))，以帮助提高窗户结构200的能量效率。举例而言，气体可为氩气，已知氩气在300K下具有18mW/mK的导热率。第一空腔208及第二空腔210中的每一个可被密封。

第一窗格层202包含第一玻璃层212。第二窗格层204包含第二玻璃层214及第四玻璃层218，其中这些玻璃层使用黏合剂220黏合。举例而言，黏着剂220可能为聚乙烯醇缩丁醛(polyvinyl butyral)。第三窗格层206包含第三玻璃层216。第三玻璃层216具有第一及第二相对表面，其中这些相对表面面对各自的第一及第二空腔208及210。第一低辐射涂层222位于第三玻璃层216的第一表面上。第二低辐射涂层224位于第三玻璃层216的第二表面上。

第一低辐射涂层222、第二低辐射涂层224、及第三玻璃层216组合以形成法布里-珀罗标准具226，其配置成带通滤波器。所述带通滤波器具有指定频率通带，所述指定频率通带包含至少一个微波频率(例如，微波频率范围)。法布里-珀罗标准具(如法布里-珀罗标准具226)的范例实施方式及其性质在下文进一步详细论述。

应当注意，低辐射涂层可放置在第一玻璃层212面向第一空腔208的表面上，及/或在第二玻璃层214面向第二空腔210的表面上，但范例实施例不限于此方面。

为了非限制性的说明性目的，图2中示出第一窗格层202面向将要安装窗户结构200的物体的外部，并且第二窗格层204示出为面向该物体的内部。因此，第一玻璃层212可说是面向物体的外部。第二玻璃层214及/或第三玻璃层216可说是面向该物体的内部。可安装窗户结构200的物体的范例包含但不限于，商业建筑、住宅建筑、火车、汽车、长途汽车、船、卡车、工业交通工具、飞机、直升机、及滑雪缆车。在替代实施例中，第一窗格层202面向物体的内部，并且第二窗格层204面向该物体的外部。

在一个范例实施例中，窗户结构200通过使用由EXG^TM玻璃制成的高精度厚度玻璃替代传统的三窗格层窗户中的中间玻璃片材而形成，所述EXG^TM玻璃具有标准的低辐射涂层沉积在玻璃的各自相应侧面上。根据此实施例，EXG^TM玻璃的厚度及该玻璃各自相应侧上的低辐射涂层的特定反射率值被设计成产生法布里-珀罗空腔226以形成围绕一个或多个目标频率(例如，约28GHz)的通带滤波器。

图3至图4示出包含根据实施例的法布里-珀罗标准具326及426的范例双窗格层窗户结构300及400的剖面图。如图3所示，窗户结构300包含第一窗格层302及第二窗格层304。空腔310形成在第一窗格层302与第二窗格层304之间。空腔310可填充气体及/或被密封。

第一窗格层302包含第一玻璃层312及第三玻璃层316。第三玻璃层316具有第一及第二相对表面。第三玻璃层316的第二表面面向空腔310。第一低辐射涂层322位于第三玻璃层316的第一表面上。第二低辐射涂层324位于第三玻璃层316的第二表面上。

第一低辐射涂层322、第二低辐射涂层324、及第三玻璃层316组合以形成法布里-珀罗标准具326，所述标准具配置成带通滤波器。所述带通滤波器具有指定频率通带，所述指定频率通带包含至少一个微波频率(例如，微波频率范围)。法布里-珀罗标准具(如法布里-珀罗标准具326)的范例实施方式及其性质在下文进一步详细论述。使用黏合剂330黏合法布里-珀罗标准具326及第一玻璃层312。因此，第一玻璃层312附着在第一热辐射率涂层322上。第二窗格层304包含第二玻璃层314及第四玻璃层318，其中这些玻璃层使用黏合剂320黏合。举例而言，黏着剂320及330中的每一个可为聚乙烯醇缩丁醛。

应当注意，低辐射涂层可放置在第二玻璃层314面向空腔310的表面上，但范例实施例不限于此方面。

为了非限制性的说明性目的，图3中示出第一窗格层302面向将要安装窗户结构300的物体的外部，并且第二窗格层304示出为面向该物体的内部。因此，第一玻璃层312可说是面向物体的外部。第二玻璃层314及/或第四玻璃层318可说是面向该物体的内部。

在范例实施例中，窗户结构300通过将具有沉积在玻璃的各自相应侧面上的标准低辐射涂层的EXG^TM玻璃层附接到传统双窗格层窗户的外窗格层而形成。根据此实施例，EXG^TM玻璃的厚度及玻璃各自相应侧上的低辐射涂层的特定反射率值被设计成产生法布里-珀罗空腔326以形成通带滤波器。

如图4所示，窗户结构400包含第一窗格层402及第二窗格层404。空腔408形成在第一窗格层402与第二窗格层404之间。空腔408可填充气体及/或被密封。

第一窗格层402包含第一玻璃层412。第二窗格层404包含第二玻璃层414及第三玻璃层416。第三玻璃层416具有第一及第二相对表面。第三玻璃层416的第一表面面向空腔408。第一低辐射涂层422位于第三玻璃层416的第一表面上。第二低辐射涂层424位于第三玻璃层416的第二表面上。

第一低辐射涂层422、第二低辐射涂层424、及第三玻璃层416组合以形成法布里-珀罗标准具426，其配置成带通滤波器。所述带通滤波器具有指定频率通带，所述指定频率通带包含至少一个微波频率(例如，微波频率范围)。法布里-珀罗标准具(如法布里-珀罗标准具426)的范例实施方式及其性质在下文进一步详细论述。使用黏合剂440黏合法布里-珀罗标准具426及第二玻璃层414。因此，第二玻璃层414附着在第二热辐射率涂层424上。举例而言，黏着剂440可能为聚乙烯醇缩丁醛。

应当注意，低辐射涂层可放置在第一玻璃层412面向空腔408的表面上，但范例实施例不限于此方面。

为了非限制性的说明性目的，图4中示出第一窗格层402面向将要安装窗户结构400的物体的外部，并且第二窗格层404示出为面向该物体的内部。因此，第一玻璃层412可说是面向物体的外部。第二玻璃层414可说是面向该物体的内部。

在范例实施例中，窗户结构400通过将具有沉积在玻璃的各自侧面上的标准低辐射涂层的EXG^TM玻璃层附接到传统双窗格层窗户的内窗格层而形成。

图2至图4中分别示出的第一低辐射涂层222、322、422可具有针对红外光波长的第一反射率。图2至图4中分别示出的第二低辐射涂层224、324、424可以具有针对红外光波长的第二反射率。可选择第一及第二低辐射涂层222与224、322与324、422与424，使得第一反射率与第二反射率的平均值为至少临界值百分比。该临界值百分比可为85％、90％、95％、或其他合适的百分比。

图2至图4中分别示出的第三玻璃层206、306、406可使用熔融工艺制造，但范例实施例不限于此方面。相对低的厚度变化及相对高的平坦度可为熔融工艺的固有特征。因此，利用熔融工艺可避免研磨及抛光玻璃的需要，这些为传统玻璃制造工艺中的习知步骤。

由上文参考图2至图4提到的法布里-珀罗标准具226、326、及426形成的任何带通滤波器的指定频率通带，可包含在6GHz至80GHz的频率范围内的至少一个频率。举例而言，指定频率通带可包含20GHz至80GHz、28GHz至80GHz、或28GHz至60GHz的频率范围中的至少一个频率。因此，指定频率通带可包含28GHz、37GHz、39GHz、及/或60GHz。在范例实施方式中，指定频率通带包含28GHz至60GHz的频率范围。在另一范例实施方式中，指定频率通带包含6GHz至80GHz的频率范围。在范例实施例中，法布里-珀罗标准具226、326、或426中的至少一者配置成，使具有频率在6GHz至80GHz范围内的信号具有小于或等于70dB衰减，该衰减是因信号行进至少100米并穿过相应窗户结构200、300、或400而产生。

应当注意，可基于哪个设计标准对于给定使用情况为最重要的，来选择各个相应法布里-珀罗标准具226、326及426中的第三玻璃层206、306、及406的厚度。举例而言，尽管法布里-珀罗标准具226、326、426可能对入射角变化更敏感并且具有更窄的通带，但具有相对较厚的第三玻璃层206、306、406(例如，在0.5mm至3.0mm、或0.5mm至2.5mm的范围内)可产生具有更大的透射率(例如，≥90％)的法布里-珀罗标准具226、326、426。举例而言，针对通带中的至少一个频率(例如，28GHz、37GHz、39GHz、或60GHz中的至少一个频率)，第三玻璃层206、306、406的透射率可为钠钙玻璃的至少九倍或十倍。因此，相对较厚的第三玻璃层206、306、406可能更适合于直线性应用，在这些应用中目标波形的入射角接近于垂直第三玻璃层206、306、406的第一及/或第二表面(例如，相对于法线小于10度或20度的临界值角度)。相对较厚的第三玻璃层206、306、406可能更适合于需要相对较高的透射率或属于相对窄的频带的应用。

在利用较厚的第三玻璃层206、306、406的一些范例实施例中，法布里-珀罗标准具206、306、406可配置成，使得(a)第三玻璃层206、306、406在通带中的指定频率处的通透率的平方，与(b)第三玻璃层206、306、406的厚度的乘积等于对应于带通滤波器的中心频率的波长的约一半(或其整数倍)。在一些范例实施例中，第三玻璃层206、306、406的厚度(例如，针对60GHz的目标频率)为约1.2mm的整数倍、(例如，针对39GHz的目标频率)为约1.7mm的整数倍、(例如，针对37GHz的目标频率)为约1.8mm的整数倍、或(例如，针对28GHz的目标频率)为约2.5mm的整数倍。

另一方面，具有相对较薄的第三玻璃层206、306、406(例如，在10μm至500μm、或20μm至200μm、或50μm至100μm的范围内)，可致使法布里-珀罗标准具226、326、426受入射角的更小影响并且具有更宽的通带，但法布里-珀罗标准具226、326、426可具有较小的透射率(例如，≤10％)。举例而言，法布里-珀罗标准具226、326、426可不受(例如，独立于(agnostic to))带通滤波器的通带中的频率的入射角的影响。因此，相对较薄的第三玻璃层206、306、406可能更适合于目标波形的入射角有大程度的变化、或者目标频率覆盖5G频率范围(例如，28GHz至60GHz或更宽)的绝大部分(例如，全部)的应用。

无论第三玻璃层206、306、406的厚度如何，第三玻璃层206、306、406可制造成，具有小于临界值变化的厚度变化。举例而言，第三玻璃层206、306、406的厚度可有不大于20μm或不大于10μm的变化。通过控制第三玻璃层206、306、406的厚度变化，可控制带通滤波器的中心频率的变化。举例而言，第三玻璃层206、306、406可配置成，使带通滤波器的中心频率变化小于1.0％或小于0.5％。

将认知到，图2至图4示出的窗户结构200、300、及400中的每一个可不包含其中示出的一个或多个部件。此外，窗户结构200、300、及400中的每一个可包含除了其中示出的部件之外或代替其中示出的部件的部件。举例而言，窗户结构200、300、及400中的任何一个可包含一个或多个额外玻璃层、低辐射涂层、空腔、填充空腔的气体、黏合剂等。

现在将更详细地论述一些范例实施例的技术方面。首先将论述第三玻璃层206、306、406相对较厚的实施例，随后是第三玻璃层206、306、406相对较薄的实施例。

图5为具有根据实施例的法向微波信号528入射角的范例法布里-珀罗标准具500的剖面图。如图5所示，法布里-珀罗标准具500包含具有一厚度d的玻璃层516。第一低辐射涂层522及第二低辐射涂层524皆形成在玻璃层516的相对面上。第一低辐射涂层522及第二低辐射涂层524分别具有反射率R1及R2。T(

)表示经由法布里-珀罗标准具500的电磁波(例如，微波信号528)的传输。传输T(/>

)可通过以下等式定义：

其中α为衰减系数，可通过下式表示：

b.

其中tan(δ)为玻璃层516的介电损耗正切，并且其中

c.

其中f为微波频率，

为玻璃层516的折射率，

ε_r为玻璃层516的折射率，

c是真空中的光速，

θ为玻璃层516处的入射角，及

R1及R2为各自相应的第一低辐射涂层522及第二低辐射涂层524的反射率系数(0-100％)。

若R＝R1＝R2，并且衰减系数α为零，则等式1变为

其中由法布里-珀罗标准具500形成的带通滤波器的精细系数可通过下式表示：

当等式3中的nd达到λ/2时，法布里-珀罗标准具526的透射率T(

)达到最大值，其中λ为波长。

图6为根据实施例，图5示出的法布里-珀罗标准具526作为频率的函数的范例透射光谱的曲线图600。在图6中，基于非限制性说明的目的，共振频率被示为28GHz。将认知到，法布里-珀罗标准具526可配置成具有任何合适的共振频率。图6中的曲线图示出了当R＝0.9时，在26GHz至30GHz的频率范围内的传输。该相对低的反射率值致使相当宽的通带滤波器功能，使得3dB水平的宽度(即，图中的0.5的透射率)为约1GHz，如图6所示。举例而言，法布里-珀罗标准具可设计成，具有宽度大于或等于约1GHz(例如，大于或等于0.8GHz)的3dB水平。将法布里-珀罗标准具526设计成，在3dB水平具有约1GHz宽度的通带滤波器功能，与分配给5G使用的预期0.8GHz频谱一致。

在一个范例实施例中，法布里-珀罗标准具526的玻璃层516为EXG^TM玻璃。用EXG^TM玻璃制造玻璃层516具有双重的优点。首先，与现有的钠钙玻璃(ε＝7.7)相比，EXG^TM玻璃的相对低的介电常数(ε＝5.27)使得玻璃层516更薄。其次，EXG^TM玻璃的相对较低的厚度变化，使带通滤波器的中心频率能精确调节到所选的微波目标频率。第二个优点在图7中示出，图7为根据实施例，示出了将共振调节到目标频率所需的钠钙玻璃(SLG)及EXG^TM玻璃的厚度的曲线图700。如图7所示，EXG^TM玻璃的厚度变化Δd小于SLG的厚度变化，致使EXG^TM玻璃表现出比SLG更低的中心频率变化Δf₀。图7示出的厚度变化及频率变化并非按比例尺绘制的，并且仅出于说明性目的而提供。

可使用以下等式计算中心频率的变化：

其中f为中心频率。EXG^TM玻璃的厚度变化Δd为约10μm，SLG的厚度变化至少高10倍(即，至少100μm)。因此，EXG^TM玻璃的中心频率变化f为约0.4％；然而，SLG的共振位置(即，中心频率)可偏移多达3.55％。通带滤波器的中心频率的偏移将致使微波信号的损耗增加。还应当注意，SLG需要比EXG^TM玻璃更大的厚度，此增加了重量。

A.损耗正切的影响

对于R＝R1＝R2且θ＝0°而言，等式1中的最大传输可被写成如下：

图8为根据实施例，示出针对0.02及0.008的各自相应介电损耗正切，作为涂层反射率的函数，SLG及EXG^TM玻璃在共振频率28GHz下的最大遮蔽效果(SEmax)的范例曲线图800。遮蔽效果使用以下等式计算：

SE(dB)＝-10log(Tmax) (等式8)

如图8所示，与SLG相比，单个银基涂层为EXG^TM玻璃的遮蔽效果提供1.5dB的改进。与SLG相比，双银基涂层在使用EXG^TM玻璃时提供2dB的改进。与SLG相比，三银基涂层为EXG^TM玻璃提供了超过3dB的改进。窗户产业倾向于提供甚至更高性能的低辐射涂层(即，更高的反射率)以改善窗户的热性能。通过使用EXG^TM玻璃，低介电损耗正切将使标准SLG的微波信号提高3dB。

B.入射角(AOI)的影响

图9为根据实施例，示出入射角(即，相对于法线入射的角度)对各种涂层反射率(R＝R1＝R2)的遮蔽效果的影响的范例曲线图900。在图9的实施例中，谐振频率f₀为28Ghz，其中EXG^TM玻璃作为电介质。假设在低辐射涂层处的反射器吸收对于微波为可忽略的。若允许信号衰减达到最大值10dB(为入射信号的约10％)，则曲线900显示，对于R＝70％及R＝85％而言，带通滤波器截获100％的入射角(0至90°)。对于R＝90％而言，入射角大于55°将导致超过最大信号衰减。对于R＝99％而言，入射角大于13°将导致超过最大信号衰减。

图10为根据实施例，范例法布里-珀罗标准具1000的剖面图，其中微波信号1028的入射角并非垂直入射。法布里-珀罗标准具1000包含玻璃层1016及在玻璃层1016的相对面上的低辐射涂层1022及1024。提供图10是为了说明微波信号1028的反射及透射，微波信号1028以一角度i入射在法布里-珀罗标准具1000上。

图11为根据实施例，示出在各种入射角下，具有(针对28GHz最佳化的)2.33mm的厚度的EXG^TM玻璃的透射率的范例曲线图1100。如图11所示，除零以外的入射角，对穿过法布里-珀罗标准具的透射率产生负面影响。对于图11示出的曲线而言，EXG^TM玻璃层的各个面上的低辐射涂层的反射率设定成90％，并且归因于EXG^TM玻璃层的相对低的厚度d而致使的损耗被忽略。法布里-珀罗标准具的通带传递函数以不为零的入射角偏移，使得相对较大的入射角致使相对较大的偏移。应当注意，尽管有这种偏移，当两个低辐射涂层的表面独立地作用时，穿过法布里-珀罗标准具的传输损耗优于最大损耗(即，10×log((1-R)²))。在此情况中，10％致使20dB损耗。

应当注意，对于10μm黑体(BB)辐射，法布里-珀罗标准具可作为两个独立的红外光镜，此乃归因于由于BB光谱的宽光谱性质而使BB辐射具有低干扰性，并且因为在d＝2.33mm的空腔中，同调长度为～λ²/Δλ＝10μm²/10μm＝10μm的10μm辐射同调干扰(导致通带传输功能的相长或相消)为不可能的。因此，BB辐射将面临两个反射表面，每个反射表面具有90％的反射率(即，仅穿过1％的BB 10μm辐射)，并且低辐射涂层将有助于提高窗户的能量效率。

C.双窗格层窗户设计

双窗格层设计可能有数个实施方式。在第一实施方式中，涂覆有低辐射涂层的EXG^TM玻璃层具有与三窗格层设计中相同的厚度d，可附接到第一窗格层的面向空腔的表面或第二窗格层的面向空腔的表面，如图3至图4所示。在此实施方式中，通带功能类似于三窗格层设计的通带功能，其范例在图2中示出。

在第二种实施方式中，法布里-珀罗标准具的玻璃层相对地薄(例如，d<<1mm)。举例而言，玻璃层可具有约0.7mm的厚度。根据第二种实施方式，玻璃层的厚度可尽可能地薄，同时保持机械完整性，而非为了在最大透射率下调谐法布里-珀罗标准具而选择非常特定厚度的玻璃层。应当注意，选择非常薄的玻璃层并在该玻璃层的两侧沉积低辐射涂层，提供了大于该透射系数的透射系数，该透射系数是由具有反射率R₁及R₂的两个反射表面产生的(即，传输优于(1-R₁)*(1-R₂))。根据第二种实施方式，薄玻璃层附接(例如，镶(glazed))到具有较大玻璃厚度的玻璃层中的一个。

使用等式4，可使用以下不等式建立玻璃层最大厚度的条件：

其中

/2由等式3给出。在近似值R₁＝R₂及1/(1-R)²>>1中，当以下不等式有效时，可容易地获得厚度d的条件。

对于EXG^TM玻璃而言，等式10中的厚度d小于或等于220μm。

图12为根据实施例，示出作为频率的函数，具有50μm厚度的EXG^TM玻璃层的透射率的范例曲线图1200。曲线图1200包含对应于0°、10°、20°、30°入射角的多条曲线。图13为示出根据实施例的法布里-珀罗标准具作为频率的函数的透射率的范例曲线图1300，该法布里-珀罗标准具含有厚度为50μm的EXG^TM玻璃层，在EXG^TM玻璃层的相对表面上具有低辐射涂层。根据图13的实施例，为了说明的目的，每个低辐射涂层具有90％的反射率。曲线图1300包含对应于0°、10°、20°、30°入射角的多条曲线。

法布里-珀罗标准具的最大损耗为10×log(1/F)＝-20dB。因此，最大损耗的曲线未在图12及图13中示出。应当注意，图12及图13中所示的曲线为相当地光均一化(spectrally flat)，并且在所列的入射角中的每一个处的透射率大于在所示的26GHz至30GHz的频带上的法布里-珀罗标准具的最大损耗。从图12及图13中可以看出，法布里-珀罗标准具对入射角的依赖性(dependence)非常不显著(slow)。

与具有相对厚的玻璃层的法布里-珀罗标准具的实施例相比，具有相对薄的玻璃层的法布里-珀罗标准具的实施例具有多种优点。首先，具有相对薄的玻璃层的实施例的透射功能变得对频率不具依赖性(independence)。在d→0的渐近极限中的等式9，显示了频率而非尖锐的“通带”函数的

行为。μ在此计算中为一个相对较小的参数。

其次，传输功能对入射角的依赖性变得更少，此可免除将客户端设备定位于窗户后面的需要(也可从上面的等式看出)。此优点在图14中示出，其中示出了根据实施例，在28GHz的目标频率下，作为一系列玻璃厚度的入射角的函数的EXG^TM玻璃层的透射率的范例曲线图。图14示出了对应于电磁波波长的1/2的玻璃厚度的第一曲线1402、对应于100μm的玻璃厚度的第二曲线1404、及对应于50μm的玻璃厚度的第三曲线1406。如图14所示，与相对较厚的玻璃层(即，曲线1402)相比，透射率受相对薄的玻璃层(即，曲线1404及1406)的入射角的影响小得多。

应当注意，本文所述的参考双窗格层设计的法布里-珀罗标准具结构，可通过将法布里-珀罗标准具黏合到三窗格层设计中任何窗格层的面向空腔的表面，从而结合到三面板设计中。

为了进一步说明玻璃厚度对遮蔽效果SE(dB)及透射率T(％)的影响，作为范例曲线图1500及1600提供了图15及图16，其示出根据实施例，在各自相应的目标频率28GHz和60GHz下入射角为0°时，包含相对薄的玻璃层及具有90％反射率的低辐射涂层的法布里-珀罗标准具的滤波器响应。在图15中，曲线1502及1504分别表示SLG及EXG^TM玻璃在10至200μm的玻璃厚度范围内的遮蔽效果。曲线1512及1514分别表示SLG及EXG^TM玻璃跨一系列厚度范围的透射率。在图16中，曲线1602及1604分别表示SLG及EXG^TM玻璃跨一系列厚度范围的遮蔽效果SE(dB)。曲线1612及1614分别表示SLG及EXG^TM玻璃跨一系列厚度范围的透射率T(％)。

5G供应商可能会使用不同的频段。举例而言，Verizon可能使用28GHz，而AT&T可能使用39GHz。因此，考虑到窗户的寿命通常估计为20年，使法布里-珀罗标准具的带通滤波器独立于频率(frequency agnostic)可能为有益的。

等式1示出了当厚度d趋向0mm时，透射率

趋向100％(即，朝向0dB的SE(dB))。使用50μm滤波器时，60Ghz的最大信号衰减可能为10dB，28Ghz时的最大信号衰减可能为4-5dB。EXG^TM玻璃比SLG增益1dB，此为不可忽视的。

如上所述，通过使用20μm至100μm范围内的玻璃厚度，可实现独立于频率的窗户(例如，从20GHz至60GHz)，最大增益为10dB。同样地，玻璃层的相对较小的厚度可能导致法布里-珀罗标准具也独立于入射角(incidence angle agnostic)。基于功能性目的并且由于相对薄的玻璃层的弱刚度，可根据上文关于图3描述的双窗格层实施例，将玻璃层层压到较厚的玻璃片上。

E.使用的范例方法

图17为描绘根据实施例的用于使用具有第一、第二、及第三玻璃层的窗户结构的范例方法的流程图1700。举例而言，流程图1700可通过各自相应的图2至图4中所示的窗户结构200、300、及400中的任何一个来执行。为了说明的目的，将参考各自相应的图2至图5及图10中所示的法布里-珀罗标准具226、326、426、500、或1000来描述流程图1700。基于关于流程图1700的论述，其他结构及操作实施例对于相关领域熟习技术者将为显而易见的。

如图17所示，流程图1700的方法始于步骤1702。在步骤1702中，于法布里-珀罗标准具处的红外线辐射被接收，所述标准具由第三玻璃层形成，并且进一步由经由第一玻璃层，在第三玻璃层的各自相应的第一及第二相对表面上的第一及第二低辐射涂层形成。在范例实施方式中，法布里-珀罗标准具226、326、426、500、或1000接收红外线辐射。

在范例实施例中，在步骤1702接收红外线辐射包含，经由第一玻璃层以及形成在第一玻璃层及第三玻璃层之间的密封充气腔，接收所述法布里-珀罗标准具处的红外线辐射。

在步骤1704，使用第一及第二低辐射涂层衰减红外线辐射。在范例实施方式中，第一及第二低辐射涂层222与224、322与324、422与424、522与524、或1022与1024衰减红外线辐射。

在步骤1706，频率在6吉赫至80吉赫频率范围内的信号是经由第一玻璃层在法布里-珀罗标准具处接收。在范例实施方式中，法布里-珀罗标准具226、326、426、500、或1000接收频率在6吉赫至80吉赫的频率范围内的信号。

在步骤1708，至少部分地基于具有包含频率的指定频率通带的带通滤波器，将信号传递穿过带通滤波器及第三玻璃层。在范例实施方式中，由法布里-珀罗标准具226、326、426、500、或1000及第三玻璃层216、316、416、516、或1016形成的带通滤波器，至少部分地基于具有包含频率的指定频率通带的带通滤波器来传递信号。

在范例实施例中，在步骤1708，至少部分地基于包含频率的带通滤波器的指定频率通带，将信号传递穿过带通滤波器、在第二玻璃层与第三玻璃层之间形成的密封充气腔、及第三玻璃层。

在一些范例实施例中，可不执行流程图1700的一个或多个步骤1702、1704、1706、及/或1708。此外，可执行除步骤1702、1704、1706、及/或1708之外或代替步骤1702、1704、1706、及/或1708的步骤。

E.一些范例益处的量化

范例实施例可改善使用低辐射涂层的窗户结构的透射系数，否则(即，没有本文所述的法布里-珀罗标准具)将表现出20至30dB的微波损耗。在本文所述的许多个范例实施例中，具有90％的反射率(即，10％的透射率)的低辐射涂层已被用于非限制性说明性目的。应当理解，低辐射涂层可具有任何合适的反射率。两个具有90％反射率并且分开任意距离的低辐射涂层将导致1％的组合透射率(即，信号将遭受20dB的损耗)。

已经提出了包含法布里-珀罗标准具(例如，法布里-珀罗空腔滤波器)的各种范例窗户结构以增加目标频带中的传输。尽管半波长法布里-珀罗空腔可具有有限的带宽及锐角依赖性，如图14中的曲线1402所示，但是通过使用由厚度为2.33mm的EXG^TM玻璃形成的如此半波长法布里-珀罗空腔可实现最大的透射率。或者，空腔可通过相对薄的玻璃(例如，厚度为50μm或100μm的EXG^TM玻璃层)形成。厚度为50μm的EXG^TM玻璃表现为在28GHz下的损耗小于5dB。厚度为100μm的EXG^TM玻璃表现为在28GHz下的损耗小于9dB。两个厚度的损耗相对独立于入射角及目标频率，如图14中的曲线1404及1406所示。因此，在法布里-珀罗标准具的设计中应考虑20-5＝15dB及20-9＝11dB的损耗降低(例如，其潜在优点)的影响。出于论述的目的，可选择该两个值之间的中间的损耗降低(即，13dB)。应当注意，选择13dB仅是为了说明的目的，而非限制性的。可选择任何合适的损耗降低。

为了提供定量估计，描述链路损耗预算的概念及传播距离、窗户损耗、与可实现的数据速率之间的相互作用可为有益的。图18为根据实施例的范例微波链路1800的简图。如图18所示，微波链路1800包含发射器1842、接收器1844、及窗户1846。发射器1842与接收器1844分开距离D，微波链路1800的链路损耗预算可使用以下链路损耗预算等式表示：

P_TX+A_TX–PL_FS–PL_W+A_RX＝S_RX (等式11)

等式11规定接收器功率(S_RX)等于发射器功率(P_TX)减去所有穿过的损耗(PL_FS、PL_W)加上天线增益(A_TX、A_RX)。PL_FS表示自由空间传播损耗(即，穿过发射器1842与窗户1846之间的自由空间的损耗)。PL_W表示窗户损耗(即，穿过窗户1846的损耗)。A_TX表示发射器天线的增益。A_RX表示接收器天线的增益。为简单起见，假设除自由空间传播损耗与窗户损耗之外没有损耗机制。自由空间传播损耗可通过以下等式表示：

图19为根据实施例，各种频率的自由空间传播损耗(PL_FS)相对于距离的范例曲线图1900。如图19所示，每增加一倍距离，传播损耗PL_FS增加6dB。由于窗户损耗及自由空间传播损耗从等式11中的发射器功率中减去，因此窗户损耗降低13dB将使链路增长至少4倍。换言之，窗户损耗的这些降低将使得发射器1842与接收器1844之间的距离D能够变成四倍，此乃因窗户损耗的13dB降低可适应因距离D变成四倍而致使的自由空间传播损耗的12dB增加。因此，本文描述的范例实施例可在理论上使传播距离增加4倍。在实际的现场部署中，距离的增加将不可避免地与导入其他损耗(例如，树叶及由于水(例如，雨)吸收)同时发生，此可能减少实际可实践的距离增加。

即使不增加距离，也可实现较低窗户损耗PL_W的另一个好处。具有信噪比(SNR)的频道中的最大可达成数据速率，即信号功率P_sig与噪音功率P_N的比率，通过众所周知的香农公式表示：

等式13显示在接收器1844处具有较高P_sig能够实现更高的SNR，此继而来允许更高的数据速率B。数量B/Δf被称作频谱效率(SE)，并且等式13可被重写如下：

SE＝log₂(1+SNR) (等式14)

不能使用等式12决定比特率的增加，此乃因此增加取决于起始SNR(即，窗户没有增强的微波穿透性)。因此，可针对特定情况描述比特率的增加，其中假设链路可在频谱效率为6(对应于微波链路常见的QAM-64调节格式)操作，此需要SNR＝18。SNR增加18dB，致使接收器的SNR＝18+13＝31dB，使频谱效率达到10b/s/Hz，此相当于将频谱效率及频道容量提高了66％。应当注意，即使等式14显示了实际硬体中的最大可实践频谱效率，但由于其实践所需的调节格式的复杂性，可能无法实现非常高的频谱效率。

尽管如此，根据本文所述的技术用微波穿透窗户替换传统窗户可(a)假设除了自由空间传播损耗及窗户损耗之外没有其他损耗源时，使得从5G发射器到接收器的距离增加4倍，并且(b)将通讯频道中的数据速率提高多达66％。

图20为根据实施例，在5G链路中使用的一些常见调节格式，以及在接收器处的对应的最大频谱效率及最小所需信噪比(SNR)的范例表格。

图21为根据实施例，接收器功率(即，接收器处的信号功率)相对于距三个范例窗户的发射天线的距离的范例曲线图2100。入射到接收器的信号具有60GHz的频率。为了说明的目的，接收器包含天线增益为30dBi且有效全向辐射功率(EIRP)为40dBm的天线。信号需要具有大于或等于-60dB的灵敏度临界值的功率，以便被天线侦测到。灵敏度临界值由线2102表示。曲线2104表示在距发射天线不同距离处的(例如，不穿过窗户)自由空间中的信号功率。如图21所示，在达到灵敏度临界值之前，信号可在自由空间中行进约375m。

曲线2106表示信号穿过具有约-15dB的第一窗户损耗的第一窗户(即，窗户#1)时的功率。当第一个窗户距离发射天线约125m时，该信号在穿过第一个窗户后具有约-60dB的功率。因此，为了使被侦测的信号能穿过第一窗户，125m为第一窗户距发射天线的最大距离。

曲线2108表示信号穿过具有约-20dB的第二窗户损耗的第二窗户(即，窗户#2)时的功率。当第二个窗户距离发射天线约85m时，该信号在穿过第二个窗户后具有约-60dB的功率。因此，为了使被侦测的信号能穿过第二窗户，85m为第二窗户可距发射天线的最大距离。

曲线2110表示信号穿过具有约-30dB的第三窗户损耗的低热辐射率(也称作低辐射)涂覆窗户时的功率。当低辐射涂层窗户距离发射天线约50m时，该信号在穿过低辐射涂层窗户后具有约-60dB的功率。因此，为了使被侦测的信号能穿过低辐射涂层窗户，50m为低辐射涂层窗户可距发射天线的最大距离。

期望降低窗户损耗量以增加发射天线与接收天线之间的距离(例如，基地台可距家庭的距离)，使用更少的基地台等。通过利用具有如本文所述的法布里-珀罗标准具的窗户结构，具有6GHz至80GHz范围内的频率的信号可具有小于或等于-70dB的衰减，该衰减是因信号行进至少临界值距离并穿过窗户结构而导致的。举例而言，临界值距离可为100m、125m、或150m。

Ⅲ.一些范例实施例的进一步论述

第一范例窗户结构包括第一、第二、及第三玻璃层。第三玻璃层位于第一及第二玻璃层之间。第一及第二低热辐射率涂层在第三玻璃层的各自相应的第一及第二相对表面上，以形成法布里-珀罗标准具，所述标准具配置成带通滤波器，所述带通滤波器具有指定频率通带，所述指定频率通带包含在6吉赫至80吉赫的频率范围内的至少一个频率。

在第一范例窗户结构的第一方面中，第三玻璃层位于第一及第二玻璃层之间，以形成在第一玻璃层与第三玻璃层之间的第一空腔，及形成第二玻璃层与第三玻璃层之间的第二空腔。

在第一范例窗户结构的第二方面中，第一表面及第一玻璃层之间的距离短于第二表面及第一玻璃层之间的距离。根据第二方面，第一玻璃层黏合至第一低热辐射率涂层。再根据第二方面，第三玻璃层位于第一及第二玻璃层之间，以形成第二玻璃层及第三玻璃层之间的空腔。再根据第二方面，第一玻璃层配置成当安装窗户结构时，面向建筑物的外部。再根据第二方面，第二玻璃层配置成当安装窗户结构时，面向建筑物的内部。第一范例窗户结构的第二方面可结合第一范例窗户结构的第一方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在第一范例窗户结构的第三方面中，第一表面及第一玻璃层之间的距离短于第二表面及第一玻璃层之间的距离。根据第三方面，第三玻璃层位于第一及第二玻璃层之间，以形成第一玻璃层及第三玻璃层之间的空腔。再根据第三方面，第二玻璃层黏合至第二低热辐射率涂层。再根据第三方面，第一玻璃层配置成当安装窗户结构时，面向建筑物的外部。再根据第三方面，第二玻璃层配置成当安装窗户结构时，面向建筑物的内部。第一范例窗户结构的第三方面可结合第一范例窗户结构的第一及/或第二方面来实践，但范例实施例不限于此方面。

在第一范例窗户结构的第四方面中，对于28吉赫、37吉赫、39吉赫或60吉赫中的至少一者而言，第三玻璃层的透射性为钠钙玻璃的至少九倍。第一范例窗户结构的第四方面可结合第一范例窗户结构的第一、第二、及/或第三方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在第一范例窗户结构的第五方面中，(a)第三玻璃层在至少一个频率中包含的指定频率的通透率的平方，与(b)第三玻璃层的厚度的乘积，等于对应于带通滤波器的中心频率的波长的约一半。第一范例窗户结构的第五方面可结合第一范例窗户结构的第一、第二、第三、及/或第四方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在第一范例窗户结构的第六方面中，带通滤波器的指定频率通带包含从28吉赫至80吉赫的频率范围中的至少一个频率。第六范例窗户结构的第一方面可结合第一范例窗户结构的第一、第二、第三、第四、及/或第五方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在第一范例窗户结构的第七方面中，带通滤波器的指定频率通带包含28吉赫、37吉赫、39吉赫、或60吉赫中的至少一者。第一范例窗户结构的第七方面可结合第一范例窗户结构第一、第二、第三、第四、第五、及/或第六方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在第一范例窗户结构的第八方面中，带通滤波器的指定频率通带包含从28吉赫至60吉赫的频率范围。第一范例窗户结构的第八方面可结合第一范例窗户结构的第一、第二、第三、第四、第五、第六、及/或第七方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在第一范例窗户结构的第九方面中，带通滤波器的指定频率通带包含从6吉赫至80吉赫的频率范围。第一范例窗户结构的第九方面可结合第一范例窗户结构的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、及/或第八方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在第一范例窗户结构的第十方面中，第三玻璃层具有小于或等于20微米的的最大厚度变化。第一范例窗户结构的第十方面可结合第一范例窗户结构的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、及/或第九方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在第一范例窗户结构的第十一方面中，第三玻璃层具有小于或等于10微米的最大厚度变化。第一范例窗户结构的第十一方面可结合第一范例窗户结构的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、及/或第十方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在第一范例窗户结构的第十二方面中，第三玻璃层具有0.5毫米至3.0毫米范围内的厚度。第一范例窗户结构的第十二方面可结合第一范例窗户结构的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、及/或第十一方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在第一范例窗户结构的第十三方面中，第三玻璃层具有的厚度为约1.2毫米的整数倍、为约1.7毫米的整数倍、为约1.8毫米的整数倍、或为约2.5毫米的整数倍。第一范例窗户结构的第十三方面可结合第一范例窗户结构的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、及/或第十二方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在第一范例窗户结构的第十四方面中，第三玻璃层具有10微米至500微米范围内的厚度。第一范例窗户结构的第十四方面可结合第一范例窗户结构的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、及/或第十三方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在第一范例窗户结构的第十五方面中，带通滤波器的频率响应不受具有所述指定频率通带中的频率的信号的入射角的影响。第一范例窗户结构的第十五方面可结合第一范例窗户结构的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、及/或第十四方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在第一范例窗户结构的第十六方面中，第三玻璃层配置成，使带通滤波器的中心频率变化小于1.0％。第一范例窗户结构的第十六方面可结合第一范例窗户结构的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、及/或第十五方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在第一范例窗户结构的第十七方面中，第三玻璃层配置成，使带通滤波器的中心频率变化小于0.5％。第一范例窗户结构的第十七方面可结合第一范例窗户结构的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五、及/或第十六方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在第一范例窗户结构的第十八方面中，第三玻璃层具有小于0.01的介电损耗正切。第一范例窗户结构的第十八方面可结合第一范例窗户结构的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五、第十六、及/或第十七方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在第一范例窗户结构的第十九方面中，第三玻璃层具有小于0.006的介电损耗正切。第一范例窗户结构的第十九方面可结合第一范例窗户结构的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五、第十六、第十七、及/或第十八方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在第一范例窗户结构的第二十方面中，所述窗户结构能够使用现有的窗户处理技术制造。根据第二十方面，法布里-珀罗标准具与现有的窗户结构相容。第一范例窗户结构的第二十方面可结合第一范例窗户结构的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五、第十六、第十七、第十八、及/或第十九方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在第一范例窗户结构的第二十一方面中，带通滤波器具有大于或等于约一吉赫的3dB带宽。第一范例窗户结构的第二十一方面可结合第一范例窗户结构的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五、第十六、第十七、第十八、第十九、及/或第二十方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在第一范例窗户结构的第二十二方面中，第一低热辐射率涂层及第二低热辐射率涂层分别具有针对红外线波长的第一及第二反射率。根据第二十二方面，第一反射率及第二反射率的平均值为至少85％。第一范例窗户结构的第二十二方面可结合第一范例窗户结构的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五、第十六、第十七、第十八、第十九、第二十、及/或第二十一方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在第一范例窗户结构的第二十三方面中，第一低热辐射率涂层及第二低热辐射率涂层分别具有针对红外线波长的第一及第二反射率。根据第二十三方面，第一反射率及第二反射率的平均值为至少90％。第一范例窗户结构的第二十三方面可结合第一范例窗户结构的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五、第十六、第十七、第十八、第十九、第二十、第二十一、及/或第二十二方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在第一范例窗户结构的第二十四方面中，第一低热辐射率涂层及第二低热辐射率涂层分别具有针对红外线波长的第一及第二反射率。根据第二十四方面，第一反射率及第二反射率的平均值为至少95％。第一范例窗户结构的第二十四方面可结合第一范例窗户结构的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五、第十六、第十七、第十八、第十九、第二十、第二十一、第二十二、及/或第二十三方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在第一范例窗户结构的第二十五方面中，法布里-珀罗标准具配置成，使频率在6吉赫至80吉赫范围内的信号具有小于或等于70dB的衰减，所述衰减是因信号行进至少100米并穿过窗户结构而导致。第一范例窗户结构的第二十五方面可结合第一范例窗户结构的第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五、第十六、第十七、第十八、第十九、第二十、第二十一、第二十二、第二十三、及/或第二十四方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

第二范例窗户结构包括第一、第二、及第三玻璃层。第一及第二玻璃层中的每一个包括钠钙玻璃。第三玻璃层具有第一表面及第二表面、小于2.5毫米的厚度、小于10微米的厚度变化、以及小于0.01的介电损耗正切。第三玻璃层位于第一及第二玻璃层之间，以形成第一玻璃层及第三玻璃层之间的空腔。第二范例窗户结构进一步包括第三玻璃层的第一表面上的第一涂层及在第三玻璃层的第二表面上的第二涂层。第一及第二涂层包括各自相应的反射低辐射涂层。第三玻璃层与第一及第二涂层组合形成法布里-珀罗标准具，所述标准具配置成带通滤波器，所述带通滤波器具有指定频率通带，所述指定频率通带包含在20吉赫至80吉赫的频率范围内的至少一个频率。

在第二范例窗户结构的第一方面中，第三玻璃层位于第一及第二玻璃层之间，以进一步形成第二玻璃层及第三玻璃层之间的第二空腔。

在第二范例窗户结构的第二方面中，对于28吉赫、37吉赫、39吉赫或60吉赫中的至少一者而言，第三玻璃层被配置为透射性为钠钙玻璃的至少十倍。第二范例窗户结构的第二方面可结合第二范例窗户结构的第一方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在第二范例窗户结构的第三方面中，(a)第三玻璃层在至少一个频率中包含的指定频率的通透率的平方，与(b)第三玻璃层的厚度的乘积，等于对应于带通滤波器的中心频率的波长的约一半。第二范例窗户结构的第三方面可结合第二范例窗户结构的第一及/或第二方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在第二范例窗户结构的第四方面中，带通滤波器的指定频率通带包含从28吉赫至60吉赫的频率范围。第二范例窗户结构的第四方面可结合第二范例窗户结构的第一、第二、及/或第三方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在第二范例窗户结构的第五方面中，带通滤波器具有大于或等于0.8吉赫的3dB带宽。第二范例窗户结构的第五方面可结合第二范例窗户结构的第一、第二、第三、及/或第四方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在第二范例窗户结构的第六方面中，各自相应的第一及第二涂层中的低辐射涂层分别具有针对红外光波长的第一及第二反射率。根据第六方面，第一反射率及第二反射率的平均值为至少90％。第二范例窗户结构的第六方面可结合第二范例窗户结构的第一、第二、第三、第四、及/或第五方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

在使用具有第一、第二、及第三玻璃层的窗户结构的范例方法中，于法布里-珀罗标准具处接收红外线辐射，标准具由第三玻璃层形成，并且进一步由经由第一玻璃层，在第三玻璃层的各自相应第一及第二相对表面上的第一及第二低热辐射率涂层形成。使用第一及第二低热辐射率涂层衰减红外线辐射。频率在6吉赫至80吉赫频率范围内的信号是经由第一玻璃层在法布里-珀罗标准具处接收。至少部分地基于具有包含频率的指定频率通带的带通滤波器，将信号传递穿过带通滤波器及第三玻璃层。

在范例方法的第一方面中，接收红外线辐射包括，经由第一玻璃层以及形成在第一玻璃层及第三玻璃层之间的密封充气腔，来接收所述法布里-珀罗标准具处的红外线辐射。

在范例方法的第二方面中，使信号穿过带通滤波器包括至少部分地基于包含频率的带通滤波器的指定频率通带，将信号传递穿过带通滤波器、在第二玻璃层与第三玻璃层之间形成的密封充气腔、及第三玻璃层。范例方法的第二方面可结合范例方法的第一方面来实施，但范例实施例不限于此方面。

Ⅳ.结论

尽管用结构特征及/或动作专用的语言描述了本案标的，但是应当理解，所附权利要求书中定义的标的不必限于上述特定特征或动作。反之，上面描述的特定特征及动作是作为实施权利要求书的范例公开，并且其他等同特征及动作均意欲落入权利要求书的范畴内。

Claims (34)

1.一种窗户结构，包括：

第一及第二玻璃层；

第三玻璃层，位于所述第一及第二玻璃层之间；及

第一及第二低热辐射率涂层，在所述第三玻璃层的各自相应第一及第二相对表面上，以形成法布里-珀罗标准具，所述标准具配置成带通滤波器，所述带通滤波器具有指定频率通带，所述指定频率通带包含在6吉赫至80吉赫的频率范围内的至少一个频率，

其中所述第一及第二低热辐射率涂层衰减红外线辐射，

其中对于28吉赫、37吉赫、39吉赫或60吉赫中的至少一者而言，所述第三玻璃层的透射率为钠钙玻璃的至少九倍。

2.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述第三玻璃层位于所述第一及第二玻璃层之间，以形成所述第一玻璃层与所述第三玻璃层之间的第一空腔，及形成所述第二玻璃层与所述第三玻璃层之间的第二空腔。

3.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述第一表面与所述第一玻璃层之间的距离短于所述第二表面与所述第一玻璃层之间的距离；

其中所述第一玻璃层黏合至所述第一低热辐射率涂层；

其中所述第三玻璃层位于所述第一及第二玻璃层之间，以形成所述第二玻璃层及所述第三玻璃层之间的空腔；

其中所述第一玻璃层配置成，当安装所述窗户结构时，面向建筑物的外部；及

其中所述第二玻璃层配置成，当安装所述窗户结构时，面向所述建筑物的内部。

4.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述第一表面与所述第一玻璃层之间的距离短于所述第二表面与所述第一玻璃层之间的距离；

其中所述第三玻璃层位于所述第一及第二玻璃层之间，以形成所述第一玻璃层与所述第三玻璃层之间的空腔；

其中所述第二玻璃层黏合至所述第二低热辐射率涂层上；

其中所述第一玻璃层配置成，当安装所述窗户结构时，面向建筑物的外部；及

其中所述第二玻璃层配置成，当安装所述窗户结构时，面向所述建筑物的内部。

5.如权利要求1所述的窗户结构，其中(a)所述第三玻璃层在所述至少一个频率中包含的指定频率下的通透率的平方与(b)所述第三玻璃层的厚度的乘积，等于对应于所述带通滤波器的中心频率的波长的一半。

6.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述带通滤波器的所述指定频率通带包含从28吉赫至80吉赫的频率范围中的至少一个频率。

7.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述带通滤波器的所述指定频率通带包含28吉赫、37吉赫、39吉赫或60吉赫中的至少一者。

8.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述带通滤波器的所述指定频率通带包含从28吉赫至60吉赫的频率范围。

9.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述第三玻璃层具有小于或等于20微米的最大厚度变化。

10.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述第三玻璃层具有小于或等于10微米的最大厚度变化。

11.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述第三玻璃层具有0.5毫米至3.0毫米范围内的厚度。

12.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述第三玻璃层具有的厚度等于1.2毫米的整数倍、1.7毫米的整数倍、1.8毫米的整数倍或2.5毫米的整数倍。

13.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述第三玻璃层具有10微米至500微米范围内的厚度。

14.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述带通滤波器的频率响应不受具有所述指定频率通带中的频率的信号的入射角的影响。

15.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述第三玻璃层配置成造成所述带通滤波器的中心频率变化小于1.0百分比。

16.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述第三玻璃层配置成造成所述带通滤波器的中心频率变化小于0.5百分比。

17.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述第三玻璃层具有小于0.01的介电损耗正切。

18.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述第三玻璃层具有小于0.006的介电损耗正切。

19.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述窗户结构能够使用现有的窗户处理技术制造；及

其中所述法布里-珀罗标准具与现有的窗户结构相容。

20.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述带通滤波器具有大于或等于1吉赫的3dB带宽。

21.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述第一低热辐射率涂层及所述第二低热辐射率涂层分别具有针对红外光波长的第一及第二反射率；及

其中所述第一反射率及所述第二反射率的平均值为至少85%。

22.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述第一低热辐射率涂层及所述第二低热辐射率涂层分别具有针对红外光波长的第一及第二反射率；及

其中所述第一反射率及所述第二反射率的平均值为至少90%。

23.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述第一低热辐射率涂层及所述第二低热辐射率涂层分别具有针对红外光波长的第一及第二反射率；及

其中所述第一反射率及所述第二反射率的平均值为至少95%。

24.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述法布里-珀罗标准具配置成，使具有在6吉赫至80吉赫范围内的频率的信号具有小于或等于70dB的衰减，所述衰减是因所述信号行进至少100米并穿过所述窗户结构产生。

25.一种窗户结构，包括：

第一及第二玻璃层，所述第一及第二玻璃层中的每一个包括钠钙玻璃；

第三玻璃层，具有第一面及第二面、小于2.5毫米的厚度、小于10微米的厚度变化、及小于0.01的介电损耗正切，其中所述第三玻璃层位于所述第一及第二玻璃层之间以形成第一空腔；及

位于所述第三玻璃层的所述第一面上的第一涂层及位于所述第三玻璃层的所述第二面上的第二涂层，所述第一及第二涂层包括各自相应的反射低辐射涂层，所述反射低辐射涂层衰减红外线辐射；

其中所述第三玻璃层与所述第一及第二涂层组合形成法布里-珀罗标准具，所述标准具配置成带通滤波器，所述带通滤波器具有指定频率通带，所述指定频率通带包含在20吉赫至80吉赫的频率范围内的至少一个频率，

其中对于28吉赫、37吉赫、39吉赫或60吉赫中的至少一者而言，所述第三玻璃层的透射率为钠钙玻璃的至少九倍。

26.如权利要求25所述的窗户结构，其中所述第三玻璃层位于所述第一及第二玻璃层之间，以进一步形成所述第二玻璃层及所述第三玻璃层之间的第二空腔。

27.如权利要求25所述的窗户结构，其中对于28吉赫、37吉赫、39吉赫或60吉赫中的至少一者而言，所述第三玻璃层配置为透射率为钠钙玻璃的至少十倍。

28.如权利要求25所述的窗户结构，其中(a)所述第三玻璃层在所述至少一个频率中包含的指定频率下的通透率的平方与(b)所述第三玻璃层的厚度的乘积，等于对应于所述带通滤波器的中心频率的波长的一半。

29.如权利要求25所述的窗户结构，其中所述带通滤波器的所述指定频率通带包含从28吉赫至60吉赫的频率范围。

30.如权利要求25所述的窗户结构，其中所述带通滤波器具有大于或等于0.8吉赫的3dB带宽。

31.如权利要求25所述的窗户结构，其中所述各自相应的第一及第二涂层中的所述低辐射涂层分别具有针对红外光波长的所述第一及第二反射率；及

其中所述第一反射率及所述第二反射率的平均值为至少90%。

32.一种使用窗户结构的方法，所述窗户结构具有第一、第二、及第三玻璃层，所述方法包括：

经由所述第一玻璃层于法布里-珀罗标准具处接收红外线辐射，所述标准具由所述第三玻璃层及进一步由在所述第三玻璃层的各自的所述第一及第二相对表面上的第一及第二低热辐射率涂层形成，所述标准具配置成带通滤波器，所述带通滤波器具有指定频率通带，所述指定频率通带包含在6吉赫至80吉赫的频率范围内的至少一个频率；

使用所述第一及第二低热辐射率涂层来衰减所述红外线辐射；

经由所述第一玻璃层在所述法布里-珀罗标准具处接收频率在自6吉赫至80吉赫的频率范围内的信号；及

至少部分地基于所述带通滤波器的所述指定频率通带，将所述信号传递穿过所述带通滤波器及所述第二玻璃层，

其中对于28吉赫、37吉赫、39吉赫或60吉赫中的至少一者而言，所述第三玻璃层的透射率为钠钙玻璃的至少九倍。

33.如权利要求32所述的方法，其中接收所述红外线辐射包括：

于所述法布里-珀罗标准具处，经由所述第一玻璃层以及在所述第一玻璃层与所述第三玻璃层之间形成的密封充气腔，来接收所述红外线辐射。

34.如权利要求32所述的方法，其中将所述信号传递穿过所述带通滤波器包括：

至少部分地基于所述带通滤波器的所述指定频率通带，将所述信号传递穿过所述带通滤波器、在所述第二玻璃层与所述第三玻璃层之间形成的密封充气腔、及所述第二玻璃层。

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