CN113889744A - 窗天线 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及窗天线。一方面，描述了一种装置，所述装置包括具有第一表面和第二表面的透明窗格。电致变色设备(ECD)被布置在所述第二表面上，所述第二表面包括邻近所述第二表面的第一传导层、第二传导层和位于所述第一传导层与所述第二传导层之间的电致变色层。所述装置还包括被布置在所述第二表面上的至少一个传导天线结构。

Description

窗天线
分案申请的相关信息
本案是分案申请。该分案的原申请(第一次提出的申请)为申请日为2015年11月24日、申请号为201580070207.9、发明名称为“窗天线”的发明专利申请案。针对上述原申请，申请人提出了申请号为201911227990.1、发明名称为“窗天线”的发明专利申请案。然而，针对申请号为201911227990.1的申请案的第一次审查意见通知书中，指出存在单一性缺陷，据此，申请人提出本分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年11月25日提交的且标题为“Window Antenna”的美国临时专利申请No.62/084,502的权益，所述申请以引用的方式整体且出于所有目的并入本文。
技术领域
本公开整体涉及电致变色设备，电致变色设备可以用于建筑物或其他结构的电致变色窗中。
背景
电致变色是材料在被激发到不同电子状态时展现一个或多个光学性质的可逆电化学介导变化的现象。电致变色材料和由它们制成的设备可以并入例如用于家庭、商业或其他用途的窗。通过诱发电致变色材料的变化，例如通过在电致变色材料上施加电压，可以改变此类电致变色窗的颜色、透光率、吸光度或反射率。这种能力可以允许控制可能通过窗的各种波长的光的强度。例如，施加到窗的电致变色设备的第一电压可导致窗变暗，而第二电压可导致窗变亮。
电致变色设备，如大多数可控的光可切换设备，包含用于控制电激励(例如，呈受控施加的电压和/或电流的形式)的应用以驱动光学转变和/或维持光学状态的电连接件。电致变色设备经常被实施为覆盖表面诸如窗表面的面的非常薄的层。此类设备通常包括透明导体，通常呈覆盖电致变色电极并将施加的电压分布在该设备的面上以实现完整和有效的光透射的一个或多个层的形式。
概述
本公开的一个方面涉及一种窗天线，该窗天线通过以下特征来表征：(a)窗，该窗具有一个或多个片(lite)，每个包括具有被配置用于通过窗观察的区域的至少两个表面；(b)电致变色设备，该电致变色设备被设置在窗的第一表面上；(c)天线结构，该天线结构被设置在窗的第一表面或第二表面上；以及(d)接地平面，该接地平面被设置在窗的第一表面、窗的第二表面、窗的第三表面或连接至窗的结构上。在某些实施方案中，片具有至少约60英寸的长度或宽度。在某些实施方案中，电致变色设备不具有沉积在电致变色层与对电极层之间的离子导体。
天线结构可以具有诸如带状线或贴片之类的各种配置。在某些实施方案中，带状线或贴片结构可以用作单极天线的一部分。在一个这样的实施方案中，带状线沿其长度具有轴线并且接地平面基本上垂直于带状线的轴线。这种接地平面被设置在与天线结构相同的表面上或被设置在连接至窗的结构上。在某些实施方案中，带状线沿其长度具有轴线并且接地平面基本上平行于带状线的轴线。接地平面可以被提供在与带状线不同的平面上，例如，被提供在窗片的不同表面上。在某些实施方案中，天线结构包括两条带状线，其中带状线被配置为偶极天线。在一些实施方案中，两条带状线基本上平行。除非本文另外说明，否则对带状线的所有引用都可以替换为对贴片的引用。
在某些实施方案中，天线结构包括分形结构。在一个示例中，分形结构被设置在平面上，并且其中接地平面基本上垂直于分形结构的平面。在一些这样的示例中，接地平面被设置在与天线结构相同的表面上。在一些这样的示例中，接地平面被设置在连接至窗的结构上。在某些实施方案中，分形结构被设置在平面上，并且接地平面基本上平行于分形结构的平面(例如，位于单独的表面上)。
在某些实施方案中，天线结构被配置为诸如八木天线或对数周期天线之类的偶极天线。
在一些实施中，窗天线另外包括天线控制器。在一些情况下，天线控制器被设置在窗上。在某些实施方案中，天线控制器包括用于天线结构的发射机和/或接收机。在一些实施中，窗天线另外包括被配置为控制电致变色设备的光学转变的窗控制器。在一些情况下，窗控制器和天线控制器被设置在单个载体和/或外壳中。
本公开的另一方面涉及一种系统，该系统包括：(i)如本文呈现的任一个实施方案中所描述的多个窗天线；(ii)多个控制器，该多个控制器每个被配置为：(A)驱动电致变色设备；以及(B)驱动每个窗天线中的至少一个天线结构；以及(iii)网络控制器，该网络控制器用于向多个控制器提供指令。
本公开的另一方面涉及一种绝缘玻璃单元(IGU)，该绝缘玻璃单元可以通过以下特征来表征：(a)两个或更多个片，该两个或更多个片每个具有至少两个表面，该至少两个表面具有被配置用于通过IGU观察的区域；(b)间隔物，该间隔物使片彼此分离，其中间隔物邻近片的周边区域提供；(c)天线结构，该天线结构被设置在片的表面上、间隔物或IGU上的电连接器上；以及(d)接地平面，该接地平面被设置在IGU或安装有IGU的框架结构上。在某些实施方案中，IGU的至少一个片具有至少约60英寸的长度或宽度。
在IGU中，天线结构可以具有各种配置诸如带状线或贴片。在某些实施方案中，带状线或贴片结构可以用作单极天线的一部分。在一个这样的实施方案中，带状线沿其长度具有轴线并且接地平面基本上垂直于带状线的轴线。这种接地平面被设置在与天线结构相同的表面上或被设置在连接至窗的结构上(例如，被设置在间隔物上或框架结构上、竖框或横档上)。在某些实施方案中，带状线沿其长度具有轴线并且接地平面基本上平行于带状线的轴线。接地平面可以被提供在与带状线不同的平面上，例如，被提供在窗片的不同表面上。在某些实施方案中，天线结构包括两条带状线，其中带状线被配置为偶极天线。在一些实施方案中，两条带状线基本上平行。
在某些IGU实施方案中，天线结构包括分形结构。在一个示例中，分形结构被设置在平面上，并且其中接地平面基本上垂直于分形结构的平面。在一些这样的示例中，接地平面被设置在与天线结构相同的表面上。在一些这样的示例中，接地平面被设置在连接至窗的结构上(例如，间隔物上或框架结构上、竖框或横档上)。在某些实施方案中，分形结构被设置在平面上，并且接地平面基本上平行于分形结构的平面(例如，位于单独的表面上)。
在某些实施方案中，天线结构被配置为诸如八木天线或对数周期天线之类的偶极天线。
在一些实施中，窗天线另外包括天线控制器。在一些情况下，天线控制器被设置在窗上。在某些实施方案中，天线控制器包括用于天线结构的发射机和/或接收机。在一些实施中，窗天线另外包括被配置为控制电致变色设备的光学转变的窗控制器。在一些情况下，窗控制器和天线控制器被设置在单个载体和/或外壳中。
在某些实施方案中，IGU的片包括设置在第一表面上的电致变色设备。在某些实施方案中，电致变色设备不具有沉积在电致变色层与对电极层之间的离子导体。
本公开的另一方面涉及一种系统，该系统包括：(i)如本文呈现的任一个实施方案中所描述的多个IGU；(ii)多个控制器，该多个控制器每个被配置为：(A)驱动设置在IGU中的电致变色设备；以及(B)驱动每个IGU中的至少一个天线结构；以及(iii)网络控制器，该网络控制器用于向多个控制器提供指令。
本公开的另一方面涉及一种建筑物，该建筑物可以通过以下特征来表征：(a)多个窗，该多个窗每个具有一个或多个片；(b)多个天线，该多个天线被设置在多个窗上；以及(c)控制逻辑，该控制逻辑被配置为将建筑物的天线操作为蜂窝基站或蜂窝中继器。
在一些方面，该建筑物包括以下特征：(a)控制器网络，该控制器网络包括用于生成一个或多个控制信号的控制逻辑；(b)多个发射机，该多个发射机每个被配置为基于控制信号的一个或多个而生成发射信号；(c)多个窗；以及(d)窗之中或之上的多个天线，每个天线被配置为从至少一个对应发射机辐射至少一个发射信号。
在某些实施方案中，发射机包括(i)载波信号发生器，该载波信号发生器用于生成具有载波振幅和载波频率的载波信号；以及(ii)调制器，该调制器用于调制载波信号以提供发射信号。在某些实施方案中，调制器被配置为执行载波信号的振幅调制、频率调制和相位调制中的一个或多个以提供发射信号。在某些实施方案中，调制器被配置为执行载波信号的码分多址(CDMA)调制以提供发射信号。
在一些实施中，建筑物另外包括多个接收机用于对从天线接收的信号进行解调。在一些实施中，控制器网络包括多个分布式天线控制器和至少一个主控制器或网络控制器。在一些示例中，至少一个主控制器或网络控制器包括用于与基站控制器(BSC)通信的控制逻辑。控制逻辑可以至少部分地分布在主控制器与分布式天线控制器之间。在某些实施方案中，控制逻辑包括用于基于空间滤波生成控制信号的空间滤波逻辑，所辐射的发射信号基于空间滤波共同具有波前。在某些实施方案中，控制器网络还被配置为控制窗的光学状态。
在一些实施中，建筑物另外包括(i)多个接收机，该多个接收机用于从天线接收信号；以及(ii)多个放大器，该多个放大器用于放大所接收的信号，其中发射信号是基于放大的信号的。
在一些实施中，建筑物另外包括(i)多个接收机，该多个接收机用于从天线接收信号，所接收的信号与第一无线通信协议相关联；以及(ii)多个协议转换器，该多个协议转换器用于将所接收的信号从第一无线通信协议转换成第二无线通信协议，其中发射信号为转换的信号。
本公开的另一个方面涉及一种窗天线，该窗天线可以通过以下特征来表征：(a)窗，该窗具有一个或多个片，该一个或多个片每个包括(i)两个表面，该两个表面具有被配置用于通过窗观察的区域；以及(ii)周边边缘，该周边边缘使两个表面分离；(b)天线，该天线被设置在窗上；(c)控制器，该控制器包括天线发射机和/或接收机；以及(d)电互连件，该电互连件位于控制器与天线之间，其中该电互连件经过并且接触至少一个片的周边边缘。在某些实施方案中，窗天线的至少一个片具有至少约60英寸的长度或宽度。
在某些实施方案中，天线包括天线结构和接地平面。电互连件可以包括具有连接至接地平面的接地导体和连接至天线结构的供电导体的电缆，其中接地导体供电导体在至少一个片的周边边缘附近分开。
在某些实施方案中，电互连件包括包含粘合剂材料和导体的胶带。在一些示例中，胶带包括三个平行导体：用于在天线结构与控制器之间承载信号的中心线和接地的两根外部线。在一些示例中，窗天线还包括设置在至少一个片的周边边缘之上或附近的连接器，其中胶带将天线电连接到连接器，并且其中单独的导体将控制器电连接到连接器。
在某些实施方案中，窗包括至少两个片，该至少两个窗通过使片彼此分离的间隔物分离，其中间隔物被提供在片的周边区域附近，并且其中电互连件经过间隔物。
在某些实施方案中，本方面的天线包括天线结构和接地平面。正如上文描述的各方面一样，天线结构可以具有各种配置诸如带状线或贴片。在某些实施方案中，带状线或贴片结构可以用作单极天线的一部分。在一个这样的实施方案中，带状线沿其长度具有轴线并且接地平面基本上垂直于带状线的轴线。这种接地平面被设置在与天线结构相同的表面上或被设置在连接至窗的结构上。在某些实施方案中，带状线沿其长度具有轴线并且接地平面基本上平行于带状线的轴线。接地平面可以被提供在与带状线不同的平面上，例如，被提供在窗片的不同表面上。在某些实施方案中，天线结构包括两条带状线，其中带状线被配置为偶极天线。在一些实施方案中，两条带状线基本上平行。
在本公开的该方面的某些实施方案中，天线结构包括分形结构。在一个示例中，分形结构被设置在平面上，并且其中接地平面基本上垂直于分形结构的平面。在一些这样的示例中，接地平面被设置在与天线结构相同的表面上。在一些这样的示例中，接地平面被设置在连接至窗的结构上。在某些实施方案中，分形结构被设置在平面上，并且接地平面基本上平行于分形结构的平面(例如，位于单独的表面上)。
在某些实施方案中，天线结构被配置为诸如八木天线或对数周期天线之类的偶极天线。
在本公开的该方面的一些实施中，窗天线的控制器被设置在窗上。在某些实施方案中，天线控制器包括用于天线结构的发射机和/或接收机。在一些实施中，窗天线另外包括被配置为控制电致变色设备的光学转变的窗控制器。在一些情况下，窗控制器和天线控制器被设置在单个载体和/或外壳中。
在某些实施方案中，窗天线的片的表面包括设置在第一表面上的电致变色设备。在某些实施方案中，电致变色设备不具有沉积在电致变色层与对电极层之间的离子导体。
本公开的该方面的另一实施方案涉及一种系统，该系统包括：(i)如本文呈现的任一个实施方案中所描述的多个窗天线；(ii)多个控制器，该多个控制器每个被配置为：(A)驱动电致变色设备；以及(B)驱动每个窗天线中的至少一个天线结构；以及(iii)网络控制器，该网络控制器用于向多个控制器提供指令。
本公开的某些方面涉及将建筑物的区域的设置个性化，其中设置是针对特定用户定义的。一种用于将设置个性化的方法可以包括以下操作：(a)在用户携带的移动设备与该建筑物的该区域中的窗天线之间建立通信链路，其中所述通信链路可以仅在移动设备位于区域之内或附近时建立；(b)通过通信链路接收用户识别信息；(c)确定建筑物的区域中用于用户识别的一个或多个设置；以及(d)在建筑物的区域中应用所确定的设置。
在某些实施方案中，个性化方法使用选自由以下各项组成的组的一个或多个设置：(i)用于建筑物的区域中的一个或多个窗的着色水平；(ii)允许建筑物的区域中的通信屏蔽；(iii)允许基于移动设备在建筑物的区域中的位置的通知；(iv)允许一个或多个设置传达至建筑物的区域中的一个或多个非窗系统；(v)允许建筑物的区域中的一个或多个电池供电的设备(例如，移动设备)的无线充电；以及(vi)它们的组合。在某些实施方案中，一个或多个设置包括用于建筑物的区域中的窗的着色水平。
在某些实施方案中，一个或多个非窗系统选自由以下各项组成的组：用于建筑物的区域的温度控制系统；用于建筑物的区域的照明系统；以及用于建筑物的区域的锁系统。
将在详细描述中参考相关附图进一步描述窗天线的这些和其他特征。
附图简述
图1A示出了用于控制和驱动多个电致变色窗的示例系统的描述。
图1B示出了用于控制和驱动多个电致变色窗的另一个示例系统的描述。
图1C示出了根据一些实施的可操作来控制多个IGU的示例网络系统120的框图。
图1D为EC窗控制器的示意图。
图2A至图2J示出了根据一些实施的具有能够向室内环境发射信号或从室内环境接收信号的集成天线的示例电致变色窗结构的横截面图。
图3A至图3J示出了根据一些实施的具有能够向室外环境发射信号或从室外环境接收信号的集成天线的示例电致变色窗结构的横截面图。
图4A和图4B示出了根据一些实施的具有能够向室内环境和室外环境发射信号以及从室内环境和室外环境接收信号的集成天线的示例电致变色窗结构的横截面图。
图5A和图5B示出了根据一些实施的具有集成天线的示例电致变色窗结构的横截面图。
图6A和图6B示出了根据一些实施的具有集成天线的示例电致变色窗结构的平面图。平面图是从窗的角度来看从前方获得的，如例如通过站在窗安装在墙或立面的房间中的建筑物居住者看到的那样。
图7A和图7B示出了根据一些实施的具有集成多结构天线的示例电致变色窗结构的顶视图。
图8A至图8C示出了有关谢尔平斯基分形窗天线的示例和信息。
图8D和图8E示出了根据一些实施的具有集成的基于分形的天线的示例电致变色窗结构的顶视图。
图9A示出了用于窗的示例单极天线的简化视图。
图9B至图9C示出了在片和/或其他窗结构上提供了多个天线的示例实施方案。
图9D示出了设置在片的同一表面上的贴片天线和接地平面带状物的示例。
图10A至图10F示出了用于向天线结构和接地平面提供单独连接的各种互连结构。
图11A至图11H示出了天线控制器(接收机和/或发射机逻辑)在某些情况下连同窗控制器一起设置在窗上并且被布置用于输送信号以便与窗上的天线元件通信的设计。
图12示出了根据一些实施的具有集成天线的电致变色窗结构的示例阵列。
图13A和图13B分别描述了常规小区塔网络和装有天线玻璃的建筑物充当小区塔的蜂窝网络。
图14A至图14G描述了用于使用窗天线来调试建筑物或其他设施中的可切换窗的某些实施方案的各个方面。
在各图中，相同的参考数字和符号表示相同的元件。
详细描述
以下详细描述涉及出于描述所公开方面的目的的某些实施方案或实施。然而，可以用多种不同的方式来应用和实现本文的教导。在以下详细描述中，参考附图。尽管足够详细地描述了所公开的实施以使本领域技术人员能够实践这些实施，但是应该理解，这些示例并不是限制性的；可以使用其他实施并且在不脱离本发明精神和范围的情况下可以对所公开实施进行各种变化。此外，虽然所公开的实施方案集中于电致变色窗(也称为智能窗)，但本文所公开的概念可应用于其他类型的可切换光学设备，包括例如液晶设备和悬浮颗粒设备等。例如，液晶设备或悬浮颗粒设备而不是电致变色设备可以并入所公开实施的一些或全部中。另外，除非另有说明，否则连词“或”在本文在适当情况下意图包括在内；例如，短语“A、B或C”旨在包括“A”、“B”、“C”、“A和B”、“B和C”、“A和C”和“A、B和C”的可能性。
窗控制器网络
图1A示出了用于控制和驱动多个电致变色窗102的示例系统100的描述。该示例系统如本文其他地方所述也可用于控制一个或多个窗天线的操作。系统100可以适用于建筑物104诸如商业办公建筑物或住宅建筑物。在一些实施中，系统100被设计为(在下文“设计为”、“适配为”、“配置为”、“编程为”、“可操作为”和“能够”可以在适当情况下互换使用)与现代加热、通风和空调(HVAC)系统106、室内照明系统107、安全系统108和电力系统109结合使用，作为整个建筑物104或具有建筑物104的校园的单个全面的和有效的能量控制系统。系统100的一些实施特别适合于与建筑物管理系统(BMS)110的集成。BMS 110是一种基于计算机的控制系统，可以安装在建筑物中以监测和控制建筑物的机电设备，如HVAC系统、照明系统、电力系统、电梯、消防系统和安全系统。BMS 110可以包括硬件和相关联的固件或软件，用于根据居住者或建筑物管理员或其他管理员设置的偏好来维护建筑物104中的状况。软件可以基于例如互联网协议或开放标准。
BMS通常可用于大型建筑物中，其中它用于控制建筑物内的环境。例如，BMS 110可以控制建筑物104内的照明、温度、二氧化碳水平和湿度。可以有许多机械设备或电气设备由BMS 110控制，包括例如炉或其他加热器、空调、鼓风机和通风口。为了控制建筑物环境，BMS 110可以根据规则或响应于条件来打开和关闭这些各种设备。这样的规则和条件可以由例如建筑物管理员或管理者选择或指定。BMS 110的一个主要功能是为建筑物104的居住者维持舒适的环境，同时最小化加热和冷却能量损耗和成本。在一些实施中，BMS 110不仅可以被配置为监测和控制，而且还可以优化各种系统之间的协同作用，例如节省能量和降低建筑物操作成本。
另选地或除此之外，一些实施被设计为基于通过例如热传感器、光学传感器或其他传感器感测到的反馈或通过例如HVAC或室内照明系统的输入或来自用户控制的输入来响应地或反应地起作用。更多信息可以在2014年4月22日发布的美国专利No.8,705,162中找到，其全部内容通过引用并入本文。一些实施还可以用于具有传统或常规HVAC或室内照明系统的现有结构，包括商业结构和住宅结构两者。一些实施也可以改造，用于较旧住宅。
系统100包括被配置为控制多个窗控制器114的网络控制器112。例如，网络控制器112可以控制数十个、数百个或甚至数千个窗控制器114。每个窗控制器114继而可以控制和驱动一个或多个电致变色窗102。在一些实施中，网络控制器112发出诸如电致变色窗的最终着色状态的高级指令，并且窗控制器接收这些命令并且通过应用电激励来适当地驱动着色状态转变和/或维持着色状态而直接控制它们的窗。每个窗控制器114可以驱动的电致变色窗102的数量和大小通常受到控制各自电致变色窗102的窗控制器114上的负载的电压和电流特性的限制。在一些实施中，每个窗控制器114可以驱动的最大窗大小受到电压、电流或功率要求的限制，以致使在期望时间帧内在电致变色窗102中发生期望光学转变。这样的要求继而是窗表面积的函数。在一些实施中，这种关系是非线性的。例如，电压、电流或功率要求可以随着电致变色窗102的表面积而非线性地增加。例如，在某些情况下，关系是非线性的，至少部分原因是第一传导层214和第二传导层216(例如，参看图2A)的薄层电阻随着第一传导层或第二传导层的长度和宽度的距离而非线性地增大。然而，在一些实施中，驱动相同大小和形状的多个电致变色窗102所需的电压、电流或功率要求之间的关系与正驱动的电致变色窗102的数量成正比。
图1B示出了用于控制和驱动多个电致变色窗102的另一个示例系统100的描述。图1B所示的系统100类似于参考图1A示出和描述的系统100。与图1A的系统相反，图1B所示的系统100包括主控制器111。主控制器111与多个网络控制器112通信并且结合起作用，网络控制器112每个能够如参考图1A所描述的那样寻址多个窗控制器114。在一些实施中，主控制器111向网络控制器112发出高级指令(诸如电致变色窗的最终着色状态)，且然后网络控制器112将指令传送到对应的窗控制器114。
在一些实施中，建筑物或其他结构的各种电致变色窗102和/或天线有利地被分组成区或区组，区或区组的每个包括电致变色窗102的子集。例如，每个区可以对应于建筑物的特定位置或区域中的一组电致变色窗102，这些电致变色窗应该基于它们的位置而被着色(或以其他方式转变)到相同或相似的光学状态。作为更具体的示例，考虑具有四个面或侧的建筑物：北面；南面；东面；以及西面。还要考虑到建筑物具有十个楼层。在这样的教学示例中，每个区可以对应于特定楼层和四个面中的特定一个面上的一组电致变色窗102。在一些这样的实施中，每个网络控制器112可以寻址一个或多个区或区组。例如，主控制器111可以向网络控制器112的各自一个或多个发出用于特定区或区组的最终着色状态命令。例如，最终着色状态命令可以包括每个目标区的抽象识别。接收最终着色状态命令的指定网络控制器112随后可以将区的抽象识别映射到各自窗控制器114的特定网络地址，其控制要施加到区中的电致变色窗102的电压或电流分布。
在电致变色窗可以具有例如配置用于一个或多个目的的天线的附加方面中，用于着色目的的窗区可以对应于或可以不对应于天线相关功能的区。例如，主控制器和/或网络控制器可以识别用于着色目的的两个不同的窗区，例如，在建筑物的单侧上的两个楼层的窗，其中每个楼层基于客户偏好而具有不同的着色算法。同时，这两个着色区可以是用于天线发射和/或接收目的的单个区，或者“天线区”可以包括其他窗，无论是单独还是作为区。天线-EC玻璃通过提供可着色的涂层和天线的独特功能，实现了广泛的功能。天线不仅可以用于可着色的涂层功能，还可以用于本文更详细描述的其他功能。
用于光可切换窗和相关联天线的网络系统的各方面在2015年10月29日提交的美国临时专利申请No.62/248,181中进一步描述，其全部内容通过引用并入本文。
在许多情况下，光可切换窗可以形成或占据建筑物外壳的相当部分。例如，光可切换窗可以形成公司办公建筑物、其他商业建筑物或住宅建筑物的墙、立面和甚至屋顶的相当部分。在各种实施中，可以使用分布式控制器网络来控制光可切换窗。图1C示出了根据一些实施的可操作来利用窗天线控制多个IGU 302的示例网络系统300的框图。例如，IGU 302中的每一个可以与以上参考图1所述的IGU 100相同或类似。网络系统300的一个主要功能是控制ECD(或其他光可切换设备)的光学状态和/或IGU 302内的窗天线的发射和/或接收特性。在一些实施中，窗302中的一个或多个可以是多区窗，例如，其中每个窗包括两个或更多个可独立控制的ECD或区。在各种实施中，网络系统300可操作为控制提供给IGU 302的功率信号的电气特性。例如，网络系统300可以生成并传送着色指令(本文中也称为“着色命令”)来控制施加到IGU 302内的ECD的电压。
在一些实施中，网络系统300的另一功能是从IGU 302获取状态信息(在下文“信息”与“数据”可互换使用)。例如，给定IGU的状态信息可以包括IGU内的ECD的当前着色状态的识别或关于所述当前着色状态的信息。网络系统300还可以操作为从各种传感器例如温度传感器、光电传感器(本文中也称为光传感器)、湿度传感器、空气流量传感器或占用传感器、天线(无论是集成在IGU 302上还是IGU 302内还是位于建筑物之中、之上或周围的各个其他位置)获取数据。
网络系统300可以包括具有各种能力或功能的任何合适数量的分布式控制器。在一些实施中，各种控制器的功能和布置方式被分级地定义。例如，网络系统300包括多个分布式窗控制器(WC)304、多个网络控制器(NC)306和主控制器(MC)308。在一些实施中，MC308可以与数十或数百个NC 306通信并且控制它们。在各种实施中，MC 308通过一个或多个有线链路或无线链路316(在下文统称为“链路316”)向NC 306发出高级指令。指令可以包括例如用于导致由各自NC 306控制的IGU 302的光学状态发生转变的着色命令。每个NC 306可以继而通过一个或多个有线链路或无线链路314(在下文统称为“链路314”)与多个WC304进行通信并控制多个WC 304。例如，每个NC 306可以控制数十或数百个WC 304。每个WC304可以继而通过一个或多个有线链路或无线链路312(在下文统称为“链路312”)与一个或多个各自的IGU 302进行通信、驱动一个或多个各自的IGU 302或以其他方式控制一个或多个各自的IGU 302。
MC 308可以发出包括着色命令、状态请求命令、数据(例如，传感器数据)请求命令或其他指令的通信。在一些实施中，MC 308可以周期性地，在某天的特定预定义时间(其可以基于周或年的某天改变)，或者基于特定事件、条件或事件或条件的组合的检测(例如，如通过获取的传感器数据所确定的或基于接收到由用户或由应用发起的请求或者这种传感器数据和这种请求的组合)发出此类通信。在一些实施中，当MC 308确定在一组一个或多个IGU 302中引起着色状态改变时，MC 308生成或选择与期望着色状态对应的着色值。在一些实施中，这组IGU 302与第一协议识别符(ID)(例如，BACnet ID)相关联。然后，MC 308生成并经由第一通信协议(例如，BACnet兼容协议)而通过链路316发送本文中称作“初级着色命令”的通信，包括着色值和第一协议ID。在一些实施中，MC 308将初级着色命令寻址到控制特定一个或多个WC 304的特定NC 306，该特定一个或多个WC 304继而控制这组IGU 302的转变。NC 306接收包括着色值和第一协议ID的初级着色命令，并将第一协议ID映射到一个或多个第二协议ID。在一些实施中，第二协议ID的每个识别WC 304中的对应的一个。NC 306随后经由第二通信协议而通过链路314向每个识别的WC 304发送包括着色值的次级着色命令。在一些实施中，接收次级着色命令的每个WC 304然后基于着色值从内部存储器中选择电压或电流分布，以将其分别连接的IGU 302驱动为与着色值一致的着色状态。然后，每个WC 304生成并通过链路312提供电压或电流信号到其分别连接的IGU 302以施加电压或电流分布。
在一些实施中，各种IGU 302可以有利地分组成EC窗的区，每个区包括IGU 302的子集。在一些实施中，IGU 302的每个区由一个或多个各自的NC 306和由这些NC 306控制的一个或多个各自的WC 304控制。在一些更具体的实施中，每个区可以由单个NC 306和由单个NC 306控制的两个或更多个WC 304来控制。换句话说，区可以表示IGU 302的逻辑分组。例如，每个区可以对应于建筑物的特定位置或区域中的一组IGU 302，这组IGU 302基于它们的位置一起驱动。作为更具体的示例，考虑具有四个面或侧的建筑物：北面；南面；东面；以及西面。还要考虑到建筑物具有十个楼层。在这一个教学示例中，每个区可以对应于特定楼层和四个面中的特定一个上的一组电致变色窗100。除此之外或另选地，每个区可以对应于共享一个或多个物理特性(例如，诸如大小或年龄的设备参数)的一组IGU 302。在一些其他实施中，可以基于一个或多个非物理特性(例如，安全性标号或业务层次结构)来分组IGU302的区(例如，可以将界定管理员办公室的IGU 302分组成一个或多个区，同时可以将界定非管理员办公室的IGU 302分组成一个或多个不同的区)。
在一些这样的实施中，每个NC 306可以寻址一个或多个各自的区每个的全部IGU302。例如，MC 308可以向控制目标区的NC 306发送初级着色命令。初级着色命令可以包括目标区的抽象识别(在下文也称为“区ID”)。在一些这样的实施中，区ID可以是第一协议ID诸如以上示例中刚刚描述的ID。在这样的情况下，NC 306接收包括着色值和区ID的初级着色命令，并将区ID映射到与该区内的WC 304相关联的第二协议ID。在一些其他实施中，区ID可以是与第一协议ID相比更高水平的抽象。在这样的情况下，NC 306可以首先将区域ID映射到一个或多个第一协议ID，且然后将第一协议ID映射到第二协议ID。尽管本文中给出的网络示例涉及用于控制光可着色窗的着色命令，但应当理解，这些示例也涉及用于控制与IGU相关联的窗天线中的天线操作的命令。
与网络的用户或第三方交互
在一些实施中，MC 308经由一个或多个有线链路或无线链路318(以下称为“链路318”)耦接至一个或多个面向外部的网络310(以下统称为“面向外部的网络310”)。在一些这样的实施中，MC 308可以将所获取的状态信息或传感器数据传送到位于面向外部的网络310中或可由面向外部的网络310访问的远程计算机、移动设备、服务器、数据库。在一些实施中，在此类远程设备内执行的各种应用，包括第三方应用或基于云的应用，可以从MC 308访问数据或向MC 308提供数据。在一些实施中，授权用户或应用可以传送请求，以经由网络310将各种IGU 302的着色状态修改到MC 308。在一些实施中，MC 308可以在发出着色或天线控制命令之前首先确定是否授予请求(例如，基于功率考虑因素或基于用户是否具有适当的授权)许可。然后，MC 308可以计算、确定、选择或以其他方式生成着色值，并在初级着色或其他命令中传送着色值，以使相关联IGU 302中的着色状态发生转变。
例如，用户可以从计算设备(例如，台式计算机、膝上型计算机、平板计算机或移动设备(例如，智能电话))提交此类请求。在一些这样的实施中，用户的计算设备可以执行能够与MC 308通信，并且在某些情况下，与在MC 308内执行的主控制器应用通信的客户端侧应用。在一些其他实施中，客户端侧应用可以与MC 308相同的或不同的物理设备或系统中的单独的应用通信，其然后与主控制器应用通信以实现期望的着色状态修改。在一些实施中，可以使用主控制器应用或其他单独的应用来认证用户以授权用户提交的请求。在一些实施中，用户可以选择要着色的IGU 302或以特定方式(例如，激活Wi-Fi服务)来控制其天线，并且通过经由客户端侧应用输入房间号来告知MC 308这些选择。
除此之外或另选地，在一些实施中，用户的移动设备或其他计算设备可以与各种WC 304无线通信。例如，在用户的移动设备内执行的客户端侧应用可以向WC 304发送包括着色状态控制信号的无线通信，以控制连接到WC 304的各自IGU 302的着色或其他状态。例如，用户可以使用客户端侧应用来维护或修改与用户占用(或将来由用户或其他人占用)的房间相邻的IGU 302的着色或其他状态。可以使用各种无线网络拓扑和协议(下面参照图6的WC 600更详细地描述)来生成、格式化或传送这种无线通信。
在一些这样的实施中，从用户的移动设备(或其他计算设备)发送到各自WC 304的控制信号可以超控由WC 304先前从各自的NC 306接收的着色或其他值。换句话说，WC 304可以基于来自用户的计算设备的控制信号而不是基于着色值向IGU 302提供施加的电压。例如，存储在WC 304中且由WC 304执行的控制算法或规则集可以指出来自授权用户的计算设备的一个或多个控制信号优先于从NC 306接收的着色值。在一些其他情况下，例如在高需求情况下，控制信号诸如来自NC 306的着色值可优先于由WC 304从用户的计算设备接收的任何控制信号。在一些其他情况下，控制算法或规则集可以指出，来自仅某些用户或者用户群组或类别的着色超控可以基于授予这些用户的许可，以及在某些情况下，包括当日时间或IGU 302的位置的其他因素而优先。
在一些实施中，基于从授权用户的计算设备接收到控制信号，MC 308可以使用关于已知参数的组合的信息来计算、确定、选择或以其他方式生成提供了典型用户期望的照明条件的着色值，而在其他情况下也注意到功率考虑因素。在一些其他实施中，MC 308可以基于由或为特定用户定义的预设偏好来确定着色或其他值，该特定用户经由计算设备请求着色或其他状态改变。例如，可能需要用户输入密码或以其他方式登录或获得授权以请求着色或其他状态改变。在这样的情况下，MC 308可以基于密码、安全令牌或基于特定移动设备或其他计算设备的识别符来确定用户的身份。在确定用户的身份之后，MC 308然后可以检索用户的预设偏好，并且单独地或与其他参数(诸如功率考虑因素或来自各种传感器的信息)结合使用预设偏好以生成并传送用于着色或以其他方式控制各自IGU 302的着色值。
墙设备
在一些实施中，网络系统300还可以包括墙开关、调光器或其他着色状态控制设备。此类设备在下文中也统称为“墙设备”，尽管此类设备不必限于安装在墙上的实施(例如，此类设备也可以位于天花板或地板上，或者集成在桌子或会议桌之上或之内)。例如，建筑物的办公室、会议室或其他房间的一些或全部可以包括用于控制邻接的IGU 302的着色状态的这种墙设备。例如，与特定房间相邻的IGU 302可以被分组成一个区。墙设备中的每一个均可以由最终用户(例如，各自房间的居住者)操作以控制与房间相邻的IGU 302的着色状态或其他功能或参数。例如，在一天中的某些时间，相邻的IGU 302可以被着色为暗状态，以减少从外部进入房间的光能的量(例如，以减少AC冷却要求)。现在假设用户希望使用房间。在各种实施中，用户可以操作墙设备来传达控制信号，从而使着色状态从暗状态转变成较亮的着色状态。
在一些实施中，每个墙设备可以包括一个或多个开关、按钮、调光器、拨号盘或其他物理用户界面控件，使得用户能够选择特定着色状态或者增加或减少与房间相邻的IGU302的当前着色水平。除此之外或另选地，墙设备可以包括具有触摸屏界面的显示器，使得用户能够选择特定的着色状态(例如，通过选择虚拟按钮、从下拉菜单中进行选择或通过输入着色水平或着色百分比)或修改着色状态(例如，通过选择“变暗”虚拟按钮、“变亮”虚拟按钮或通过转动虚拟拨号盘或滑动虚拟栏)。在一些其他实施中，墙设备可以包括对接界面，使得用户能够物理上和通信地对接诸如智能电话、多媒体设备、平板计算机或其他便携式计算设备(例如，IPHONE，IPOD或IPAD，由美国加利福尼亚州库柏提诺市的苹果公司生产)的便携式设备。在这样的实施中，用户可以经由对便携式设备的输入而控制着色水平，该输入然后由墙设备通过对接界面接收且随后传送到MC 308、NC 306或WC 304。在这样的实施中，便携式设备可以包括用于与由墙设备呈现的API进行通信的应用。
例如，墙设备可以向MC 308发送着色状态改变的请求。在一些实施中，MC 308可以首先确定是否授予请求(例如，基于功率考虑因素或基于用户是否具有适当的授权/许可)。然后，MC 308可以计算、确定、选择或以其他方式生成着色值，并在初级着色命令中传送着色值，以使相邻IGU 302中的着色状态发生转变。在一些这样的实施中，每个墙设备可以经由一个或多个有线链路(例如，通过诸如CAN或以太网兼容线的通信线或通过使用电力线通信技术的电力线)与MC 308连接。在一些其他实施中，每个墙设备可以经由一个或多个无线链路与MC 308连接。在一些其他实施中，可以将墙设备(经由一个或多个有线或无线连接件)与面向外部的网络310(例如面向客户的网络)连接，该面向外部的网络然后经由链路318与MC 308通信。墙设备可以单独地或与天线配置的电致变色窗一起用作蜂窝信号中继器。
在一些实施中，MC 308可以基于先前编程或发现的将墙设备与IGU 302相关联的信息来识别与墙设备相关联的IGU 302。在一些实施中，存储在MC 308中且由MC 308执行的控制算法或规则集可以指出来自墙设备的一个或多个控制信号优先于先前由MC 308生成的着色值。在一些其他情况下，例如在高需求(例如，高功率需求)的时候，存储在MC 308中并由MC 308执行的控制算法或规则集可以指示先前由MC 308产生的着色值优先于从墙设备接收的任何控制信号。
在一些其他实施或实例中，基于从墙设备接收到着色状态改变请求或控制信号，MC 308可以使用关于已知参数的组合的信息来生成提供典型用户期望的照明条件的着色值，而在其他情况下也注意到功率考虑因素。在一些其他实施中，MC 308可以基于由或为特定用户定义的预设偏好来生成着色值，该特定用户经由墙设备请求着色状态改变。例如，可能需要用户将密码输入墙设备或使用诸如IBUTTON的安全令牌或安全交易袋或其他单线设备来访问墙设备。在这样的情况下，MC 308可以基于密码、安全令牌或安全交易袋来确定用户的身份，检索用户的预设偏好，并单独地使用预设偏好或与其他参数(例如功率考虑因素或来自各种传感器的信息)组合使用预设偏好来计算、确定、选择或以其他方式生成各自IGU 302的着色值。
在一些其他实施中，墙设备可以向适当的NC 306发送着色状态改变请求，NC 306然后将该请求或基于该请求的通信传送给MC 308。例如，每个墙设备可以经由一个或多个有线链路(例如刚刚针对MC 308描述的链路)或经由无线链路(例如下面描述的链路)连接到对应的NC 306。在一些其他实施中，墙设备可以向适当的NC 306发送请求，NC 306然后本身确定是否超控先前从MC 308接收到的初级着色命令或先前由NC 306生成的初级着色命令或次级着色命令(如下所述，NC 306可以在一些实施中生成着色命令而不首先从MC 308接收着色命令)。在一些其他实施中，墙设备可以将请求或控制信号直接传送到控制相邻IGU 302的WC 304。例如，每个墙设备可以经由一个或多个有线链路(例如刚刚针对MC 308描述的链路)或经由无线链路(例如下面参考图6的WC 600描述的链路)而与对应的WC 304连接。
在一些特定的实施中，正是NC 306确定来自墙设备的控制信号是否应优先于先前由NC 306生成的着色值。如上所述，在一些实施中，墙设备可以与NC 306直接通信。然而，在一些其他实施中，墙设备可以将请求直接传送到MC 308或直接传送到WC 304，其随后将该请求传送到NC 306。在其他实施中，墙设备可以将请求传送到面向客户的网络(诸如由建筑物所有者或操作者管理的网络)，该面向客户的网络随后将请求(或基于此的请求)直接或通过MC 308间接地传递到NC 306。在一些实施中，存储在NC 306中且由NC 306执行的控制算法或规则集可以指出来自墙设备的一个或多个控制信号优先于先前由NC 306生成的着色值。在一些其他情况下，例如在高需求(例如，高功率需求)的时候，存储在NC 306中并由NC 306执行的控制算法或规则集可以指示先前由NC 306产生的着色值优先于从墙设备接收的任何控制信号。
如以上参考MC 308所述，在一些其他实施中，基于接收到来自墙设备的着色状态改变请求或控制信号，NC 306可以使用关于已知参数的组合的信息以生成提供典型用户期望的照明条件的着色值，而在其他情况下也注意到功率考虑因素。在一些其他实施中，NC306可以基于由或为特定用户定义的预设偏好来生成着色值，该特定用户经由墙设备请求着色状态改变。如上文参考MC 308所述，可能需要用户将密码输入墙设备或使用诸如IBUTTON的安全令牌或安全交易袋或其他单线设备来访问墙设备。在这样的情况下，NC306可以与MC308进行通信以基于密码、安全令牌或安全交易袋来确定用户的身份，检索用户的预设偏好，并单独使用预设偏好或与其他参数(例如功率考虑因素或来自各种传感器的信息)组合使用预设偏好来计算、确定、选择或以其他方式生成各自IGU 302的着色值。
在一些实施中，MC 308耦接到外部数据库(或“数据存储区”或“数据仓库”)320。在一些实施中，数据库320可以是经由有线硬件链路322与MC 308耦接的本地数据库。在一些其他实施中，数据库320可以是可由MC 308经由内部专用网络或者面向外部的网络310访问的远程数据库或基于云的数据库。在一些实施中，其他计算设备、系统或服务器还可以例如通过面向外部的网络310访问以读取存储在数据库320中的数据。另外，在一些实施中，一个或多个控制应用或第三方应用也可以经由面向外部的网络310访问以读取存储在数据库中的数据。在一些情况下，MC 308将包括MC 308发出的着色值的所有着色命令的记录存储在数据库320中。MC 308还可以收集状态和传感器数据并将其存储在数据库320中。在这样的情况下，WC 304可以从IGU 302收集传感器数据和状态数据，并将传感器数据和状态数据通过链路314传送到各自的NC 306，以通过链路316与MC 308通信。除此之外或另选地，NC 306或MC 308本身也可以连接到建筑物内的各种传感器例如光传感器、温度传感器或占用传感器以及位于建筑物上、周围或外部(例如，位于建筑物的屋顶上)的光传感器或温度传感器。在一些实施中，NC 306或WC 304还可以将状态或传感器数据直接传送到数据库320以进行存储。
与其他系统或服务的集成
在一些实施中，网络系统300还可以被设计为与现代加热、通风和空调(HVAC)系统、室内照明系统、安全系统或电力系统结合使用，作为整个建筑物或具有建筑物的校园的集成的和有效的能量控制系统。网络系统300的一些实施适合于与建筑物管理系统(BMS)324的集成。广义地说，BMS是一种基于计算机的控制系统，可以安装在建筑物中以监测和控制建筑物的机电设备，如HVAC系统(包括炉或其他加热器、空调、鼓风机和通风口)、照明系统、电力系统、电梯、消防系统和安全系统。BMS可以包括硬件和相关联的固件和软件，用于根据居住者或建筑物管理员或其他管理者设置的偏好来维护建筑物中的状况。软件可以基于例如互联网协议或开放标准。BMS通常可用于大型建筑物中，其中它用于控制建筑物内的环境。例如，BMS可以控制建筑物内的照明、温度、二氧化碳水平和湿度。为了控制建筑物环境，BMS可以根据规则或响应于条件来打开和关闭各种机电设备。这样的规则和条件可以由例如建筑物管理员或管理者选择或指定。BMS的一个功能可以是为建筑物的居住者维持舒适的环境，同时最小化加热和冷却能量损耗和成本。在一些实施中，BMS不仅可以被配置为监测和控制，而且还可以优化各种系统之间的协同作用，例如以节省能量和降低建筑物操作成本。
除此之外或另选地，网络系统300的一些实施适合于与智能恒温器服务、警报服务(例如火灾检测)、安全服务或其他设备自动化服务的集成。家庭自动化服务的一个示例是
Figure BDA0003356636230000241
由美国加利福尼亚州帕洛阿尔托市的Nest Labs制造(
Figure BDA0003356636230000242
是美国加利福尼亚州山景城的Google公司的注册商标)。如本文所使用的，对于BMS的引用在一些实施中也可以包含或替换为此类其他自动化服务。
在一些实施中，MC 308和单独的自动化服务(诸如BMS 324)可以经由应用编程接口(API)进行通信。例如，API可以与MC 308内的主控制器应用(或平台)一起执行，或者与BMS 324内的建筑物管理应用(或平台)一起执行。MC 308和BMS 324可以通过一个或多个有线链路326或经由面向外部的网络310进行通信。在某些情况下，BMS 324可以将用于控制IGU 302的指令传送给MC 308，MC308然后生成初级着色命令并将初级着色命令发送到适当的NC 306。在一些实施中，NC 306或WC 304也可以与BMS 324直接通信(无论是通过有线/硬件链路还是通过无线数据链路无线通信)。在一些实施中，BMS 324还可以接收由MC 308、NC306和WC 304中的一个或多个收集的数据，例如传感器数据、状态数据和相关联的时间戳数据。例如，MC 308可以通过网络310发布这样的数据。在这样的数据存储在数据库320中的一些其他实施中，BMS 324可以访问存储在数据库320中的一些或全部数据。
窗控制器
用于控制窗的控制器在View公司的各种专利和申请中有所描述。这种应用的示例包括2015年10月29日提交的美国临时专利申请No.62/248,181、2014年11月24日提交的美国临时专利申请No.62/085,179、2012年4月17日提交的美国专利申请No.13/449,248和2012年4月17日提交的美国专利申请No.13/449,251，其每个的全部内容通过引用并入本文。
图1D描绘了示例性窗控制器199，该示例性窗控制器可以包括用于控制天线的逻辑和其他特征(例如，向天线或从天线发射和/或接收电磁辐射信号)。控制器199包括功率转换器，该功率转换器被配置为将低电压转换成对(1)IGU的EC片的EC设备和/或(2)窗天线的功率需求。此功率通常通过驱动器电路(功率驱动器)馈送至EC设备。在一个实施方案中，控制器199具有冗余功率驱动器，使得在一个故障的情况下，存在备份，并且控制器不需要被更换或修复。收发器逻辑，其可以包括用于窗天线的功率驱动器，可以包括在控制器199中。虽然没有明确示出，但是所描绘的功率驱动器之一可以被配置为驱动窗天线电极来发射指定的信号。
控制器199还包括用于向远程控制器(图1D中描绘为“主控制器”)和从远程控制器接收和发送命令的通信电路(在图1D中标记为“通信”)。通信电路还用于向本地逻辑设备(例如，微控制器)和从本地逻辑设备接收和发送输入。在一个实施方案中，也使用电力线来(例如)通过协议(诸如以太网)发送和接收通信。微控制器包括用于基于例如从一个或多个传感器和/或用户接收到的输入来控制至少一个EC片的逻辑。在该示例中，传感器1至3例如位于控制器199的外部，例如在窗框架中或靠近窗框架。另选地，传感器(如果存在)位于远处，例如位于建筑物的屋顶上。在一个实施方案中，控制器具有至少一个或多个内部传感器。例如，控制器199还可以或者另选地具有“机载”传感器4和5。在一个实施方案中，控制器使用EC设备作为传感器，例如通过使用通过EC设备发送一个或多个电脉冲获得的电流-电压(I/V)数据并分析反馈。这种类型的感测功能在美国专利申请序列号13/049,756中描述，命名为Brown等人作为发明人，标题为“Multipurpose Controller for MultistateWindows”，其出于所有目的而通过引用并入本文。窗组件还可以包括PV电池，并且控制器可以使用PV电池不仅生成功率，而且作为光电传感器。微控制器还可以具有用于控制窗天线功能的逻辑。
在一个实施方案中，控制器包括芯片、卡或板，该芯片、卡或板包括适当的逻辑，该适当的逻辑被编程和/或硬编码以用于执行一个或多个控制功能。控制器199的功率和通信功能可以组合在单个芯片例如可编程逻辑设备(PLD)芯片、现场可编程门阵列(FPGA)或类似设备中。这些集成电路可以将逻辑功能、控制功能和电力功能组合于单个可编程芯片中。在一个实施方案中，其中EC窗(或IGU)具有两个EC窗格，逻辑被配置为独立地控制两个EC窗格中的每一个。逻辑还可以控制设置在IGU上的一个或多个天线的发射和/或接收。在一个实施方案中，两个EC窗格中的每一个以及可选的窗天线的功能以协同的方式进行控制，即，使每个设备被控制以补充另一个。例如，通过针对个别设备和/或天线中的每一个的状态的组合来控制期望水平的光透射、热绝缘效应、天线信号发射和/或其他性质。例如，一个EC设备可以具有有色状态，而另一个EC设备可以用于例如经由该设备的透明电极进行电阻加热。在另一个示例中，控制两个EC设备的有色状态以使得组合的透射率是期望的结果。
控制器199还可以具有无线功能，例如控制功能和供电功能。例如，可使用诸如RF和/或IR等无线控制以及诸如Bluetooth、WiFi、Zigbee、EnOcean等无线通信来将指令发送至微控制器并且供微控制器将数据发送出至(例如)其他窗控制器和/或建筑物管理系统(BMS)。可以采用窗天线来发送和/或接收控制通信和/或功率。可以适当地使用各种无线协议。最佳无线协议可能取决于窗如何配置为接收功率。例如，如果窗通过产生相对较少功率的方式自供电，则可以使用使用了相对较少功率的通信协议。类似地，如果窗是永久接线例如24V电源，则对于节省功率的关注较少，并且可以使用需要相对更多功率的无线协议。Zigbee是使用了相对较多功率的协议的示例。WiFi和蓝牙低能量是使用了相对较少功率的协议的示例。使用了相对较少功率的协议在窗间歇地供电时也可能是有益的。
可以在窗控制器中使用无线通信来进行以下操作中的至少一个：编程和/或操作EC窗和任选地窗天线；从传感器收集来自EC窗的数据；以及使用EC窗作为中继点用于无线通信。从EC窗收集的数据还可以包括计数数据，例如EC设备已激活(循环)的次数、EC设备随时间的效率等。这些无线通信特征中的每一个在美国专利申请序列号13/049,756中描述，命名为Brown等人作为发明人，标题为“Multipurpose Controller for MultistateWindows”，前面已经参考。
在某些实施方案中，光用于与窗/天线控制器通信和/或对其供电。也就是说，通过例如二极管激光器在一定距离处生成的光通过诸如光纤电缆或自由空间的适当的光发射介质将功率和/或控制信号发射到窗控制器。适用于窗控制器的光子发射方法的示例在2013年8月23日提交的且题为“PHOTONIC-POWERED EC DEVICES”的PCT申请No.PCT/US13/56506中描述，其全部内容通过引用并入本文。在特定实施方案中，通过光子方法提供功率，而通过图案化到电致变色窗或相关联的IGU部件的片上的一个或多个窗天线来提供通信。在另一个实施方案中，通过光子法提供功率，而通过Wi-Fi或使用天线的另一种无线通信方法提供通信。
回到图1D的实施方案，控制器199还可以包括RFID标签和/或可以任选地是可编程存储器的诸如固态串行存储器(例如，I2C或SPI)的存储器。射频识别(RFID)涉及询问器(或读取器)和标签(或标记)。RFID标签使用通过电磁波的通信来在终端与对象之间交换数据(例如，出于对所述对象的识别和追踪的目的)。可从离开读取器几米并且超出读取器的视线之处读取一些RFID标签。
大多数RFID标签包含至少两个部分。一个部分是用于存储和处理信息、调制和解调射频(RF)信号以及其他专门功能的集成电路。另一部分是用于接收和发射信号的天线。
存在三种类型的RFID标签：无源RFID标签，其不具有电源并且需要外部电磁场来起始信号发射；有源RFID标签，其含有电池并且一旦已成功识别读取器则可发射信号；和电池辅助无源(BAP)RFID标签，其需要外部源来唤醒，但具有提供较大范围的显著较高正向链路能力。
在一个实施方案中，RFID标签或其他存储器使用以下类型的数据中的至少一种进行编程：保修信息；安装信息(例如，窗的绝对和相对位置和取向)；供应商信息；批/库存信息；EC设备/IGU特性；天线特性(例如，IGU上的天线数量、天线类型(单极天线、带状线天线、贴片天线、偶极天线、分形天线等)、频率范围、辐射图(全向、半圆柱梁等)和天线大小)；EC设备循环信息；以及客户信息。EC设备特性和IGU特性的示例包括例如窗电压(VW)、窗电流(IW)、EC涂层温度(TEC)、玻璃可见透射率(％Tvis)、％着色命令(来自BMS的外部模拟输入)、数字输入状态和控制器状态。这些的每个表示可以从控制器提供给BMS或窗管理系统或其他建筑物设备的上游信息。可以由窗上的传感器直接检测窗电压、窗电流、窗温度和/或可见透射水平。可以向BMS或其他建筑物设备提供％着色命令，表明控制器实际上已采取行动来实施着色改变，该改变可能已经被建筑物设备请求。这可能是重要的，因为诸如HVAC系统的其他建筑物系统可能不会识别出正采取着色动作，因为窗可能需要几分钟(例如，10分钟)才能在着色动作开始之后改变状态。因此，HVAC动作可以推迟一段适当的时间，以确保着色动作具有足够的时间来影响建筑物环境。数字输入状态信息可以告诉BMS或其他系统已经采取与智能窗/天线相关的手动动作。最终，控制器状态可以告知BMS或其他系统讨论中的控制器是否可操作，或者具有与其整体功能相关的一些其他状态。
可以提供给控制器的来自BMS或其他建筑物系统的下游数据的示例包括窗驱动配置参数、区成员资格(例如，这个控制器是建筑物内的什么区的部分)、％着色值、数字输出状态和数字控制(着色、漂白、自动、重启等)。窗驱动参数可以定义用于改变窗状态的控制序列(有效地，算法)。窗驱动配置参数的示例包括漂白上色转变斜率、漂白上色转变电压、初始上色斜率、初始上色电压、初始上色电流限制、上色保持电压、上色保持电流限制、上色漂白转变斜率、上色漂白转变电压、初始漂白斜率、初始漂白电压、初始漂白电流限制、漂白保持电压、漂白保持电流限制。此类窗驱动参数的应用的示例在2011年3月16日提交的且名称为“Controlling Transitions In Optically Switchable Devices”的美国专利申请序列号13/049,623和2012年4月17日提交的且名称为“Controller for Optically-Switchable Windows”的美国专利申请序列号13/449,251中给出，这两个美国专利申请的全部内容通过引用并入本文。
如上所述，窗控制器可以包括用于控制窗天线的逻辑(例如，硬件和/或软件)。逻辑可以包括用于控制一个或多个窗天线的一个或多个收发器，其可以位于一个或多个窗上。对于在诸如蓝牙(或蓝牙低能量)的相对低功率应用中使用的窗天线，收发器可以与窗控制器共同定位，有时定位在相同的外壳诸如图11A至图11C所示的载体中。对于这样的应用，特别是在天线通信仅消耗低带宽或中等带宽的情况下，天线收发器可以通过窗网络诸如上述那些之一进行通信。当然，即使对于像蓝牙这样的低功率应用来说，天线逻辑也不需要设置在窗控制器上。此外，并联网络可以用于与窗天线进行通信。
对于诸如Wi-Fi服务(例如，Wi-Fi热点)的其他应用，天线控制逻辑也可以部署在窗控制器外壳中。如果天线应用消耗了相对较小的带宽，则可以采用窗网络来与天线控制器进行通信。例如，窗网络的CAN总线可以用于与天线收发器对接。在其他情况下，诸如在天线应用消耗了与窗网络可以容纳的相比更多带宽的情况下，可以将单独的网络布置在建筑物中用于天线应用。在这些情况下并且在天线控制逻辑被设置于窗控制器中的情况下，控制器可以包括网络适配器诸如RJ45插孔(连接器)以将天线收发器连接到天线网络。
在通过电信运营商(例如，AT&T、Verizon、Sprint和T-Mobile)需要相对高功率、高带宽和/或控制的天线应用中，天线控制逻辑和网络可以完全独立于窗控制系统(窗网络和控制器)而提供。通常，当天线为电信运营商提供服务时，运营商要求网络和收发器是自己的。这样的服务包括例如蜂窝重复。例如，窗天线可以部署在蜂窝中继器例如本地基站中。在这样的情况下，窗天线收发器不需要与本地窗控制器共同定位。然而，通常希望在窗天线附近例如在大约30英尺内提供天线控制逻辑。
IGU结构，一般来讲
在下面的描述中，每个电致变色窗202将被称为“集成玻璃单元(IGU)”202，也称为“绝缘玻璃单元(IGU)”。假设存在这种惯例，因为它是普遍的，并且可能希望IGU用作用于保持电致变色窗格或片的基本构造。此外，IGU，特别是具有双窗格或三窗格窗配置的IGU，具有优于单窗格配置的出色的隔热性能。然而，这个惯例只是为了方便，而不是限制。实际上，如下所述，在一些实施中，电致变色窗的基本单元可以被认为包括透明材料的窗格或基板，在该窗格或基板上形成电致变色涂层、堆叠或设备并且耦接有相关联的电连接件以驱动电致变色设备。电致变色IGU在各种参考文献中进行了描述，这些参考文献包括：2014年3月4日提交的美国专利申请No.14/196,895；2014年11月26日提交的美国临时专利申请No.62/085,179；以及2015年7月17日提交的美国临时专利申请No.62/194,107，其每个的全部内容通过引用并入本文。当然，本文所公开的天线结构和功能不限于IGU，并且在某些情况下可以扩展到任何其他窗结构，包括并非IGU或类似结构的一部分的单个电致变色片。除非另有说明，IGU实施方案的描述可以扩展到非IGU的上下文。甚至需要两个或更多个片的一些实施方案也可以在非IGU的上下文中实现；例如，使用了并非IGU的一部分的两个平行片的实施方案，以及使用电致变色片和不使电致变色片的大部分或任何可视区域模糊的平行结构的实施方案。
IGU中的天线
各种实施一般涉及包括一个或多个天线的电致变色IGU。可以实现本公开中描述的主题的特定的实施以实现以下潜在优点中的一个或多个。一些实施涉及包括电致变色设备(或其他光可切换设备)和一个或多个天线两者的IGU。在一些实施中，本文所描述的各种天线结构可以形成在电致变色设备本身之上、形成在电致变色设备本身之下、形成在电致变色设备本身之中或以其他方式与电致变色设备本身集成。在一些其他实施中，各种天线结构可以形成在与电致变色设备相同的窗格上，但形成在与上面形成有电致变色设备的表面相对的表面上。在一些其他实施中，可以在与电致变色设备不同的窗格上，例如在包括两个或更多个窗格的IGU中形成各种天线结构。在一些情况下，在本身并非窗片的一部分的结构或特征上形成一个或多个天线或天线部件(例如，接地平面)。例如，天线或天线部件可以被设置在IGU间隔物、窗控制器、网络控制器、主控制器、电连接器诸如窗控制器与电致变色设备之间的连接器、窗框元件、横档、竖框等上。
在整个说明书中使用以下术语来呈现窗天线的各方面。
天线部件
天线具有相关联的发射机和/或接收机，有时合并成“收发器”，用于向天线提供电信号或从天线接收它们。发射机和接收机通常在电路板或集成电路上实现为电路。在一些实施方案中，发射机和/或接收机被部署在窗控制器或光可切换窗网络的其他控制元件中。
天线具有至少两个天线电极，其中至少一个在本文中被称为天线结构，其可以用于两个角色中的一个或两个：发射(其从发射电路接收电信号并将电磁信号辐射到周围空间)和接收(它从周围空间接收电磁信号并将信号的电表示转发给接收电路)。
第二电极接地或供电。在两个电极供电的天线中，它们可以接收互补信号。偶极天线通常是这种情况。当第二电极接地时，它可以被实现为接地平面。
接地平面通常位于天线结构电极附近，并且阻挡天线结构发射辐射超过接地平面的位置和/或阻止天线结构从接地平面的方向接收朝向天线结构的辐射。当然，天线结构和接地平面不能彼此接触。在许多设计中，它们被诸如窗片或其他可能是固体、液体或气体的绝缘结构的介电层分开。在一些实施方案中，它们由自由空间(例如，IGU的内部)分开。在各种实施方案中，接地平面被实现为片诸如电致变色片或另一片(该另一片是具有电致变色片的IGU的一部分)上的层或部分层。当在片上实现时，接地平面可以作为一个层而被设置在片的大面积面上或者设置在片的一个或多个边缘上。在一些情况下，接地平面是在与电致变色片或IGU相关联的非片结构上实现的。此类非窗结构的示例包括窗控制器、IGU间隔物以及框架或结构构件如竖框和横档。
每个电极连接到发射机或接收机的终端。所有连接均通过互连线或发射线形成(术语在本文中可互换使用)。
无源天线元件有时与主天线结构一起使用，并且用于调谐由天线结构发射(或由天线结构接收)的辐射分布。无源天线元件并不电连接到天线电路。它们被用在一些众所周知的天线结构中作为八木天线，其可以以类似于有源天线元件(例如，天线结构和接地平面)的方式设置在窗结构上，不同的是它们不与天线电路电连接。
现在明显的是，IGU可以包括一个或多个天线，该一个或多个天线被配置成将射频(RF)信号广播(或更一般地讲，发射)到诸如建筑物或建筑物内的房间内的室内环境中。在一些实施中，IGU可以包括一个或多个天线，该一个或多个天线被配置为从室外环境诸如从室外或另外建筑物或建筑物内的房间的外部接收RF信号。在一些实施中，IGU可以包括一个或多个天线，该一个或多个天线被配置为将RF信号广播出到室外环境，诸如建筑物或建筑物内的房间的外部。在一些实施中，IGU可以包括一个或多个天线，该一个或多个天线被配置为从室内环境诸如从建筑物或建筑物内的房间的内部接收RF信号。除此之外，在一些实施中，IGU可以包括向室内环境和室外环境广播RF信号或从室内环境和室外环境接收RF信号的功能。此外，在一些实施中，IGU可以包括用于阻止RF信号从IGU的一侧通过IGU并且发射出到IGU的相对侧的功能。
电致变色IGU和电致变色设备
图2A至图2J示出了根据一些实施的具有能够向室内环境发射信号或从室内环境接收信号的集成天线的示例电致变色窗结构202的横截面图。这些示例呈现了在本公开的范围内的可用的电致变色IGU和电致变色片结构的一小子集，因此不应将其视为以任何方式进行限制。关于这些和以下附图示出和描述的示例性电致变色窗结构202中的每一个均可被配置为IGU，并且在下文中将被称为IGU 202。图2A更具体地示出了包括具有第一表面S1和第二表面S2的第一窗格(在本文中也称为“片”)204的IGU 202的示例性实施。在一些实施中，第一窗格204的第一表面S1面向室外环境，例如户外或外部环境。IGU 202还包括具有第一表面S3和第二表面S4的第二窗格206。在一些实施中，第二窗格206的第二表面S4面向室内环境例如住宅、建筑物或车辆的内部环境或者住宅、建筑物或车辆内的房间或隔间。
在一些实施中，第一窗格204和第二窗格206中的每一个至少对于可见光谱中的光是透明的或半透明的。例如，窗格204和206的每个可以由玻璃材料且特别是建筑玻璃或其他防碎玻璃材料诸如基于氧化硅(SOx)的玻璃材料形成。作为更具体的示例，第一窗格204和第二窗格206中的每一个可以是碱石灰玻璃基板或浮法玻璃基板。这样的玻璃基板可以由例如约75％的二氧化硅(SiO2)以及Na2O、CaO和几种次要添加剂构成。然而，第一窗格204和第二窗格206中的每一个可由具有合适的光学性质、电性质、热性质和机械性质的任何材料形成。例如，可以用作第一窗格204和第二窗格206之一或两者的其他合适基板可以包括其他玻璃材料以及塑性材料、半塑性材料和热塑性材料(例如，聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚苯乙烯、聚碳酸酯、烯丙基二甘醇碳酸酯、SAN(苯乙烯丙烯腈共聚物)、聚(4-甲基-1-戊烯)、聚酯、聚酰胺)或镜面材料。在一些实施中，可以例如通过回火、加热或化学强化来强化第一窗格204和第二窗格206中的每一个。
一般而言，第一窗格204和第二窗格206中的每一个以及IGU 202总的来说是矩形固体。然而，在一些其他实施中，其他形状(例如，圆形、椭圆形、三角形、曲线形、凸形、凹形)是可能的，并且可能是期望的。在一些具体实施中，第一窗格204和第二窗格206中的每一个的长度“L”可以在约20英寸(in.)至约10英尺(ft.)的范围内，第一窗格204和第二窗格206中的每一个的宽度“W”可以在约20英寸至约10英尺的范围内，并且第一窗格204和第二窗格206中的每一个的厚度“T”可以在约1毫米(mm)至约10mm的范围内(尽管其他长度、宽度或厚度，不管更小还是更大，都是可能的，并且可能是基于特定用户、管理员、管理者、建造者、建筑师或所有者的需要而需要的)。另外，虽然IGU 202包括两个窗格(204和206)，但在一些其他实施中，IGU可以包括三个或更多个窗格。此外，在一些实施中，窗格中的一个或多个本身可以是具有两个、三个或更多个层或子窗格的层压结构。
第一窗格204和第二窗格206通过间隔物218彼此间隔开以形成内部体积208。在一些实施中，该内部体积填充有氩(Ar)，然而在一些其他实施中，内部体积208可以填充有另一种气体诸如另一惰性气体(例如，氪(Kr)或氙(Xn))、另一(非惰性)气体或者气体混合物(例如，空气)。将内部体积208填充有诸如Ar、Kr或Xn的气体可以减少由于这些气体的低导热率而导致的通过IGU 202的传导热传递，并且由于它们增加的原子量而改善隔音。在一些其他实施中，内部体积208可以被排空空气或其他气体。间隔物218通常确定内部体积208的厚度；即第一窗格204和第二窗格206之间的间距。在一些实施中，第一窗格204与第二窗格206之间的间距“C”在约6mm至约30mm的范围内。间隔物218的宽度“D”可以在约5mm至约15mm的范围内(尽管其他宽度是可能的并且可能是期望的)。
尽管在横截面视图中未示出，但间隔物218可以围绕IGU 202的所有侧(例如，IGU202的顶部、底部、左侧和右侧)形成。例如，间隔物218可由泡沫或塑性材料形成。然而，在一些其他实施诸如图5B所示的示例IGU中，间隔物可由金属或其他传导材料例如金属管结构形成。第一主密封件220粘附并气密地密封间隔物218中的每一个以及第一窗格204的第二表面S2。第二主密封件222粘附并气密地密封间隔物218中的每一个以及第二窗格206的第一表面S3。在一些实施中，主密封件220和222中的每一个可以由粘合密封剂例如聚异丁烯(PIB)形成。在一些实施中，IGU 202还包括次密封件224，该次密封件气密地密封间隔物218外部的整个IGU 204周围的边界。为此，间隔物218可以从第一窗格204和第二窗格206的边缘插入距离“E”。距离“E”可以在约4mm至约8mm的范围内(尽管其他距离是可能的并且可能是期望的)。在一些实施中，次密封件224可以由粘合密封剂例如聚合物材料形成，该聚合物材料抗水并且为组件增加了结构支撑。
在图2A所示的实施中，在第一窗格204的第二表面S2上形成电致变色(EC)设备(ECD)210。如下所述，在一些其他实施中，ECD 210可以形成在另一合适的表面上，例如第一窗格的第一表面S1、第二窗格206的第一表面S3或第二窗格206的第二表面S4。电致变色设备的示例在例如2011年5月11日提交的美国专利No.8,243,357、2010年6月11日提交的美国专利No.8,764,951和2013年2月8日提交的美国专利No.9,007,674中提出，每个的全部内容通过引用并入本文。在图2A中，ECD 210包括EC堆叠212，该EC堆叠自身包括多个层。例如，EC堆叠212可以包括电致变色层、离子传导层和对电极层。在一些实施中，电致变色层由无机固体材料形成。电致变色层可以包括或由许多电致变色材料(包括电化学阴极材料或电化学阳极材料)中的一种或多种形成。例如，适用作电致变色层的金属氧化物可以包括氧化钨(WO3)、氧化钼(MoO3)、氧化铌(Nb2O5)、氧化钛(TiO2)、氧化铜(CuO)、氧化铱(Ir2O3)、氧化铬(Cr2O3)、氧化锰(Mn2O3)、氧化钒(V2O5)、氧化镍(Ni2O3)和氧化钴(Co2O3)以及其他材料。在一些实施中，电致变色层可以具有范围为约0.05μm至约1μm的厚度。
在一些实施中，对电极层由无机固体材料形成。对电极层通常可以包括当EC设备210呈例如透明状态时可用作离子储层的许多材料或材料层中的一个或多个。例如，对电极层的合适材料可以包括氧化镍(NiO)、氧化镍钨(NiWO)、氧化镍钒、氧化镍铬、氧化镍铝、氧化镍锰、氧化镍镁、氧化铬(Cr2O3)、氧化锰(MnO2)和普鲁士蓝。在一些实施中，对电极层是与上述第一电致变色层极性相反的第二电致变色层。例如，当第一电致变色层由电化学阴极材料形成时，对电极层可以由电化学阳极材料形成。在一些实施中，对电极层可以具有范围为约0.05μm至约1μm的厚度。
在一些实施中，当EC堆叠212在光学状态之间转变时，离子传导层用作通过其输送离子(例如，以电解质的方式)的介质。在一些实施中，离子传导层对于电致变色层和对电极层的相关离子是高度传导的，但是也具有足够低的电子传导率，使得在正常操作期间发生可忽略的电子转移。具有高离子传导率的薄离子传导层实现高性能EC设备210的快速离子传导以及因此快速切换。在一些实施中，离子传导层可以具有范围为约0.01μm至约1μm的厚度。在一些实施中，离子传导层也为无机固体。例如，离子传导层可以由一种或多种硅酸盐、氧化硅(包括氧化硅铝)、氧化钨(包括钨酸锂)、氧化钽、氧化铌和硼酸盐形成。这些材料也可以掺杂不同的掺杂剂，包括锂；例如，掺杂锂的氧化硅，包括锂氧化硅铝。
在一些其他实施中，电致变色层和对电极层彼此紧邻地形成，有时直接接触，而在其间没有离子传导层。例如，在一些实施中，可以使用电致变色层与对电极层之间的界面区域，而不是结合有不同的离子传导层。关于合适的设备的另一个说明在2012年10月30日发布的美国专利8,300,298和2012年5月2日提交的美国专利申请No.13/462,725中找到，每个的全部内容通过引用并入本文。在一些实施中，EC堆叠212还可以包括一个或多个额外的层，例如一个或多个无源层。例如，可以使用无源层来改善某些光学性质，以提供耐湿性或提供耐划伤性。在一些实施中，第一TCO层214和第二TCO层216可用抗反射性或保护性氧化物或氮化物层处理。此外，其他无源层也可以用于气密地密封EC堆叠212。
在一些实施中，适当的电致变色和对电极材料的选择支配了相关的光学转变。在操作期间，响应于在电致变色层的厚度上产生的电压，电致变色层往返对电极层转移或交换离子，导致电致变色层中发生所需的光学转变，并且在一些实施中，还导致在对电极层中发生光学转变。在一个更具体的示例中，响应于在EC堆叠212的厚度上施加适当的电势，对电极层将其保持的全部或一部分离子转移到电致变色层，导致在电致变色层中发生光学转变。在一些这样的实施中，例如，当对电极层由NiWO形成时，对电极层也随着其已经转移到电致变色层的离子的损失而发生光学转变。当从由NiWO制成的对电极层去除电荷时(即，离子从对电极层传送到电致变色层)，对电极层将沿相反方向转变。
还要理解的是，在漂白或透明状态与上色或不透明状态之间的转变仅仅是可以实现的许多光学或电致变色转变中的一些示例。这种转变包括反射率、极化状态、散射密度等的变化。除非本文另有说明(包括上述讨论)，无论何时参考漂白-不透明转变(或往返介于两者之间的中间状态)，所描述的对应设备或过程都包含其他光学状态转变，例如，中间状态转变，例如百分比透射(％T)到％T转变、非反射性到反射性转变(或往返之间的中间状态)、漂白到上色转变(或往返之间的中间状态)和上色到上色转变(或往返之间的中间状态)。另外，术语“漂白”可以指光学中性状态，例如，未上色、透明或半透明的。此外，除非本文另有说明，电致变色转变的“上色”不限于任何特定的波长或波长范围。
通常，电致变色层中的电致变色材料的上色或其他光学转变是由可逆离子插入材料(例如嵌入)和对应的电荷平衡电子注入引起的。通常，负责光学转变的离子的某一小部分不可逆地束缚于电致变色材料中。可以使用部分或全部的不可逆结合的离子补偿材料中的“盲电荷”。在一些实施中，合适的离子包括锂离子(Li+)和氢离子(H+)(即质子)。在一些其他实施中，其他离子可以是合适的。将锂离子例如嵌入氧化钨中(WO3-y(0<y≤～0.3))致使氧化钨从透明状态变为蓝色状态。
在一些实施中，EC堆叠212在透明状态与不透明或着色状态之间可逆地循环。在一些实施中，当EC堆叠212处于透明状态时，跨越EC堆叠212施加电势，使得堆叠中的可用离子主要驻留在对电极层中。当EC堆叠212上的电势的量值减小时或者当电势的极性反转时，离子被跨越离子传导层传输回电致变色层，导致电致变色材料转变为不透明的、着色的或较暗的状态。在一些实施中，电致变色和对电极层为互补上色层。作为补充实施的一个示例，当离子转移到对电极层中时或之后，对电极层变亮或透明，并且类似地，当离子被转移出电致变色层之时或之后，电致变色层变亮或透明。相反，当极性切换或电势降低并且离子从对电极层转移到电致变色层中时，对电极和电致变色层都变暗或上色。
在一些其他实施中，当EC堆叠212处于不透明状态时，向EC堆叠212施加电势，使得堆叠中的可用离子主要驻留在对电极层中。在这样的实施中，当EC堆叠212上的电势的量值减小时或者当电势的极性反转时，离子被跨越离子传导层传输回电致变色层，导致电致变色材料转变为透明的或较亮的状态。电致变色层和离子传导层也可以是互补上色层。
ECD 210还包括邻近EC堆叠212的第一表面的第一透明传导氧化物(TCO)层214和邻近EC堆叠212的第二表面的第二TCO层216。例如，第一TCO层214可以形成在第二表面S2上，EC堆叠212可以形成在第一TCO层214上，并且第二TCO层216可以形成在EC堆叠212上。在一些实施中，第一TCO层214和第二TCO层216可以由一种或多种金属氧化物和掺杂有一种或多种金属的金属氧化物形成。例如，一些合适的金属氧化物和掺杂的金属氧化物可以包括氧化铟、氧化铟锡(ITO)、掺杂氧化铟、氧化锡、掺杂氧化锡、氟化氧化锡、氧化锌、氧化铝锌、掺杂氧化锌、氧化钌和掺杂氧化钌等。虽然这些材料在本文中被称为TCO，但该术语包括非氧化物以及透明和导电的氧化物，例如某些薄金属和某些非金属材料如传导金属氮化物和复合导体以及其他合适的材料。在一些实施中，第一TCO层214和第二TCO层216至少在由EC堆叠212表现出电致变色的波长范围内基本上是透明的。在一些实施中，第一TCO层214和第二TCO层216可以每个通过包括例如溅射的物理气相沉积(PVD)工艺来沉积。在一些实施中，第一TCO层214和第二TCO层216可以每个具有范围为约0.01微米(μm)至约1μm的厚度。透明传导材料通常具有显着大于电致变色材料或对电极材料的电子传导性的电子传导性。
第一TCO层214和第二TCO层216用于在EC堆叠212的各自第一表面和第二表面上分配电荷，以在EC堆叠212的厚度上施加电势(电压)，以修改EC堆叠212或EC堆叠212内的多个层的一个或多个光学性质(例如，透射率、吸收率或反射率)。所希望的是，第一TCO层214和第二TCO层216用于将电荷从EC堆叠212的外表面区域均匀分布到EC堆叠212的内表面区域，从外部区域到内部区域具有相对较小的欧姆电势降。因此，通常期望使第一TCO层214和第二TCO层216的薄层电阻最小化。换句话说，通常期望第一TCO层214和第二TCO层216中的每一个在各自层214和216的所有部分上表现为基本等电势层。以这种方式，第一TCO层214和第二TCO层216可以在EC堆叠212的厚度上均匀地施加电势，以实现EC堆叠212从漂白或较亮的状态(例如，透明、半透明或半透明状态)到上色或较暗状态(例如，着色、不太透明或不透明的状态)的转变，且反之亦然。
第一母线226将第一电(例如，电压)信号分配给第一TCO层214。第二母线228将第二电(例如，电压)信号分配给第一TCO层214。在一些其他实施中，第一母线226和第二母线228之一可以对第一TCO层214和第二TCO层216中的各自一个进行接地。在图示的实施中，第一母线226和第二母线228中的每一个被印刷、图案化或以其他方式形成，使得其沿着EC堆叠212的边界沿着第一窗格204的各自长度定向。在一些实施中，第一母线226和第二母线228中的每一个通过使传导墨水例如银墨以线的形式沉积而形成。在一些实施中，第一母线226和第二母线228中的每一个沿着第一窗格204的整个长度(或几乎整个长度)延伸。
在所示实施中，第一TCO层214、EC堆叠212和第二TCO层216不延伸到第一窗格204的绝对边缘。例如，在一些实施中，可以使用激光边缘删除(LED)或其他操作来去除第一TCO层214、EC堆叠212和第二TCO层216的部分，使得这些层与第一窗格204的各自边缘隔开或插入距离“G”，该距离可以在大约8mm至大约10mm的范围内(尽管其他距离是可能的并且可能是期望的)。另外，在一些实施中，去除EC堆叠212和第二TCO层216沿着第一玻璃2014的一侧的边缘部分，以使第一母线226能够形成在第一TCO层214上以实现第一母线226与第一TCO层214之间的传导耦合。第二母线228形成在第二TCO层216上，以实现第二母线228与第二TCO层216之间的传导耦合。在一些实施中，如图2A所示，第一母线226和第二母线228形成在各自间隔物218与第一窗格204之间的区域中。例如，第一母线226和第二母线228中的每一个可以从各自的间隔物218的内边缘插入至少距离“F”，距离“F”可以在大约2mm至大约3mm的范围内(虽然其他距离是可能的并且可能是期望的)。。这种布置方式的一个原因是隐藏母线不可见。关于母线定位和LED的另一个说明可以在2014年1月2日提交的美国专利申请No.61/923,171中找到，其全部内容通过引用并入本文。
IGU和片上的示例性带状线天线
在图2A所示的实施中，第一天线结构230和第二天线结构232形成在通过距离G限定的插入区域内。在一些实施中，第一天线结构230和第二天线结构232中的每一个被配置为带状线天线。在一些实施中，第一天线结构230和第二天线结构232中的每一个通过使传导墨水例如银墨以线的形式沉积而形成。在一些其他实施中，第一天线结构230和第二天线结构232中的每一个可以通过涂敷或粘附传导(例如，铜)箔或使用合适的PVD或其他沉积工艺而形成。在一些其他实施中，第一天线结构230和第二天线结构232中的每一个通过对第一TCO层214图案化以使传导带状线电隔离而形成。在一些实施中，第一天线结构230和第二天线结构232中的每一个沿第一窗格204的长度的一部分延伸。第一天线结构230和第二天线结构232的每个的长度一般是由天线结构被设计为发射或接收的各自信号的波长来指定的。例如，第一天线结构230和第二天线结构232每个的长度可以等于相关信号的四分之一波长的整数。在一些实施中，第一天线结构230和第二天线结构232中的每一个具有适于承载具有期望频率的信号的宽度和适于承载具有期望频率的信号的厚度。在一些实施中，第一天线结构230和第二天线结构232中的每一个的宽度和厚度可以对应于将由天线结构承载的信号的波长(或其一部分)的整数倍。在天线结构占据窗片的可见区域的至少一部分的实施方案中，限定了天线结构的线可以制成充分薄的，使得它们对于通过IGU观看的个体基本上不可见。图2A至图2J、图3A至图3J、图4A至图4B和图5A至图5B中的示例呈现了在本公开的范围内的可用窗天线设计的一小子集，因此不应将其视为以任何方式进行限制。
在一些实施中，第一天线结构230和第二天线结构232中的每一个可以是单独寻址的或独立地驱动的，例如当每个天线是单极天线时。例如，第一天线结构230和第二天线结构232中的每一个可以经由传导总线、线或互连件(在下文在适当情况下可互换使用)电连接到对应窗控制器或用于将信号发射到第一天线结构230和第二天线结构232或用于从第一天线结构230和第二天线结构232接收信号的另一控制器或设备。另外，在一些实施中，第一天线结构230和第二天线结构232中的每一个可以具有不同于另一个的参数集合(例如，根据将要发射或接收的一个或多个相关信号的不同长度、宽度或厚度)。在一些其他实施中，IGU 202可以仅包括天线结构230和232中的一个或多于两个天线结构230和232。在一些实施中，天线中的一个被设置为接收信号，且另一个被设置为发射信号。在一些实施中，两个天线结构以互补受控的方式被驱动，就像它们是偶极天线的一部分时一样。
在一些实施方案中，接地平面和/或天线结构是在与电致变色设备相同的表面上制造的。在一个示例中，组合的接地平面和电致变色设备堆叠包括靠近玻璃基板的平坦的连续接地平面、靠近该接地平面的绝缘层、绝缘体之上的电致变色堆叠的第一透明传导层以及该透明传导层之上的电致变色设备的剩余部分。电致变色设备堆叠可以按照常规的制造工艺制造。在这种方法中，较低的接地平面可以是由某些玻璃制造商应用的TEC(氟化氧化锡)层，或者它可以由电致变色设备制造商应用，或者它可以是两者的组合。例如，现有的TEC可以被玻璃制造商修改为更厚，或者将从制造商获得的TEC与放置在TEC之上的薄的附加透明导体层的组合包括在内。
在一些实施中，图2A的IGU 202还包括位于第一窗格204的第一表面S1上的接地平面234。接地平面234可以用于使天线结构230和232是定向的。例如，如上所述，图2A至图2J示出了根据一些实施的具有能够向室内环境发射信号或从室内环境接收信号的集成天线的示例IGU 202的横截面图。这样，通过在第一天线结构230和第二天线结构232与室外环境之间形成或以其他方式包括接地平面234，第一天线结构230和第二天线结构232中的每一个可以是相对于室内环境定向的；也就是说，能够将信号发射到仅室内环境或仅从室内环境接收信号。如果不需要或不希望这样的定向性，则不包括接地平面234。在一些实施中，接地平面234可以如图所示延伸跨过基本上整个表面S1。在一些其他实施中，接地平面234可以仅沿着表面S1的靠近各自的第一天线结构230和第二天线结构232的区域延伸并且延伸跨过它们。在一些实施中，接地平面234可由传导材料诸如上述材料中的任一种(包括薄膜金属或金属合金以及传导氧化物)形成。通常，当接地平面位于IGU的可视窗区域中时，接地平面具有透光率，该透光率在窗透明状态下不会显着地降低居住者通过窗观看的能力。
图2B示出了根据一些实施的具有能够向室内环境发射信号或从室内环境接收信号的集成天线的另一个示例IGU 202的横截面图。参考图2B示出和描述的IGU 202类似于参考图2A示出和描述的IGU 202，至少以下这一差别除外，即第一天线结构230和第二天线结构232形成在第一TCO层214的各自边缘区域上。为了使第一天线结构230和第二天线结构232与第一TCO层214电绝缘，在第一TCO层214上在第一天线结构230和第二天线结构232下方提供电介质或其他绝缘材料层236。在一些实施方案中，这两个天线中仅一个设置在第一TCO层214上。例如，天线结构232可以直接设置在基板204上。
图2C示出了根据一些实施的具有能够向室内环境发射信号或从室内环境接收信号的集成天线的另一个示例IGU 202的横截面图。参考图2C示出和描述的IGU 202类似于参考图2A示出和描述的IGU 202，至少以下这一差别除外，即第一天线结构230和第二天线结构232形成在第二TCO层216的各自边缘区域上。为了使第一天线结构230和第二天线结构232与第二TCO层216电绝缘，在第二TCO层216上在第一天线结构230和第二天线结构232下方提供电介质或其他绝缘材料层236。在一些实施方案中，这两个天线中仅一个设置在第二TCO层216上。例如，天线结构230可以直接设置在基板204上或第一TCO层214上(但与它们通过绝缘层236分离)。
图2D示出了根据一些实施的具有能够向室内环境发射信号或从室内环境接收信号的集成天线的另一个示例IGU 202的横截面图。参考图2D示出和描述的IGU 202类似于参考图2A示出和描述的IGU 202，至少以下这一差别除外，即第一天线结构230和第二天线结构232是通过将第二TCO层216图案化而形成的。例如，可以使用一个或多个激光划线、激光烧蚀或蚀刻工艺来对第一天线结构230和第二天线结构232图案化并且使第一天线结构230和第二天线结构232与第二TCO层216的周边部分电绝缘。在所描绘的实施方案中，天线结构230包括两根带状线。
图2E示出了根据一些实施的具有能够向室内环境发射信号或从室内环境接收信号的集成天线的另一个示例IGU 202的横截面图。参考图2E示出和描述的IGU 202类似于参考图2C示出和描述的IGU 202，至少以下这一差别除外，即第一天线结构230和第二天线结构232形成在接地平面234上，该接地平面继而形成在第二TCO层216上。为了使接地平面234与第二TCO层216电绝缘，在第二TCO层216上并且在接地平面234下方提供电介质或其他绝缘材料层238。绝缘带状物236使天线结构230和232与接地平面234隔开。
图2F示出了根据一些实施的具有能够向室内环境发射信号或从室内环境接收信号的集成天线的另一个示例IGU 202的横截面图。参考图2F示出和描述的IGU 202类似于参考图2E示出和描述的IGU 202，至少以下这一差别除外，即接地平面234形成在第一窗格204的第二表面S2与EC设备210之间。为了使接地平面234与第一TCO层214电绝缘，在形成第一TCO层214之前首先在接地平面234上形成电介质或其他绝缘材料层238。在所描绘的实施方案中，天线结构230和232以及绝缘带状物236位于第二TCO 216上。在其他实施方案中，天线结构之一或两者均位于第一TCO 214上。
图2G示出了根据一些实施的具有能够向室内环境发射信号或从室内环境接收信号的集成天线的另一个示例IGU 202的横截面图。参考图2G示出和描述的IGU 202类似于参考图2A示出和描述的IGU 202，至少以下这一差别除外，即第一天线结构230和第二天线结构232形成在第二窗格206的第一表面S3的各自边缘区域上。在一些情况下，通过印刷诸如银墨的传导材料形成天线结构。在一些实施中，图2G的IGU 202还包括设置在第一天线结构230与第二天线结构234上的接地平面234。为了将接地平面234与第一天线结构230和第二天线结构232电绝缘，在形成接地平面234之前，首先在第一天线结构230和第二天线结构232上形成电介质或其他绝缘材料层236。在一些其他实施中，接地平面234可以设置在第一窗格204的第一表面S1上或第一窗格204的第二表面S2上，在EC设备210的下方或上方。
图2H示出了根据一些实施的具有能够向室内环境发射信号或从室内环境接收信号的集成天线的另一个示例IGU 202的横截面图。参考图2H示出和描述的IGU 202类似于参考图2G示出和描述的IGU 202，至少以下这一差别除外，即第一天线结构230和第二天线结构232是由传导氧化物层(例如，诸如与第一TCO层214和第二TCO层216相同的材料)图案化的。
图2I示出了根据一些实施的具有能够向室内环境发射信号或从室内环境接收信号的集成天线的另一个示例IGU 202的横截面图。参考图2I示出和描述的IGU 202类似于参考图2G示出和描述的IGU 202，至少以下这一差别除外，即第一天线结构230和第二天线结构232形成在第一窗格204的第一表面S1的各自边缘区域上。在一些情况下，天线结构为传导带状物诸如银墨带状物。在一些实施中，图2I的IGU 202还包括设置在第一天线结构230与第二天线结构234上的接地平面234。为了将接地平面234与第一天线结构230和第二天线结构232电绝缘，在形成接地平面234之前，首先在第一天线结构230和第二天线结构232上形成电介质或其他绝缘材料层236。
图2J示出了根据一些实施的具有能够向室内环境发射信号或从室内环境接收信号的集成天线的另一个示例IGU 202的横截面图。参考图2J示出和描述的IGU 202类似于参考图2I示出和描述的IGU 202，至少以下这一差别除外，即第一天线结构230和第二天线结构232是由传导氧化物层(例如，诸如与第一TCO层214和第二TCO层216相同的材料)图案化。
图3A-3J示出了根据一些实施的具有能够向室外环境发射信号或从室外环境接收信号的集成天线的示例IGU 202的横截面图。参考图2A-2J示出和描述的许多特征可应用于图3A-3J的实施方案，但接地平面和天线结构的相对位置相反。参考图3A示出和描述的IGU202类似于参考图2A示出和描述的IGU 202，至少以下这一差别除外，即接地平面234形成在第二窗格206的第一表面S3上。在一些其他实施中，接地平面234可以形成在第二平面206的第二表面S4上。
图3B示出了根据一些实施的具有能够向室外环境发射信号或从室外环境接收信号的集成天线的另一个示例IGU 202的横截面图。参考图3B示出和描述的IGU 202类似于参考图3A示出和描述的IGU 202，至少以下这一差别除外，即第一天线结构230和第二天线结构232形成在第一TCO层214的各自边缘区域上。为了使第一天线结构230和第二天线结构232与第一TCO层214电绝缘，在形成第一天线结构230和第二天线结构232之前首先在第一TCO层214上形成电介质或其他绝缘材料层236。
图3C示出了根据一些实施的具有能够向室外环境发射信号或从室外环境接收信号的集成天线的另一个示例IGU 202的横截面图。参考图3C示出和描述的IGU 202类似于参考图3A示出和描述的IGU 202，至少以下这一差别除外，即第一天线结构230和第二天线结构232形成在第二TCO层216的各自边缘区域上。为了使第一天线结构230和第二天线结构232与第二TCO层216电绝缘，在形成第一天线结构230和第二天线结构232之前首先在第二TCO层216上形成电介质或其他绝缘材料层236。
图3D示出了根据一些实施的具有能够向室外环境发射信号或从室外环境接收信号的集成天线的另一个示例IGU 202的横截面图。参考图3D示出和描述的IGU 202类似于参考图3A示出和描述的IGU 202，至少以下这一差别除外，即第一天线结构230和第二天线结构232是通过将第二TCO层216图案化而形成的。例如，可以使用激光划线或蚀刻工艺来对第一天线结构230和第二天线结构232图案化并且使第一天线结构230和第二天线结构232与第二TCO层216的周边部分电绝缘。
图3E示出了根据一些实施的具有能够向室外环境发射信号或从室外环境接收信号的集成天线的另一个示例IGU 202的横截面图。参考图3E示出和描述的IGU 202类似于参考图3C示出和描述的IGU 202，至少以下这一差别除外，即接地平面形成在第一天线结构230和第二天线结构232上。为了将接地平面234与第一天线结构230和第二天线结构232电绝缘，在形成接地平面234之前，首先在第一天线结构230和第二天线结构232上形成电介质或其它绝缘材料层238。
图3F示出了根据一些实施的具有能够向室外环境发射信号或从室外环境接收信号的集成天线的另一个示例IGU 202的横截面图。参考图3F示出和描述的IGU 202类似于参考图3E示出和描述的IGU 202，至少以下这一差别除外，即在形成EC设备210的情况下且在形成EC设备210之前在第一窗格204的第二表面S2上形成第一天线结构230和第二天线结构232、绝缘层236和接地平面234。
图3G示出了根据一些实施的具有能够向室外环境发射信号或从室外环境接收信号的集成天线的另一个示例IGU 202的横截面图。参考图3G示出和描述的IGU 202类似于参考图3A示出和描述的IGU 202，至少以下这一差别除外，即第一天线结构230和第二天线结构232形成在第二窗格206的第一表面S3的各自边缘区域上。在一些实施中，图3G的IGU 202还包括形成在第一天线结构230与第二天线结构234和表面S3之间的接地平面234。为了使接地平面234与第一天线结构230和第二天线结构232电绝缘，在形成第一天线结构230和第二天线结构232之前首先在接地平面234上形成电介质或其他绝缘材料层236。在一些其他实施中，接地平面234可以形成在第二窗格206的第二表面S4上。
图3H示出了根据一些实施的具有能够向室外环境发射信号或从室外环境接收信号的集成天线的另一个示例IGU 202的横截面图。参考图3H示出和描述的IGU 202类似于参考图3G示出和描述的IGU 202，至少以下这一差别除外，即第一天线结构230和第二天线结构232是由传导氧化物层(例如，诸如与第一TCO层214和第二TCO层216相同的材料)图案化的。
图3I示出了根据一些实施的具有能够向室外环境发射信号或从室外环境接收信号的集成天线的另一个示例IGU 202的横截面图。参考图3I示出和描述的IGU 202类似于参考图3G示出和描述的IGU 202，至少以下这一差别除外，即第一天线结构230和第二天线结构232形成在第一窗格204的第一表面S1的各自边缘区域上。在一些实施中，图2I的IGU 202还包括设置在表面S1上在第一天线结构230与第二天线结构234之下的接地平面234。为了使接地平面234与第一天线结构230和第二天线结构232电绝缘，在形成第一天线结构230和第二天线结构232之前首先在接地平面234上形成电介质或其他绝缘材料层236。
图3J示出了根据一些实施的具有能够向室内环境发射信号或从室内环境接收信号的集成天线的另一个示例IGU 202的横截面图。参考图3J示出和描述的IGU 202类似于参考图3I示出和描述的IGU 202，至少以下这一差别除外，即第一天线结构230和第二天线结构232是由传导氧化物层(例如，诸如与第一TCO层214和第二TCO层216相同的材料)图案化的。
图4A和图4B示出了根据一些实施的具有能够向室内环境和室外环境发射信号以及从室内环境和室外环境接收信号的集成天线的示例IGU 202的横截面图。在具有这种功能的各种实施方案中，至少一个接地平面设置在接地平面的室内侧上的一个天线结构和接地平面的室外侧上的另一个天线结构之间。面向室内的天线结构不被天线结构的室内侧上的另一个接地平面阻挡。类似地，面向室外的天线结构不被天线结构的室外侧上的另一个接地平面阻挡。在一些实施中，多个接地平面设置在面向室内的天线结构与面向室外的天线结构之间。
某些实施方案涉及贴片天线，贴片天线具有(i)窗上由传导材料形成的贴片以形成天线结构，以及(ii)可以平行于或垂直于贴片天线结构(或它们之间的任何角度)的接地平面。贴片天线可以被配置与本文其他地方所述的带状线天线类似的单极天线。虽然带状线通常相对薄(在与其形成的表面平行的尺寸上)，但是贴片相对较宽，例如，其最窄尺寸(即，与其形成的表面平行的尺寸)至少约0.5英寸。在其他实施方案中，贴片的最窄尺寸为至少约1英寸，或约至少约2英寸，或至少约3英寸。在某些实施方案中，贴片天线结构是具有适合于本文公开的带状线天线结构的厚度(直接垂直于上面形成了天线结构的表面)的连续的未图案化的传导材料贴片。在一些实施方案中，贴片天线结构是图案化的；例如，一些分形天线结构。除非另有说明，对带状线天线结构的任何讨论同样适用于贴片天线结构。
接地平面和同一平面上的天线结构
图2A至图4B的实施方案示出了不同层上的接地平面和天线结构。不必一定如此。在一些实施中，接地平面和天线结构占据单层的不同区域。例如，TCO层可以被图案化和电连接，使得TCO的接地部分用作接地平面，并且一个或多个单独连接的线用作天线结构。当例如在诸如间隔物或窗框结构之类的离框结构上提供平坦的接地平面不方便时，这种设计可能是合适的。根据层上的接地平面和天线结构的相对大小、位置和取向，用于发射或接收的辐射是如本领域技术人员所理解地分配。例如，如上所解释，从窗天线发射的辐射可以被指向远离接地平面。图9D呈现了部署在片的同一窗格上的分形贴片天线995和带状接地平面993的示例。其他示例使用接地平面的其他形状和大小，包括覆盖片一侧的全部或一部分的矩形。其他示例使用其他天线结构诸如其他形式的贴片天线、带状线天线等。
用于窗天线的天线设计的种类
天线结构相对于电致变色设备的位置
各种IGU天线设计通常属于一个或多个类别。在一个类别中，电致变色设备本身被修改为包括天线或其一部分。在此类实施方案中，天线可以被制造在该设备的透明导体层之中或之上，该透明导体层诸如邻近玻璃基板设置的透明导体层(例如，氟化氧化锡或“TEC”层)或设置在与玻璃表面相对的电致变色堆叠的顶部的上部透明导体层(例如，氧化铟锡或“ITO”层)。在电致变色设备中，两个透明导体层中的每一个连接到其自身的母线，该母线在电致变色设备的切换期间将透明传导层驱动到相反的极性。当天线设置在这些层中的一个之中或之上时，天线必须与传导层的周围部分电隔离，并且必须为天线发射线提供额外的电连接。例如，通过激光划线或蚀刻，可以有效地绘制天线设计图案并使其与周围传导层电隔离。在一些实施方案中，母线被分段，使得一个或多个段为电致变色设备转变供电，并且不同的段向天线发射电信号或从天线接收电信号。
在另一个类别中，天线结构是在与电致变色设备成一体的堆叠的层中制造的，但该层不直接用于与电致变色设备的着色或切换相关联的功能。在一个示例中，单独的传导材料层是在包含电致变色设备堆叠的基板上沉积的。在一些实施方案中，额外的层沉积在基板(玻璃)的其中制造了电致变色设备堆叠的一侧上并且该层的形成可以集成在电致变色设备堆叠层的沉积中。例如，在电致变色设备之(在远离玻璃基板的一侧)上，天线结构可以利用定义了天线结构的图案而被实现为在上部透明导体层上的绝缘层以及绝缘层上的印刷图案或图案化传导层。在一些实施方案中，专用于天线结构的单独传导层被设置有基板并且无需在电致变色设备的制造期间单独地沉积。无论如何制造专用天线结构层，它将包括用于层中或层上的天线结构的单独的电连接件。用于驱动电致变色设备的切换的两个透明传导层分别具有用于施加驱动光切换所需的极性电压的标准母线或其他连接件。
在另一类别中，电致变色设备堆叠的透明传导层之一的一部分被从下面的基板剥离，且随后天线结构(例如，使用CVD技术、滚动掩模光刻技术或传导墨水印刷技术)形成在暴露区域上。在某些实施方案中，TCO的已去除部分位于电致变色片的边缘处或附近。
在另一类别中，天线结构被设置在IGU表面而不是具有电致变色设备的IGU表面上。此类其他表面可以是与电致变色设备堆叠所在的片表面相对的表面。在一些这样的实施方案中，电致变色片包括层压结构，该层压结构包括天线结构，包括未包括在当前ECD设计中的附加层或窗格。在其他实施方案中，天线结构形成在IGU的单独片的表面上。
间隔物上的天线
图5A和图5B示出了根据一些实施的具有集成天线的其他示例性IGU 202的横截面图。在参照图5A示出和描述的IGU 202中，一个或多个第一天线结构540形成在间隔物218中的第一间隔物的内侧表面上，而一个或多个第二天线结构542形成在间隔物218中的第二间隔物的内侧表面上。第一天线结构540和第二天线结构542可以分别使用粘合剂层544和546粘附到间隔物218上。例如，第一天线结构542和第二天线结构544可以由安装或以其他方式沉积或形成在聚酯薄膜或其他粘合剂胶带上的传导箔形成。参考图5B示出和描述的IGU202类似于参考图5A示出和描述的IGU 202，至少以下这一差别除外，即图5B的IGU 202包括金属间隔物548而不是泡沫或其他绝缘间隔物218。在这样的实施中，间隔物548本身可以用作接地平面。另选地，如果间隔物或其一部分被适当地配置(大小、形状、位置、导体材料)，那么间隔物可以作为辐射天线电极被驱动。
通过电极结构和辐射性质来表征的窗天线设计
示例性单极天线
单极天线具有天线结构，该天线结构为单极、线或贴片，尽管它可以包括其他形状，例如在一些分形天线中使用的三角形形状，例如图8A和8B所示的那些。通常，在窗实施中，天线结构作为作为带状线或贴片(例如，作为TCO、铜金属或银墨的细线)设置在窗表面上。第二电极是垂直于形成天线结构的线的轴线取向的接地平面。术语“垂直”意在包括电极正好相差90度的取向以及电极不完全相差90度的取向(例如，它们在约85度至90度或约75度至90度，或约60度至90度)。接地平面设置在天线结构的一端之外，使得气体(例如，填充IGU内部的空气或气体)或其他电介质将天线结构的一端与接地平面分开。当天线结构被设置在窗上时，接地平面可以被设置在相邻结构例如窗框架、建筑框架部件如竖框或横档、IGU的间隔物、或附连至窗或前述任一元件的单独的传导性、基本平面的结构上。应用于窗天线的单极天线的基本结构在图9A中示出，该基本结构包括上面设置有传导材料带状物(天线结构952)的片950，和基本上垂直于天线结构取向的单独的接地平面954。图9D还描述了单极天线，该单极天线此时具有分形贴片作为天线结构，并且具有共面传导带状物作为接地平面。
单极天线以单个频率或窄频带发射(和/或接收)辐射。选择该应用的频率扩展。通常，扩展越窄，天线使用功率效率就越高。然而，诸如Wi-Fi之类的一些传输协议采用频率扩展(例如，2.40GHz至2.49GHz)，并且天线在可比范围内发射或接收可能是期望的。单极天线的长度由其使用的RF波的波长确定。例如，四分之一波长的单极的长度约为无线电波长的1/4。
单极天线通常全向地发射(和/或接收)辐射；例如，围绕天线结构线的轴线约360度。信号强度可以均匀或几乎均匀地分布在单极轴的周围。如果有任何超出接地平面的信号，它会辐射(或接收)较少部分。此外，它仅在单极轴方向上远离接地平面辐射(或接收)有限信号。当单极天线结构被设置在平坦表面诸如片上时，该单极天线结构会辐射到该结构的左侧和右侧，以及进入和离开该片的平面。这种定向性允许单极设计用于需要全向方位发射或接收的许多应用。
在窗上实现的单极天线相对容易制造。这可以通过玻璃窗平面上的传导材料带状物和与窗上的传导材料带状物或贴片的轴线正交定位的接地平面来实现。接地平面可以许多不同的方式来实现。例如，它可以是传导框架结构的一部分，诸如铝横档或竖框。它也可以是特别制造成为接地平面的传导薄片，例如附连到片并与单极天线结构的终端分离的金属或传导材料薄片。它也可以是形成于或附连至窗框架或绝缘玻璃窗单元的传导材料的这种平坦部分，或在具有单极结构的窗格周围的其他结构。在一些实施中，接地平面被设置在与单极电极天线结构相同的片上。与其他单极天线实施方案一样，接地平面与天线结构的轴向终端偏离，但在这种情况下，接地平面形成在片的平坦面上，天线结构位于的表面上(参看图9D)或平行表面上。在其他实施方案中，接地平面被设置在片的边缘上。例如，接地平面可以是传导带状物诸如设置在片的与单极电极结构的终端相邻的边缘上的金属带状物。在一些情况下，这样的接地平面在适当情况下被设置在片的两个或更多个边缘上以约束天线的辐射图。
在电致变色窗的情况下，单极天线具有各种应用。例如，在将信号广播到建筑物内部或外部的过程中可以使用单极天线。单极天线还可以从建筑物的内部或外部接收信号。可以使用全向单极天线来产生蓝牙信标(IEEE 802.15.1；2.4GHz至2.485GHz)、Wi-Fi中继器(IEEE 802.11；主要为2.4千兆赫兹和5千兆赫兹)、Zigbee网络通信(IEEE 802.15.4；915MHz，在美国)等。
变型单极天线具有与全向单极天线设计类似的设计，因为天线的天线结构是单极、贴片或线。并且像全向单极天线那样，这个单极天线具有接地平面，但接地平面与单极天线结构的轴平行取向。术语“平行”意在包括电极正好相差0度的取向以及电极不完全相差0度的取向(例如，它们在约0度至5度或约0度至15度，或约0度至30度)。当天线结构被设置在窗上时，接地平面可以被设置在与天线结构相同的表面上或者设置在平行表面诸如具有天线结构的窗的相对表面上，或者IGU或多个窗格的其他组件的单独窗的其中一个表面上。作为示例，图2A至图4B所示的结构可以被实现为具有平行接地平面的单极天线。
像全向单极天线那样，具有平行接地平面的单极天线以单个频率或窄频带发射(和/或接收)辐射。
与全向单极天线不同，具有平行接地平面的单极天线通常定向地发射(和/或接收)辐射；例如，围绕天线结构线的轴线的一侧约180度。信号强度可以均匀或几乎均匀地围绕180度分布。如果有任何超出接地平面的信号，它会辐射(或接收)较少部分。辐射分布可以是在与接地平面相反的方向上具有最强信号的波瓣。在一些情况下，辐射分布形成沿着天线结构轴的长度切割的圆柱体的大约一半。
在电致变色窗的情况下，具有平行接地平面的单极天线具有各种应用。例如，可以使用具有平行接地平面的单极天线来产生蓝牙信标(IEEE 802.15.1；2.4GHz至2.485GHz)、Wi-Fi中继器(IEEE 802.11；主要为2.4千兆赫兹和5千兆赫兹)、Zigbee网络通信(IEEE802.15.4；915MHz，在美国)等。
示例性偶极天线
偶极天线包括两个电极，这两个电极都是辐射(或接收)电磁能的天线结构。每个这样的电极都是单极、贴片或线，像单极电极一样。并且，与窗实施中的单极天线一样，偶极电极可以作为带状线(例如，作为TCO、铜金属或银墨的细线)设置在窗表面上。通常，偶极天线的线或贴片是平行的。术语“平行”意在包括电极正好相差0度的取向以及电极不完全相差0度的取向(例如，它们在约0度至5度或约0度至15度，或约0度至30度)。偶极天线可以被设计为具有或不具有接地平面。当存在时，接地平面可以是第三电极，并且可以以类似于全向和有限方向单极天线中的布置的方式定向为垂直于或平行于偶极天线的极。个别偶极电极可以共享单个接地平面。在偶极设计中，接地平面可以设置在传导框架结构上或如以上针对单极天线所述的其他特别设计的结构上。
当电极长度相同或基本相同时，偶极天线通常以单个频率或窄频带操作。在这种情况下，波长可以是偶极天线结构长度的长度约两倍。当天线结构具有不同的长度时，天线结构辐射(或接收)不同频率的辐射，每个辐射与不同的极(电极)相关联。
偶极天线在基本上平行于天线的两个极的两个波瓣上以最大辐射强度(或信号接收效率)并且在位于两极之间的平面上具有相对较高的强度来定向地操作。偶极窗天线的应用包括用于单极天线的应用，但在某些情况下具有更多的方向性或需要更强的信号例如城市高层建筑物的较低楼层。这些位置可能会遇到来自多个RF源的严重噪声和干扰。
图6A示出了IGU 202诸如参考图2A或图2B示出和描述的IGU 202的顶视图或平面图。在图6A的IGU 202中，第一天线结构230和第二天线结构232是中心连接作为偶极天线。在一些实施中，图6A的IGU 202还包括匹配电路650和652，用于为第一天线结构230和第二天线结构232提供阻抗匹配或滤波。例如，匹配电路650和652中的每一个可以包括一个或多个无源电路元件诸如一个或多个电感器、电容器、电阻器和/或变压器。参考图6B示出和描述的IGU 202类似于参考图6A示出和描述的IGU 202，至少以下这一差别除外，即第一天线结构230和第二天线结构232是作为单极天线而电连接的。
参考图6B，如果第一天线结构230和第二天线结构232具有相同的参数(特别是长度)并且以具有相同频率的信号同相地驱动，则它们之间将存在相长干扰。然而，如果第一天线结构230和第二天线结构232具有相同的参数(特别是长度)并且以具有相同频率的信号180度异相地驱动，则第一天线结构230和第二天线结构232的组合将用作折叠偶极子，其中第一天线结构230和第二天线结构232中的每一个用作半偶极子。此外，如果第一天线结构230和第二天线结构232的参数不同或者如果施加到第一天线结构230和第二天线结构232中的每一个的信号的频率或相位不同，则将具有相长和相消干扰，其可以用于整体上调整第一天线结构230和第二天线结构232的组合的方向性。通常，在包括多个天线设计模式(例如，以不同频率发射)的实施中，窗被配置为使得多个设计模式可以由例如网络控制器独立地寻址。在一些情况下，窗和/或控制器可以被配置为动态地选择要使用的天线以及应用哪个功率和相位。另外，在使用了分形天线的实施中，也可以使用控制器来调整分形天线的频率操作范围
在一些实施方案中，天线结构230和232或其他天线结构(诸如图8B的天线结构)位于IGU中的一个或多个片的边缘附近，使得它们被IGU间隔物遮蔽，且因此在片的可视区域内不可见。因此，天线结构可以具有线宽度和其他尺寸和光学性质，如果它们不被间隔物隐藏，则可以使它们另外可见。注意，在一些实施方案中，当间隔物遮蔽天线结构时，IGU间隔物由非传导材料制成。
图7A和图7B示出了根据一些其他实施的不同的示例性天线结构和模式。参考图7A示出和描述的IGU 202类似于参考图6A示出和描述的IGU 202，至少以下这一差别除外，即第一偶极连接的天线结构230和第二偶极连接的天线结构232每个包括通过相同信号驱动的多个偶极连接的天线结构。在所示实施中，天线结构每个具有等于相关信号四分之一波长的不同数量的整数的长度。在一些类似的实施中，一个或多个天线结构可以被实现为八木天线或对数周期天线。参考图7B示出和描述的IGU 202类似于参考图7A示出和描述的IGU202，至少以下这一差别除外，即第一偶极连接的天线结构230和第二偶极连接的天线结构232每个包括通过相同信号驱动的偶极连接的天线结构的阵列。
八木天线包括沿线分布的多个平行元件。平行元件可以附接到横杆。这些元件中至少一对作为偶极对驱动，并通过发射线连接到天线电路(发射机或接收机)。参看图7A至图7B。在平行元件中存在至少一个寄生元件，该寄生元件并不电连接至发射机或接收机，并且用作再辐射无线电波以修改辐射图的谐振器。另一个平行元件是位于被驱动元件一侧的反射器。根据具体设计，元件之间的典型间距从波长的约1/10变为1/4。导向器的长度稍短于被驱动元件的长度，而反射器稍长。
八木天线具有与偶极天线相同的频率特性。当电极长度相同或基本相同时，八木天线具有单个频率或窄频带。在这种情况下，波长可以是偶极天线结构长度的长度约两倍。当天线结构具有不同的长度时，天线结构辐射(或接收)不同频率的辐射，每个辐射与不同的极(电极)相关联。辐射图基本上是单向的，主波瓣沿垂直于元件平面内的元件的轴。窗上的应用包括需要强定向部件的应用。注意，八木天线发射和接收在天线结构的平面方向上极化的辐射。在广播辐射在水平方向上极化的情况下，设置在天窗或其他水平定向窗上的八木天线可能是适当的。
对数周期天线具有天线结构，其具有逐渐增加长度的多个偶极子驱动元件。参看例如图7A至图7B。每个偶极驱动元件包含一对平行的传导带状物或线，其可形成在窗表面上。偶极元件沿着与发射机或接收机的馈电线平行连接的线紧挨着一起设置。偶极元件按照频率的sigma函数以间隔间隔开。偶极元件中的线的长度对应于天线整体带宽的不同频率的谐振。对数周期天线的每个线元件是有源的，即电连接到馈电线。当存在时，接地平面可以以类似于单极天线中的布置的方式垂直于或平行于对数周期天线的偶极元件定向。
对数周期天线发射和/或接收由所驱动的偶极元件的长度部分确定的宽频带。对数周期天线是高度定向的，通常具有窄的波束辐射图。辐射图在对数周期天线的频率范围内几乎是恒定的。窗天线上的应用包括适用于诸如八木天线等其他偶极天线的应用。
示例性分形天线
分形天线具有带分形形状的天线结构。合适的形状的一个示例为谢尔平斯基分形形状。其他示例包括Koch曲线和Hilbert-Peano曲线。参看例如图8A至图8B。分形天线由包括西班牙巴塞罗那的Fractus公司等多家公司设计和制造。通常，在窗实施中，它作为分形设计(例如，作为TCO、铜金属或银墨的细线)设置在窗表面上。在一些实施中，第二电极是垂直于形成如以上针对单极天线所述天线结构的线的轴线取向的接地平面。在一些实施中，接地平面平行于分形天线结构的轴线来取向如具有平行接地平面的单极天线。分形天线所占据的窗面积可以相对较小；例如，最长尺寸为约4英寸或更小的数量级(例如，大约20mm×30mm)。
根据分形结构，分形天线可以具有单个或多个频率。分形天线可以被设计成具有单极天线或一组单极天线的特性。因为分形天线可以被设计成具有单极天线或一组单极天线的特性，所以它可以取决于接地平面的位置而具有全向单极天线或具有平行接地平面的单极天线(上述两者)的方向特性。分形天线的好处是它们可以在多个频率下有效地操作，同时占据窗上相对较小的空间。如图8A所示，谢尔平斯基分形的重复结构提供了每个具有不同频率的单极天线的多次迭代。在一些实施中，不同的频率可以为窗天线提供不同的应用，或者它们可以为单个应用提供不同的操作频带。
图8B示出了具有垂直于接地平面802取向的谢尔平斯基分形天线结构801的单极窗天线。在某些实施中，谢尔平斯基分形天线结构801是在片表面上制造的，并且接地平面802是在间隔物或窗框架元件如竖框或横档上实现的。
图8C示出了实现为贴片天线(图8B中的“分形贴片”)和平行接地平面的谢尔平斯基分形天线结构，该贴片天线和平行接地平面一起夹住基板诸如片。在附图中提供了示例性尺寸。通常，谢尔平斯基分形天线可以以小尺寸贴片实现，例如，具有约5英寸或更小，或约2英寸或更小的基部至顶点尺寸。
参考图8D和图8E示出和描述的IGU 202类似于参考图6A示出和描述的IGU 202，至少以下这一差别除外，即第一天线结构230和第二天线结构232是图案化或以其他方式形成为分形天线的。更具体地讲，在图8D的IGU 202中，第一天线结构230和第二天线结构232中的每一个被图案化为Koch曲线。在图8E的IGU 202中，第一天线结构230和第二天线结构232中的每一个被图案化为Hilbert-Peano曲线。在一些这样的实施中(甚至在上述其他实施中)，天线结构230和232可有利地使用银或其他传导材料纳米印刷、滚压掩模光刻或其它技术进行图案化。在这些和其他实施中，通常期望天线结构足够狭窄或透明，以便不轻易或容易地被人眼睛看到。在一些其他实施中，第一天线结构230和第二天线结构232可以被图案化以形成包括Greek关键天线的其他类型的天线。
单个窗、IGU或窗和相关联结构(诸如框架、竖框、横档等)上的多个天线
在某些实施方案中，窗和/或窗相关联的部件包含多个天线。考虑到多个天线结构的小大小和不显眼的配置，可以在单个窗(片)和/或相关联的窗部件上设置多个天线。例如，分形天线的尺寸可为约2英寸。除了窗组件的一个或多个片之外，天线也可以设置在一个或多个窗和/或天线控制器、IGU间隔物、窗框架(包括竖框和横档)等上。在一些情况下，天线被设置在窗控制器的电路板上。在一些情况下，天线被设置在粘合剂带状物上，该粘合剂带状物用于提供导体，该导体将两个或更多个元件诸如电致变色窗、天线结构、接地平面和控制器相连。在图11D、图11G和图11H中提供了此类粘合剂带状物的示例。很显然，某些设计使用两个或更多个天线，每个具有其自己的辐射图。在此类实施方案中，该设计可以解决干扰和/或空区域的可能性。
图9B呈现了示例，其中片909，其如同本文所述的很多片一样，可以是电致变色片，包含分形天线913和通用贴片天线915，每个被单独地控制，但共享单个接地平面911。在某些实施方案中，两个天线采用不同的接地平面。在一些实施中，两个天线以互补的方式被驱动，以便用作偶极天线。在其他实施中，天线不能一起工作，而是提供单独的应用，例如提供蓝牙信标并提供Wi-Fi服务。在所描绘的配置中，接地平面911与片909和相关联的天线913和915基本垂直。
图9C呈现了示例，其中片970具有设置在片表面上的三个谢尔平斯基分形天线980、982和984。虽然未示出，但可以在片970的平行表面上或在可以作为具有片970的IGU的一部分的平行片上设置一个或多个相关联的接地平面。控制器975可以设置在片970之上或附近。在一个示例中，如关于图11A至图11F所论述的，使用窗附接的载体来实现控制器975。在所描绘的示例中，在控制器975内设置通信界面974。界面974可以在片970的天线与主控制器或用于操作天线的指令的其他来源之间提供通信。在一些实施中，界面974被配置为与CAN总线对接。当然，也可以使用其他通信协议。控制器975还包括用于控制天线的逻辑。这种逻辑可以用作个别天线的接收/发射逻辑。如图所示，逻辑块978控制天线984并且逻辑块976控制天线980和982。在一些实施中，天线980和982一起操作作为偶极天线。
用于将天线部件连接到发射机/接收机逻辑的互连件
如解释，天线结构可以实现为例如传导材料线，例如在窗表面的平面上的透明传导氧化物线，但是通过电介质与接地平面分离。如上所述，至少天线结构必须每个电耦合到发射机和/或接收机逻辑，其可以在天线控制器中实现。另外，接地平面如果存在，则必须连接到地面。可以使用各种类型的电连接件(或“互连件”)用于这些目的，其类型根据天线部件和控制器驻留的窗的部分而变化。
一个或多个片边缘周围的互连件
在天线电极位于不同表面上的天线设计中(例如，它们并不都位于片的同一表面上)，可能需要在窗或IGU的各部分之间或周围通过的电连接件。例如，在IGU表面S4与S3之间、表面S4与S2之间、表面S4与S1之间、表面S3与S2之间、表面S3与S1之间、表面S2与S1之间、间隔物表面与任何IGU片表面之间、或窗框架元件(包括竖框或横档)与任何一个片表面之间可能需要电连接件。电连接件可以采取在适当时路由以形成必要连接件的线材、电缆、胶带、传导块等的形式。在一些情况下，互连件进过室内或IGU间隔物下方。在一些情况下，互连件符合需要连接的天线电极之间的片、间隔物或其他表面的边缘的形状/表面。下面介绍几个示例。这些示例中的任何一个可以被扩展以采用本文描述的其他类型的互连件。
在各种实施方案中，两个互连件从IGU上的连接器或其他相关联的窗结构发出。连接器连接到位于IGU其他地方或远程位置的天线控制器(接收机和/或发射机逻辑)。图10A至图10F呈现了位于窗或IGU之上或附近的连接器以及运行到接地平面和天线结构的分离的电连接件的示例。
图10A示出了片1001的横截面，其中电缆1003诸如屏蔽同轴电缆附接到片的边缘。电缆1003与天线接收机和/或发射机(未示出)电连通。电缆1003的接地屏蔽件1005连接片1001上的接地平面1007，并且电缆1003的中心导体1009连接片1001上的带状线或贴片天线1011。接地平面1007和天线结构1011位于片1001的相对面上。在该实施方案中，电缆1003保持其相对于天线发射机/接收机的完整性(接地屏蔽件1005围绕中心导体1009)直到其到达片1001，其中屏蔽件1005与导体1009分离以到达接地平面1007和天线结构1011的单独位置。在所描绘的实施方案中，电缆1003附接到片1001的边缘，并且从那里分为接地连接器和信号/功率连接器。在替代实施方案中，电缆1003附接到片1001的面或接近接地平面和天线结构的其他位置。
图10B示出了相关的实施方案，其中电缆1003附接到片1001的面，而不是边缘。在这个示例中，片1001形成绝缘玻璃单元的一部分，其包括平行片1013和间隔物1015。天线结构1011恰位于间隔物1015的外边缘外。如果间隔物1015不传导或例如涂覆有非传导材料，则天线结构1011可以完全地或部分地设置在间隔物下。
图10C呈现了类似的示例，但依赖于诸如标准MCX连接器的小型连接器1017将来自天线接收机/发射机的线1019连接到天线结构1011和接地平面1007。许多类型的小型(例如，尺寸不大于1英寸)的连接器可用于使连接件成为必要的连接件。由于连接器1017不包括电缆1003的接地屏蔽件，因此使用单独的传导线1021来将接地平面1007路由到连接器1017的接地终端。各种选项可用于实现传导线1021。在图10D和图10E中示出这些选项之一。如图所示，传导线1021是在从连接器1017延伸到接地平面1007时符合片1001的边缘的带状物。传导线1021可以是可延展材料如金属箔例如铜箔的带状物。另选地，传导线1021可以是包含导体(类似于图11D和11G中所示的导体)的柔性胶带，但不一定需要多于单个传导线。在图10E所示的细节中，线1021通过焊料1025连接到接地平面1007。当然，可以使用摩擦配件、传导油墨等来代替焊料。如图10D和图10E所示，传导线1023跨越从连接器1017到天线元件1011的距离。在某些实施方案中，线1023是透明传导材料或传导墨水的带状物。以下将描述片表面上的载流传导线。
图10F示出了通过传导线1023提供至贴片天线1011的电连接件的实施方案。在该实施方案中，线1029或其他独立的传导线穿过包括片1001的IGU的间隔物1027。线1029可以通过焊料或其他连接件附接到传导线1023。
片表面上的互连件
在接地平面和天线结构位于同一平面上的情况下，在图9D中提供了合适的互连设计的一个示例。如图所示，分形贴片天线995和接地平面带状物993被设置在片991的单个表面(例如，S2)上。收发器经由具有中心导体998和围绕中心导体的接地护套的电缆997连接到接地平面和贴片天线结构。接地平面带状物993通过短连接器999电连接到电缆护套，短连接器999可以例如焊接到带状物993上。天线结构995通过焊料或其他适当的连接件电连接到中心导体998。
当在窗表面上在天线结构与另一个元件诸如接地平面或发射机之间设置发射线时，发射线应被设计成它不辐射。为此，发射线可以被实现为三条平行线，中间的一条是信号承载线，且周围的是接地线。
当天线结构位于窗的相对远离片边缘(在那里接地平面、发射机或接收机连接)的区域上时，可能需要这种设计。例如，天线结构可能需要距传导框架结构如竖框或横档一定距离。
在诸如同轴布线的常规布线中，屏蔽是通过电缆内部的导体周围的接地屏蔽来实现的。在这里描述的窗实施中，其中发射线在片表面上跨越一定距离，可以通过将接地传导带状物放置在中心信号导线的任一侧来提供类似的屏蔽结构。当使用柔性胶带来提供诸如图11G所示的胶带但位于平坦表面上的电连接件时，可以采用类似的三导体结构。
控制器与天线部件之间的互连件
在一些实施中，天线控制器(例如，接收机和/或发射机控制逻辑)，其可利用电致变色窗控制器或其他逻辑来实现，可被设置在IGU的窗格上，例如，设置在可从建筑物的室内访问的表面上。在例如具有两个窗格的IGU的情况下，控制器可以被设置在表面S4上。图11A至11C描绘了各种控制器部件被设置在可安装在基座1107上的载体1108中的实施方案，该基座可以通过压敏粘合剂(例如，双面胶带等，未示出)或不同粘合剂(例如，环氧树脂或其他粘合剂)附接至内侧片1100b的表面S4。在各种情况下，载体1108可以容纳通常在天线中发现的所有部件以及任选地窗控制器。
在图11A中，IGU包括如图所示具有表面S1至S4的外侧片1100a和内侧片1100b。片1100a和1100b由间隔物1101分开，间隔物1101通过主要密封材料(未示出)气密地密封到片1100a和1100b。母线1102在间隔物1101的下方例如沿着间隔物1101的长度延展(进入和离开页面所在平面)，其中母线引线1103周向地向外延伸经过间隔物1101的边缘。载体1108与基座1107对准并配合到基座1107上。在该示例中，基座1107经由电缆1127而连接至连接器1117。在一些情况下，连接器1117可以是M8连接器。电缆1127可以向IGU传送功率和/或通信信息。功率和/或通信信息可以通过任何可用的连接件而从基座1107传送到载体1108。在图11A中，功率和/或通信信息可以分别通过基座1107和载体1108上的一个或多个连接件1125和1126而从基座1107传送到载体1108。
载体1108包括印刷电路板(PCB)1109，其上安装有各种部件1111a、1111b和1111c。部件1111a至1111c可以是本领域普通技术人员通常使用的并且例如关于图2E描述的多个不同部件。在一些情况下，电路板上的各种部件都可以设置在电路板的单侧上，而在其他情况下，部件可以设置在电路板的两侧上。控制器可以具有多于一个电路板，例如呈堆叠的格式或在同一平面中边对边。
一系列电连接结构诸如弹簧加载的伸缩探针1110a、1110b和1110c可以将功率从载体1108穿过基座1107提供到位于基座1107下方的部件。电连接结构可以提供永久的或临时的电连接件。电连接结构可以通过粘合剂、冶金结合、摩擦等提供牢固的附接。在某些情况下，可以通过弹簧加载(例如，在伸缩探针的情况下)、从载体1108/基座1107/片1100b之间的整体连接获得的压力等提供摩擦。虽然下面的示例介绍了伸缩探针，但这只是示例。连接件可以是镀金的，例如用于增加可靠性并防止腐蚀。
例如，伸缩探针1110a向电连接件1106提供功率，电连接件1106将功率从S4路由到S2，在那里提供EC膜(未示出)和母线1102。电连接件1106可以向母线引线1103提供功率。电连接件1106可以是用导线(例如，铜墨、银墨等)图案化的薄胶带、带状电缆、另一种类型的电缆、用其上或其中的传导线图案化的夹具、或不同类型的电连接件。可以向天线部件提供类似的连接件。
在一些情况下，密封材料1105可以设置在内侧片1100b与电连接件1106之间，这有助于确保IGU的内部保持气密密封。在一些这种情况下(未示出)，该密封材料1105(或另一种密封材料)可以延伸以到达沿着间隔物1101的外周边以帮助将电连接件1106靠近间隔物1101保持在适当位置。密封材料1105可以是压敏密封材料或另一种密封材料。次密封材料1104位于间隔物1101和电连接件1106的外周。另选地，连接器1106，不是围绕内部窗格的边缘穿过，而是可以经过穿过内部窗格的孔，例如其中1106在基座处发出并且因此不能被最终用户看到。在这种情况下，密封材料如1105可以用于密封1106(例如，线)，以在1106通过的内部片中在1106与孔之间进行密封。
第二伸缩探针1110b可以在载体1108与部件1115之间提供电连接，而第三伸缩探针1110c可以在载体1108与部件1116之间提供电连接。在各种实施方案中，部件1115和1116可以形成图案化到表面S4上的天线的一部分。例如，部件1115可以为天线的接地平面提供接地连接，并且部件1116可以是天线结构的一部分(例如，带状线、分形元件、对数周期元件等)。在一些实施方案中，接地平面和/或天线结构可以被设置在S1至S4中的任一个或全部上、IGU的间隔物上、窗/天线控制器本身上、框架上、竖框上或横档上或与IGU或窗相关联的另一个部件上。至天线的电连接件取决于玻璃表面上或窗格之间例如间隔物表面之中或之上的部件的位置而适当地配置。
尽管在图11A至图11C中仅示出了三个伸缩探针，但是可以根据需要提供任何数量的伸缩探针，以对不同的部件供电或从天线等接收输入。在一个示例中，提供额外的伸缩探针(未示出)，该额外的伸缩探针向类似于电连接器1106的PV连接器提供功率。PV连接器可以具有与电连接器1106相同的形状/性质，但是代替向母线输送功率，PV连接器将功率从位于表面S2上的PV膜输送到载体1108。在PV膜位于表面S3上的情况下，与图11B所示的电连接器1120类似，PV连接器可以仅仅将功率从表面S3上的PV膜传递到表面S4上的基座和/或载体。PV连接器可以如所述将功率从PV电池供应到机载电池或超级电容器。本文描述的用于在(a)载体和/或基座与(b)母线(或与母线电连接的导体)之间路由功率的机构和硬件中的任一个也可以用于在(a)载体和/或基座与(b)位于IGU的片之一上的PV膜之间建立电连接。
载体1108可以牢固地配合在基座1107上，并且在某些情况下可以锁定到位(例如，以防止盗窃并最小化任何可能的损坏)。可以在载体1108中设置鼠洞、细缝或其他开口，电缆1127可以穿过鼠洞、细缝或其他开口。电缆1127可能由于载体被定位成足够接近窗的框架而隐藏在视线之外，以便遮蔽电缆1127(电缆进入框架，例如，连接器1117在框架内并且在那里形成电连接)。
图11B呈现了与图11A所示类似的实施方案，但仅描述了两个主要区别。在图11B中，电缆1127直接连接到载体1108，而不是连接到基座1107(尽管在替代实施方案中，其可以如图11A所示进行配置)。因此，不需要任何连接件(诸如图11A的1125和1126)用于将功率和/或通信信息从基座1107传送到载体1108。在该示例中，基座1107可以是无动力的，其功率通过伸缩探针1110a至1110c而从载体1108直接传递到电连接件1120(以及部件1115和1116)。在另一个实施方案中，伸缩探针1110a至1110c中的一个或多个可以在基座1107之上终止而不是穿过基座1107。基座1107随后可以将功率经过任何可用的电连接件而传递到位于基座1107下方的部件。在一个示例中，基座1107包括传导迹线，每个迹线均将(a)伸缩探针1110a至1110c接触基座1107的点与(b)位于基座1107下方的通过相关联的伸缩探针供电的部件(例如，部件1115和1116，以及电连接件1106或1120)电连接。另选地或除此之外，该基座可以包括穿过基座而不是仅设置在基座表面上的电连接件。
图11B与图11A相对的另一个区别在于电连接件1106被替换为不同电连接件1120和块1121。电连接件1120使功率围绕内侧片1100b的边缘而从S4转移到S3。块1121使功率从S3转移到S2，在那里可以将功率输送到母线引线1103和/或天线部件。块1121可以是传导的或在其上或其中具有导体以实现该目的。在一个示例中，块1121由易于牢固地插入片1100a和1100b之间的材料制成。示例性材料包括泡沫、橡胶、硅树脂等。在一些情况下，传导线可以印刷在块上以使S2和S3电连接，在一些实施方案中，块与粘合背衬的带状电缆或柔性印刷电路配合，以在S2与S3之间形成连接。
电连接件1120可以是关于电连接件1106描述的任何类型的连接件。密封材料(未示出)可以设置在间隔物1101与块1121之间，以确保气密密封。
图11C呈现了与图11B所示类似的实施方案，但仅描述了主要区别。在图11C中，块1121替换为线1122(或一系列线)，该线使功率从S3转移到S2。在类似的实施方案中，可以提供块或薄片(未示出)以将线1122(或其他电连接件)固定在间隔物1101上。该技术可以确保当形成次密封件1104时，线1122或其他电连接件不挡道。在替代配置中，一根或多根线1122可以经由一个或多个孔穿过窗格1100b，并且任选地可以使用密封剂材料来形成气密密封，使得湿气也不能通过孔。
在图11A至图11C的每一个图中，示出了一组电连接件，其将功率从S4提供到S2。然而，应当理解，每个电致变色窗都有两个(或更多个)母线，并且电连接件应被配置为每个母线提供适当的功率连接件。另外，电连接件设计中的任一个可以用于使功率和/或数据传送到天线元件或从天线元件传送出来。
尽管在图11A至图11C中没有明确示出，但基座1107和载体1108之一或两者可以包括可编程芯片，该可编程芯片包括与相关联的IGU相关的信息，例如关于IGU中的天线和/或电致变色片的信息。此类信息可以涉及以下各项中的任一个或多个：天线配置(例如，单极、偶极、带状线、分形等)；天线的频率特性；辐射强度分布(例如，全向的)；发射或接收的辐射的极化状态；天线的驱动参数；窗的大小；窗和相关联的电致变色设备的材料；电致变色设备特有的电流和电压限制；电致变色设备特有的控制算法或其他控制参数(例如，所需的驱动和保持电压和斜率)；循环和其他寿命信息等。可能特别有利的是，将芯片包括在基座1107中以消除芯片由于错误安装在不同窗上而导致失配的风险。以这种方式，载体1108可以是基本上通用的/可交换的，使得哪个载体与哪个IGU配对都没有区别。这个特征可能会显着降低安装并发症和错误。类似地，通常在控制器中发现的其他部件中的一些可以根据需要设置在基座或其他对接设备中(例如，与在载体中提供的相反)。如其他地方所述，在对接设备本身包括通常存在于控制器中的部件的情况下，术语“控制器”可以指对接设备、载体或两者。同样在图11A至图11C中未示出，基座1107或载体1108之一或两者可以包括端口(例如，USB端口、迷你USB端口、微型USB端口等)。在各种实施方案中，端口可以被取向成使得与端口对接的设备(例如，USB驱动器)在与IGU的片平行的方向上插入。在一些其他实施方案中，端口可以被取向成使得与端口对接的设备在与IGU的片正交的方向上插入。其他选项是可能的，例如其中对接设备和/或载体不是矩形的。
图11D呈现了具有传导线的一段柔性胶带的示例；在某种意义上，它可以被视为柔性印刷电路。传导胶带以其在用于图11A所示的电连接件1106的情况下所具有的形状示出。胶带缠绕在内侧片1100b周围，延伸经过间隔物1101的外周边，并且搁置在外侧片1100a的S2上，在那里胶带可以提供与母线/母线引线(未示出)的供电连接件，其中每根母线具有一根引线。类似地，柔性胶带可用于提供与天线部件诸如接地平面和一个或多个天线结构的电连接件。在一些实施方案中，当用于与天线结构连接时，胶带可以包括三个导体而不是图11D中示出的两个导体。例如，如图11G所描绘，中心导体1191用于信号通信，并且外部导体1193接地以防止中心导体辐射。一般来讲，胶带可以在IGU的任何表面之间(例如，S4-S3、S4-S2、S4-S1、S3-S1、S2-S1和S3-S2)输送功率和/或通信。个别天线元件通过连接件连接到天线控制器(接收机和/或发射机)。在某些实施方案中，柔性胶带包括粘合剂表面，允许柔性胶带粘附到其横越的IGU结构。
图11E呈现了如关于图11A所描述IGU的一部分的视图。基座1107示为安装在内侧片1100b上。电连接件1106将功率从S4输送到S2，由此使功率传送到第一母线引线1125a和第二母线引线1125b。第一母线引线1125a可以将功率传送到第一母线，而第二母线引线1125b可以将功率传送到第二母线。在提供了额外的母线的实施方案中(例如，以在单个EC片内限定不同的区)，可以提供位于传导胶带上的额外的线以及连接至这种胶带的额外的母线引线。同样，如果窗组件的其他电部件诸如天线部件位于S1、S2、S3和/或S4上，那么柔性胶带电路可以被配置为与这些额外的部件进行电连接。基座1107在图11E中示为包括多个特征1119。这些特征可以是各种不同的部件，包括但不限于：提供用于容纳传感器(例如，光传感器)的孔；用于容纳至窗元件的连接件(例如，伸缩探针)的孔；用于在基座与载体之间传递功率和/或通信信息的连接件；用于确保载体不脱离基座(除非在适当情况下)的锁定机构等。尽管基座被描绘为具有单个柔性电路胶带类型的连接器例如延展到基座的一侧，但可能存在延展到基座的其他柔性胶带电路。例如，一个胶带可以如所描绘延展，而另一个胶带延展到基座的另一侧。该实施方案可以促进在例如S2、S3上具有关于上面的涂层、天线结构等的接触，而不必使单个电路胶带形成所有连接。尽管在某些实施方案中，为了简化制造可能需要单个电路胶带，例如会聚制造，其中使用单个位置(柔性电路)形成片之间的所有电连接。在一些实施方案中，胶带连接器可以包括超过两个传导线。它还可以包括用于将一些传导线引导到一个位置并且将一个或多个其他传导线引导到一个或多个其他位置的一个或多个分支。
图11F示出了图11E与载体1108安装在基座(未示出)上的实施方案。电缆1127向IGU提供功率和/或通信信息，并且可以连接到基座1107(如图11A所示)或连接到载体1108(如图11B和图11C所示)。连接器1117可以与另一个连接器1130配合，该另一个连接器可以经由电缆1128提供功率和/或通信。连接器1117和1130可为M8连接器，并且电缆1128可为引入线，该引入线可以如本文所述直接连接到干线。电缆1127可以是窗电缆，也称为IGU电缆。图11F示出了出自于载体1108(和/或基座1107)的不同侧的电缆1127和电连接件1106，尽管在其他实施方案中，这两个连接件均可出自于载体1108(和/或基座1107)的相同侧。即使在本实施方案中存在具有与电力的硬连接件，但仍然具有以下优点，即控制器可以在IGU的例如S4上很容易地访问并且控制器可以是例如以模块化的盒型格式可移除的。
一个实施方案是具有安装在窗的窗格上的天线控制器的电致变色窗，其中天线控制器具有基座和载体。在一个实施方案中，天线控制器具有盒型格式，其中基座和载体以可逆互锁方式彼此对接。在一个实施方案中，控制器包括电池。在一个实施方案中，电池可从控制器移除。在一个实施方案中，电池是基座的一部分。在另一个实施方案中，电池是载体的一部分。在一个实施方案中，电池是扁电池。在一个实施方案中，电池是可充电的。在一个实施方案中，电池是基于锂离子的电池。在一个实施方案中，载体和基座具有用于将载体从基座分离的防篡改机构。在一个实施方案中，基座以粘合剂的方式附接到窗格。在一个实施方案中，基座经由电路胶带或带状电缆与电致变色窗的电致变色设备电通信。在一个实施方案中，基座经由电路胶带或带状电缆与电致变色窗的天线电通信。在一个实施方案中，基座经由电路胶带或带状电缆与电致变色窗的一个或多个天线部件电通信。在一个实施方案中，基座经由电路胶带或带状电缆与电致变色窗的母线或传感器电通信。在一个实施方案中，基座的顶部(窗格的最外层)表面距离窗格的附接有基座的表面为约1/2英寸或更小，例如距离窗格的表面约3/8英寸或更小，例如距离窗格的表面约1/8英寸或更小。在一个实施方案中，载体的顶部(窗格的最外层)表面，当与基座对接时，距离窗格的附接有载体的表面为约1英寸或更小，例如距离窗格的表面约3/4英寸或更小，例如距离窗格的表面约1/2英寸或更小。在一个实施方案中，基座是矩形的。在一个实施方案中，基座的形状具有至少一个直角，使得该基座可以装配到支撑电致变色窗的框架的角部。在一个实施方案中，控制器包括至少一个显示器。显示器可以是例如LCD显示器和LED显示器等。显示器可以指示电致变色窗的着色水平或天线设置。在一个实施方案中，控制器包括控制开关例如按钮和/或键盘。控制开关可以例如对应于着色状态和/或天线设置。控制器可以包括一个或多个指示灯例如LED，以指出着色水平变化、天线状态、无线通信连接性、功率状态等；这些功能也可以通过具有或不具有单独指示灯的上述显示器来显示。在一个实施方案中，控制器包括USB端口。在一个实施方案中，控制器包括光纤通信端口。在一个实施方案中，控制器包括同轴连接端口。在一个实施方案中，控制器包括天线。在一个实施方案中，控制器具有无线通信，例如蓝牙。
IGU通常安装在框架或框架系统中进行支持。个别IGU可以安装在个别框架中，而较大数量的IGU可以安装在幕墙或类似结构中，其中竖框和横档使相邻的窗分离。所有这些部件都可以被认为形成IGU的框架。在多个实施方案中，可在包围IGU的框架中提供孔、狭缝或其他穿孔，并且可以通过穿孔馈送一根或多根线/电缆。例如，在图11F的情况下，电缆1127可以通过包围IGU的框架中的这样一个孔路由。在类似的实施方案中，电缆1127和电连接件1106二者均从载体1108(或其下方的对接设备)的同一侧发出，并且其中安装有IGU的框架包括与电连接件1106缠绕内侧片1100b的边缘处相邻的孔。这个孔可能被载体1108(或对接设备，在另一个实施方案中)的边缘隐藏，该载体可以邻接框架的内侧边缘。在一些情况下，载体1108的外侧壳体可由具有一定弹性角度的材料(例如，橡胶、柔韧塑料等)制成，使得载体很容易邻接框架而不会在它们之间形成任何空间。在其他实施方案中，尽管载体的壳体是刚性的，但柔性材料诸如泡沫或橡胶被围绕孔施加到壳体和/或框架的一侧，使得当载体与基座对接时，柔性材料遮蔽连接件1106和/或电缆1127。类似地，载体的邻接框架边缘的部分可以由这种材料制成，其中载体的其余部分由不同的材料制成。电缆1127可以穿过框架中的孔路由并与通过电缆1128输送的功率和/或通信连接。以这种方式，玻璃上控制器的外观非常干净，终端用户可能无法看到至控制器的接线或电连接件；并且由于控制器的占用面积小(例如，小于4in2、小于3in2或小于2in2)，因此它占用的窗的可见区域很少。
图11F也可以用于说明另一实施方案。例如，1108不是作为用于载体(控制器)的对接设备，而是可以是用户接口，例如控制板，例如触摸板、键盘或触摸屏显示器(且因此，例如薄的)，并且接线1106用于将用户界面连接到次密封件中的控制器。这与载体包含控制器电路和用户控制界面的实施方案类似，除了在玻璃之间例如在次密封件中移动控制器电路并使用户界面保持在玻璃上。因此，接线1106不仅将如上所述位于窗格之间的母线、天线和其他特征，而且将在该示例中也位于窗格之间的控制器电路连接到控制板。用户界面可以例如用粘合剂附连，并且可以是可去除的/可更换的。用户界面可以非常薄，例如仅具有到柔性电路1106的键盘连接，或者控制板可以是数字显示器(其也可以是薄的并且例如是灵活的)。控制界面可以是至少部分透明的。在一个实施方案中，用户控制界面和电路1106为单个部件。例如，1106背面的粘合剂密封剂1105(如上所述)也可以位于用户控制界面的背面，该用户控制界面例如因为“即剥即贴”形状因数而具有保护性背板。例如，在制造期间，在适当时针对S2和/或S3上的局部区域形成至窗格之间的母线、天线、控制器和其他部件的适当的电接触。当片在IGU形成期间被放在一起时，局部区域对准，如果一个局部区域位于例如S2和S3二者上的话。然后，将用户界面剥离并粘贴在玻璃上，例如从S3开始经过间隔物粘贴到S2上，围绕窗格1100b的边缘且然后粘贴到S4上。以这种方式，实现了会聚性的(且因此有效的)制造过程。
图11H描绘了具有用于向/从天线结构提供信号的第一部分1152和用于向电致变色设备的母线提供功率的第二部分1154的柔性带状互连件1150。在第一部分1152内，提供中心导体1164以用于承载信号往返与窗相关联的天线结构，而外部导体1160和1162接地并阻止辐射通过。在第二部分1154内，提供导体1156和1158用于为电致变色设备上的相反极性电极供电。所描绘的互连件包括分支，该分支允许第一部分和第二部分使它们的导体分离并将它们引导到母线和天线元件可以驻留的不同位置。在某些实施方案中，用于控制电致变色设备和天线部件的所有逻辑都被设置在单个位置，例如本文其他地方所述的混合窗/天线控制器。虽然在该图中未示出，但是互连件1150通常延伸超过此处所示的顶端点和底端点。
窗天线阵列
图12示出了IGU 202的阵列，诸如参考上文所示或所描述的任何实施所描述的。例如，这种阵列可以布置在建筑物的侧面或立面上。每个各自IGU内的每个天线结构可以使用不同的信号或不同的相位独立地进行控制(例如，由上述的网络控制器和对应的窗控制器)，以选择性地提供相长和相消干扰，并最终提供所发射信号的矿石粒度方向性。此外，这种布置可以用于映射室外环境或室内环境。此外，这种布置或天线阵列可以提供集体地用作广播塔或接收塔所需的增益，从而避免对其他广播(例如，蜂窝塔)的需要。
相控天线阵列可以有利于引导信号沿特定方向的发射以到达特定区域以及缩小期望接收的区域。这种定向发送或接收也被称为波束形成或空间滤波。使用了相控阵列的空间滤波通常通过组合相控阵列中的元件来实现，使得在特定角度的信号经历相长干扰，而在其他角度的信号经历相消干扰。如上所述，为了实现空间选择性，可以在发射端和接收端使用波束形成。为了在发射时改变阵列的方向性，控制器控制提供给每个发射天线元件的信号的相位和相对振幅，以在由相控阵列共同产生的波前中产生有相长和相消干涉的图案。类似地，当接收时，来自不同天线元件的信息被组合并以其他方式处理以优先地观察或以其他方式提供在特定空间区域内或沿特定方向的信息。在一些实施中，发送到每个天线(或从每个天线接收)的每个信号可以不同的“权重”放大。可以使用不同的加权模式(例如，Dolph-Chebyshev)来实现期望的灵敏度模式。例如，可以产生具有受控宽度的主瓣(“波束”)以及具有受控位置、方向或宽度的零点和旁瓣。图13A示出了常规的小区塔网络，该小区塔网络例如具有四个蜂窝塔，这四个蜂窝塔如所需要进行定位以适当重叠，以便为理论上的城镇区和农村区保持基本完全的地理覆盖。图13B描绘了通过在三个建筑物中的每一个中使用配备有天线的玻璃(例如，如本文所述的配备有电致变色天线的玻璃)来将三个建筑物用作小区塔替代品。以这种方式，可以去除传统的小区塔，并且例如可以实现更广泛的地理覆盖，同时保持完整的覆盖并且清除许多不期望的常规小区塔的景观。此外，根据需要，EC天线玻璃可用于升高每个建筑物内部的信号和/或使蜂窝流量单向或双向。天线窗可能会消除对小区塔的一些需要。
在适当的控制下，具有天线的IGU阵列齐心协力。在一个时刻，可以选择一些窗天线进行激活，而其他窗天线静置，并且激活的天线具有以指定的功率、频率和/或相位施加的辐射。作为示例，排成一行布置的相邻窗上的天线可以被选择性地激活并供电以产生定向辐射图。输送到立面中的一些或所有窗的信号也可以被控制以调节个别窗的发射和/或接收性质。另外，在一些窗包括多个天线结构模式(例如，发射或接收不同频率)的实施中，诸如上面参考图1A和图1B描述的主控制器111或网络控制器112的控制器可以被配置为动态选择要使用的天线。在采用了分形天线的实施中，控制器可以微调个别天线的操作频率。
另外，在一些实施中，本文描述的天线结构和天线可以用于在各自的IGU 102和窗控制器114、网络控制器112或主控制器111之间传送信号。例如，在一些实施中，窗控制器112可以经由本文所述的天线结构将电压或电流驱动参数传送到IGU 102内或与IGU 102相关联的驱动器。驱动器可以连接到一个或多个电源和地面，并且使用从窗控制器114接收的参数来为IGU 102内的ECD供电。作为另一个示例，在每个IGU 102包括一个或多个传感器(例如，温度传感器、电流传感器、电压传感器、光传感器或其他环境传感器)的实施中，窗控制器114可以经由本文所述的天线结构无线地请求和/或从传感器接收传感器数据。在一些其他实施中，窗控制器114可以经由本文所述的天线结构与网络控制器112或主控制器111进行通信，且反之亦然。
在各种实施中，本文所描述的天线结构中的一些或全部被配置为在选定的频率范围内操作，例如但不限于ISM频带，且特别是用于蜂窝通信的ISM频带(例如，700MHz、800MHz、850MHz、900MHz、1800MHz、PCS、AWS和BRS/EBS频带)和Wi-Fi(例如，2.4GHz UHF和5GHz SHF频带)，包括蓝牙无线技术标准使用的那些频率。这样的天线结构也可以用作微信标、微微小区和毫微微小区。
随着4G和5G无线移动电信标准的转变，蜂窝服务运营商正在从依赖大型大功率小区塔的模型转变为依赖于多个较小功率发射机的模型。动机的一部分是覆盖有覆盖度的区域并保持容量，识别接收机的功率随着距离小区发射机的距离的平方而下降。所公开的控制建筑物或甚至可能多个建筑物的多个窗的方法可能与4G/5G模型一致，其可以每个被调节到特定的发射功率和频率。
用于地面平面和/或天线结构的透明传导层的性质
一些所讨论的实施方案采用接地平面作为具有适当性质的透明传导材料片，和印刷或图案化的天线结构。在许多实施方案中，接地平面存在于IGU的可视区域中，且因此，接地平面材料应该在提供其功能所需的厚度基本透明。
作为示例，由氧化铟锡制造的接地平面可以具有约1700nm或更大的厚度，用于发射或接收2.54GHz信号。一些金属离子掺杂的TCO材料可能具有增加的传导性，且从而允许更薄的接地平面区域。金属离子掺杂剂的示例包括银和铜。
在某些实施方案中，天线图案由沉积在电致变色设备堆叠层上的细传导线限定。薄导体层可以通过印刷传导墨水或铺设诸如丝网等的线来提供。无论是由网格印刷还是以其他方式提供，传导线应当足够薄，使得它们不会影响居住者通过窗观察。当使用丝网时，其可以作为预制网提供，然后层压或以其他方式固定到用作电致变色设备堆叠的一部分或与电致变色设备堆叠集成的适当的传导层或绝缘层。另选地，可以使用滚动掩模光刻技术来沉积丝网。定义了天线的图案可以通过选择性地去除丝网区域或整根线的多个部分而产生。
窗天线结构的制造
如本文其他地方所示，可以使用各种技术在窗上制造天线。如本领域技术人员众所周知的那样，此类技术包括：印刷天线结构；覆盖沉积接地平面；蚀刻传导层以形成天线结构或接地平面；掩模；光刻等。可以采用各种材料来形成天线结构和接地平面，并且这些材料中的一些在本文其他地方进行了识别。在一些实施方案中，该材料为传导墨水诸如银墨。在一些实施方案中，该材料为传导透明材料诸如透明传导氧化物(例如，氧化铟锡)。
在某些实施方案中，电致变色窗的基板的一个或多个表面上的一个天线或多个天线包括通过溶胶-凝胶工艺沉积的材料。在某些实施方案中，溶胶-凝胶工艺涉及将胶化的前体材料应用于基板作为对应于期望天线的图案中的薄膜。在任选的干燥工艺之后，加热薄膜以形成天线。可以加热基板以实现薄膜的加热，局部或整个基板。热处理可以例如在100℃至400℃，例如150℃至350℃，在另一个示例中，200℃至300℃的范围内进行。加热可以进行约30分钟和5小时，例如约1小时和约3小时之间。
溶胶-凝胶工艺是一种用于从胶体溶液产生固体材料的方法。该方法用于制造金属氧化物，例如本文所述的用于天线的ITO和其他氧化物。胶体溶液形成离散颗粒或网络聚合物的集成网络，该集成网络是胶化前体。典型的胶化前体包括一种或多种金属氧化物和/或金属醇化物例如氧化铟锡，并且可以包含氧化硅诸如二氧化硅。在一个实施方案中，一种或多种金属氧化物和/或金属醇化物是基于以下金属的一种或多种：铝；锑；铬；钴；铜；镓；锗；金；铟；铱；铁；钼；镍；钯；铂；铑；钌，钽；锡；钛；钨；银；锌；以及锆。
薄膜图案可以例如通过喷墨印刷、丝网印刷、使用掩模喷涂等施加到基板上。在某些实施方案中，薄膜图案是窗基板上的局部区域，其中该区域不具有任何特定的图案化。局部区域具有足够的尺寸，以从其中图案化一个或多个天线，例如天线套件。在对薄膜进行热处理之后，例如通过激光烧蚀将其图案化，以形成如本文所述的天线。
可以采用各种其他沉积工艺。示例包括化学气相沉积和物理气相沉积。这些技术可以与图案化例如片上的掩模一起使用。在一个示例中，物理沉积或化学沉积工艺与传统的剥离技术一起使用，其中该工艺将光致抗蚀剂施加到片上，且然后对抗蚀剂进行图案化以显露所需的天线图案。在沉积之后，该工艺将片留下的光致抗蚀剂剥离掉，沉积有TCO或其他导体的区域除外。可以采用其他工艺如喷墨或丝网印刷，这可以在例如片上进行而不会在上面留下任何物质，或者可以在片使用例如保护性绝缘顶部涂层离开它的涂布设备之后在电致变色片上进行。
窗网络的应用
窗天线可以用于有益于光可切换窗和/或相关联系统的各种应用。这种应用的示例包括个性化服务和无线网络通信。
对于内部建筑物通信节点/硬件，窗天线可以取代常规天线中的一些或全部，诸如Wi-Fi天线、小型基站、内部中继器、网络界面等。窗天线的这种应用可以通过清除挂在墙壁/天花板上用于内部电池、计算机和其他设备连接的常规的内部天线来改善室内装饰。另外，窗天线可能会消除对小区塔的一些需要。
个性化服务
通常，个性化服务提供适用于使用了建筑物区域(例如，房间和大厅)的特定个体的窗或天线条件。不同的个体可以具有不同的相关联窗参数。例如，第一个体可能更喜欢没有Wi-Fi服务并且具有阻止无线信号进出的安全特征的相对较暗的房间。第二个体可能更喜欢具有Wi-Fi服务的更为明亮的房间。建筑物的所有房间可能具有与任一个体的偏好不匹配的默认设置。例如，默认设置可能没有Wi-Fi或安全服务和基于当日时间和当前天气条件的窗着色状态设置。通过使用个性化服务，当居住者进入建筑物的区域时，窗/天线系统确定居住者存在并且确定居住者的个人设置并且调整窗和/或天线设置以符合居住者的偏好。一些个性化可以在居住者到达某个区域之前通过外推居住者的定向运动(即通过建筑物大厅走向办公室)来执行。
在一个示例中，在建筑物的相关区域中的窗天线确定居住者已进入或正在进入。这一确定可以通过与居住者的智能电话或其他无线通信设备的通信来进行。蓝牙是用于在用户和本地窗天线之间通信的合适协议的一个示例。可以使用其他链路协议。在实施中，居住者的智能电话(或其他设备)传送由窗天线接收的用户ID。天线和网络逻辑然后通过在数据库或其他居住者参数来源中查找居住者参数来确定居住者参数。在另一个实施中，居住者的智能电话或其他通信设备存储参数并将其发送到窗天线。
居住者可用的个性化服务的示例包括以下各项中的任一种或多种：
1.居住者附近的光可切换窗的着色水平
2.通信屏蔽/放开。例如，可以将天线、接地平面等置于阻止电磁通信经过包含天线、接地平面等的窗或其他结构的状态。
3.基于零售应用的用户位置的通知。在一些实施中，建筑物的网络确定特定客户位于建筑物中的特定位置。这可以通过在该位置检测客户的移动设备与天线之间的通信来实现。基于通过天线传送的用户ID，建筑物/零售逻辑向用户发送通知(例如，通过移动设备应用)。该通知可以包含关于在客户和天线附近的商品的信息。此类信息可以包括促销(例如，销售价格)、商品规格、供应商信息、其他客户的评论、专业审查者的评论等。客户可以个性化零售建筑物参数，使得客户接收到可用信息的一些、全部或没有接收到任何可用信息。
4.一旦在附近检测到居住者，通过BMS或其他建筑物系统/网络，将个性化设置传递给非窗系统，如恒温器、照明系统、门锁等。居住者可以个性化这样的设置，以允许将设置传递到非窗设置中的一些、全部或不传递到任何非窗设置。
5.当在无线充电电路例如电感耦合电路附近检测到用户时，对诸如居住者的移动设备的小型设备进行无线充电。
可以将个体的个性化参数(例如，优选的着色水平和优选通信屏蔽)中的任何一个或多个存储在作为建筑物的窗和/或天线网络的一部分的存储设备上。在某些情况下，存储设备不在建筑物的窗和/或天线网络上，但该设备可以访问建筑物的网络。例如，存储设备可以驻留在具有与窗/天线网络的通信链路的远程位置。存储设备的远程位置的示例包括不同建筑物、公共可用的数据存储介质(例如，云)、用于多个建筑物的中央控制中心(例如，参见2014年12月8日提交并且其全部内容通过引用并入本文的美国专利申请No.62/088,943)等。在一些实施方案中，个体的个性化参数被本地地存储在用户的移动设备上或者本地窗或天线控制器上(即，位于可通过个体的个性化参数来调整的光可切换窗或窗设备的位置处的控制器)。在某些情况下，个体的移动设备不会在本地地存储参数，但可以通过与建筑物的窗或天线网络分离的蜂窝网络或其他网络访问它们。在这种情况下，可以根据需要将参数下载到移动设备，或者从远程存储位置经由移动设备提供给本地窗和/或天线控制器。在建筑物的窗和/或天线网络变得不可用(例如，网络连接被暂时断开)的情况下以及在建筑物中不存在网络的情况下，本地存储或本地访问个性化参数是有用的。
窗控制网络可以向第三方(包括其他建筑物)提供诸如天气服务的服务。此类信息可以由原始建筑物/网络用于作出本地着色决定以及由可能没有传感器、天气馈送等的第三方使用。原始建筑物可以包括被配置为将此类信息广播到其他建筑物的窗天线。另选地或除此之外，其他建筑物可以被配置为从原始建筑物接收此类信息，并且经由窗天线将信息发送到其他建筑物。
窗/天线网络可以被配置为提供安全服务，例如如果入侵者携带蜂窝电话或其他类型的无线电，则检测入侵者在建筑物的周边、附近或内部。网络还可以被配置为通过例如检测从电致变色窗读取的电流和/或电压的变化来检测何时任何窗受到破坏。
建筑物特定的个性化服务可用于办公室共享、酒店管理和/或季节性或经常性住宅和商业租赁应用。在一个示例中，多房间建筑物中的天线确定访问者在任何时间的位置，并将该位置信息提供给在用户的移动设备上显示建筑物映射图的移动应用。该映射图通过天线确定的访客当前位置进行更新。在一个示例中，蓝牙或蓝牙低能量(BTLE)是窗天线使用来与访问者的移动设备通信并确定用户ID并为用户ID提供当前位置的协议。这样的应用可以包括在紧急情况下激活的特征，特别是在存在多个访问者或学生的建筑物中。诸如火灾或地震等灾害以及诸如人质或恐怖情况之类的安全事件可能会触发移动应用并且天线激活映射图且指令撤离或到达内部安全位置。
在一些实施方案中，一个或多个窗天线可用于向建筑物的安装有窗天线的一部分或全部的居住者和/或租户提供Wi-Fi或其他服务。如果居住者/租户支付服务费用，则天线和相关控制器被激活以使服务可用。如果居住者/租户拒绝服务，则天线/控制器不会被激活进行该项服务。当然，天线/控制器可以是可用的并用于其他服务，即使当居住者/租户拒绝服务时。
无线通信
窗网络可以是有线或无线的。对于无线窗网络，天线发射和接收关于窗着色状态、故障、使用模式等的通信。可以使用诸如本文所描述的那些窗天线来发射和接收必要的通信。无线窗网络设计的示例在View,Incorporated的2014年11月24日提交的美国临时专利申请No.62/085,179中呈现，其全部内容通过引用并入本文。在某些实施方案中，在用于控制窗的电力是本地地提供，而不是从中央建筑物电源提供的情况下，提供无线窗网络。例如，在窗电力来自通过天窗或其他本地位置接收光的光伏源，或者甚至来自设置在窗上的光伏源的情况下，通信网络可以与配电网络的基础设施分离。在这种情况下，使用无线通信网络具有成本效益。
调试和现场监测
窗或IGU的调试过程(自动化或非自动化)(IGU将用于在本上下文中引用)可涉及读取和发射IGU和/或其相关窗控制器的ID。关于调试/配置电致变色窗网络的更多信息在2014年10月7日提交的且名称为“APPLICATIONS FOR CONTROLLING OPTICALLY SWITCHABLEDEVICES”的美国专利申请No.14/391,122中提出，其全部内容通过引用并入本文。
在一些情况下，使用与要配置的IGU相关联的天线的通信来识别IGU。该信息是通过网络例如与网络控制器和/或其他窗控制器共享的。该识别过程可以是生成网络上所有电致变色窗的映射图或其他目录的一个步骤，如下所述。在各种实施方案中，IGU识别/配置过程可以涉及对每个IGU控制器的单独触发或检测，以使IGU的相关联控制器向网络发送信号。该信号可以包括IGU的识别号码和/或与IGU相关联的控制器的识别号码。例如，安装者将在建筑物的物理位置中安装IGU。IGU将具有芯片或存储器，该芯片或存储器包含IGU ID以及IGU的某些物理特性/参数等。
触发可能通过各种机制发生。在一个示例中，要调试的一些或所有IGU包括天线相关联的天线逻辑，该天线逻辑被配置为当天线从IGU附近的用户的移动设备或其他用户通信设备接收到通信时触发IGU发送其ID。用户可以继而将通信设备转到调试模式，从而在接收范围内(例如，用户访问的房间中的所有IGU)发射触发信号到窗天线。由于用户或与用户的移动设备相关联的调试应用知道移动设备所在的位置，因此接收范围内的IGU可以与其物理位置相关联。在一些实施方案中，当与IGU的窗天线发生通信时，用户可以输入移动设备的位置。这也允许接收范围内的IGU与其物理位置相关联。
在一个示例中，电致变色窗的网络包括10个窗，五个房间每个设置两个窗。在IGU物理安装之后，用户/安装者可以调用窗来识别每个IGU并将其与网络中的物理位置相关联。安装者可以使用诸如电话、平板电脑、计算机等电子设备来帮助调试窗。电子设备上(或可由设备访问)的程序可以包括网络上所有电致变色窗的列表、目录和/或映射图。当安装者进入第一房间时，她可以通过走近第一电致变色窗而触发第一电致变色窗，从而使相关联的窗/天线控制器利用窗的(和/或控制器的)识别而通过网络发送信号。作为该信号的结果，已触发窗的识别可能出现在电子设备上。然后，用户可以将识别与其触发的窗的物理位置相关联。在电子设备上的程序生成(或以其他方式利用)窗映射图的一个示例中，可以在图形用户界面(GUI)中形成该关联，例如通过将触发的识别号拖动到映射图上适当位置，或者通过响应于触发的识别出现而在适当位置点击映射图。在第一窗与其物理位置相关联之后，安装者可以通过靠近第二窗(或以其他方式将发射引导到其天线)来触发第一房间中的第二窗，且从而将第二IGU/控制器的识别与其物理位置相关联。然后可以对安装电致变色窗的每个其他房间重复该过程。在一些情况下，仅仅识别房间或多个IGU的近处就足够了。在这种情况下，来自用户设备的电磁信号的发射可以由附近的多个IGU同时接收。它们中的每一个都可以将其各自的ID发送给调试程序，从而确定IGU的总体位置。在某些情况下，用户从一个房间移动到下一个房间或从一个区域移动到另一个区域，在移动过程中用户的位置是已知的或确定的。在用户的发射范围内，个别IGU可以多次响应。以这种方式，个别IGU可以消除歧义，即使其中多个IGU可以对来自用户设备的发射信号同时做出响应。
在另一个示例中，每个电致变色IGU可以包括发射与IGU有关的信息的信标，例如IGU和/或相关控制器的识别。在一些情况下，可以使用蓝牙低能量(BLE)信标。安装者可以具有接收机来允许它们读取信标。电话和其他电子设备通常具有可用于此目的的蓝牙接收机。可以使用任何适当的接收机。在调试期间，安装者可以读取关于信标的信息，以将每个IGU/控制器的识别与IGU的物理位置相关联。可以使用映射图或目录来完成此关联。
在类似的实施方案中，每个IGU可以通过网络触发，这可能导致IGU上的部件通知安装者/用户它已被触发。在一个示例中，每个IGU被配置为从它的窗天线发射特定的调试信号(例如，特定频率、脉冲串等)。可以通过网络发送信号以触发相关的IGU或窗控制器，其触发IGU发射它的调试信号。然后，用户的设备可以通过接收IGU特定的信号来识别相关的IGU。基于此过程和信息，安装者/用户可以将每个IGU/控制器与其物理位置和识别相关联。
图14A是根据某些实施方案的描绘了调试电致变色窗的网络的方法1400的流程图。例如，在所有IGU均具有相关联的控制器后，在操作1402中，创建所有窗控制器ID的列表。以下参照图14C至图14E进一步阐述了该步骤。窗控制器ID可以包括识别关于每个窗的因素的多个个体。该信息被存储在例如每个窗组件的芯片中，例如对接设备(或线束)中。在一个示例中，窗ID包括CAN ID和LITE ID。CAN ID可涉及CAN总线系统上的窗/窗控制器的唯一地址，而LITE ID可涉及电致变色IGU和/或其相关窗控制器的唯一序列号。LITE ID(或所使用的其他ID)还可以包括关于窗的信息例如窗的大小、电致变色设备的性质、在转变电致变色设备时要使用的参数等。在生成窗控制器列表之后，在操作1404中触发个别窗控制器。触发可以通过本文所述的任何方法发生。该触发使相关窗控制器发送带有窗控制器ID的信号。作为响应，通过网络访问IGU发射的数据的用户或程序可以在操作1406中将触发的窗控制器的ID与窗的物理位置相关联。在图14F和14G的上下文中进一步说明操作1404和1406。在操作1420中，确定是否有要调试的额外的窗。如果有要调试的额外的窗，则该方法从操作1404重复。当所有窗都被调试时，该方法完成。
图14B呈现了安装在建筑物的东墙上的五个电致变色窗的物理位置的表示。“LOCID”是指相关窗的位置，在这种情况下，任意地标记为东1至东5。也可以在建筑物的其他地方提供额外的电致变色窗。图14A的方法，例如如关于图14C至图14G所解释的那样，可以在图14B所示的一组窗上执行。
图14C示出了可以在图14A的操作1404期间采取的某些步骤。在这个示例中，电致变色窗的网络包括主控制器(MC)、两个或多个网络控制器(NC1-NCn)和几个窗控制器(WC1-WCm)。为了清楚起见，仅示出与在第一网络控制器(NC1)下操作的窗控制器相关的信息。虚线表示可能存在许多其他网络控制器和窗控制器。首先，用户可以通过用户应用/程序等发起命令，以使窗控制器被发现。用户应用/程序将此命令转发给主控制器。主控制器引导网络控制器发现窗控制器，并且网络控制器引导窗控制器识别自己。作为响应，窗控制器向网络控制器报告它们的ID，网络控制器向主控制器报告窗控制器ID，主控制器向用户应用/程序报告窗控制器ID。主控制器和/或用户应用/程序可以聚合该信息以创建所有窗控制器的列表。该列表可以包括详细说明哪些窗控制器受到每个网络控制器的控制的信息。该列表也可以作为示出网络上的所有相关控制器的配置的图表而被提供，如图14D所示。在一些情况下，图14D所示的网络表示可以出现在图形用户界面上。
图14E描绘了在完成操作1404并且创建窗控制器ID列表之后可以向用户呈现的用户界面特征的示例。在图14E的上部部分上，示出了相关窗的映射图。该映射图可以通过任何可用的方式来创建，并且在一些情况下可以专门地编程以进行每次安装。在操作1404之后，每个窗安装在何处仍然未知。因此，该映射图尚未显示任何窗的CAN ID或LITE ID，而是具有在调试过程中将填充有这些信息的空字段。在图14E的底部部分，提供了窗控制器ID的列表。在操作1404之后，全部窗ID(CAN ID和LITE ID)通常均已知，但它们尚未与其物理位置(LOC ID)相关联。为此，图14E的底部部分示出了已填充的CAN ID和LITE ID，而LOC ID仍然为空。可以为每个不同的网络控制器提供类似的列表。
图14F是根据一个实施方案的更详细地呈现用于执行图14A的操作1404和1406的方法的流程图。在图14F中，该方法以操作1404开始，在操作1404中，用户触发窗控制器(通过例如引导EM朝向IGU的窗天线发射)，从而致使窗控制器将窗控制器ID发送到其相关联的网络控制器。网络控制器接收具有窗控制器ID的信号，并在操作1410中向主控制器发送窗控制器ID。接下来，在操作1412中，主控制器接收具有窗控制器ID的信号，并向用户应用/程序/等发送窗控制器ID。在操作1414中，用户应用/程序显示已触发窗的窗控制器ID。接下来，在操作1418中，用户可以将已触发窗的窗ID与已触发窗的物理位置相关联。在一个示例中，用户将操作1414中显示的窗ID拖动到窗映射图上所表示的已触发窗的物理位置上。参考图14E，例如，响应于窗控制器被触发，特定窗ID(例如，CAN ID和LITE ID)可以在用户应用/程序中变为粗体或以其他方式显眼。用户可以看到粗体窗ID，然后将它拖到映射图上的适当位置处。相反，用户可以将相关窗从映射图拖到已触发窗ID上。类似地，用户可以点击已触发窗ID，并从映射图点击相关窗来关联两者。可以使用各种方法。
图14G描绘了在位于东5的窗已被识别并与其相关窗ID/位置相关联之后，与图14E所示类似的示例性图形用户界面。如图14B所示，东5的窗具有WC1安装在其上。因此，WC1的CAN ID(XXXX1)和WC1的LITE ID(YYYY1)显示在东5位置的窗下方。类似地，如图14G的底部部分所示，窗控制器ID的列表现在包括WC1的LOC ID。可以重复触发和位置/ID关联步骤，直到所有窗被识别并与其在建筑物内的位置相关联。仅仅为了在附图中清楚起见，选择WC1首先被触发这一事实。窗控制器可以按任何顺序被触发。
回到图14F，在操作1420中，确定是否有要调试的任何额外的窗。如果没有，则该方法完成。如果有要调试的额外的窗，则该方法在不同窗上重复进行，在操作1404开始。
常规的天线有时需要根据不断变化的环境条件进行调整或调谐，这些环境条件包括树叶的季节性变化、城市或住宅环境中的新建筑物、天气模式等。这种调整会改变天线辐射模式以解决变化的情况。此外，当多个天线辐射到相同的区域时，可能会发生空区域。需要仔细调整天线以消除空值。
对于常规天线，通过物理地改变已安装天线的位置和/或取向来进行调整。如本文所述，窗天线允许通过来自窗控制器或控制系统的命令来调整或调谐所发射的辐射图案，该窗控制器或控制系统提供用于选择和供电窗以解决当前要求和环境条件的适当指令。有时，控制器选择哪些天线供电，且从而定义有源天线的特定图案或阵列。在另一种方法中，控制器改变为发射天线供电的电信号的频率、功率、极化或其他性质。
这种调谐可能与电致变色窗调试过程相关。在一些方法中，当安装者设置其电致变色窗时，它会调试它们来设置光切换参数。当电致变色窗包括所公开的天线时，调试可以考虑正进行调试的建筑物的窗中的个别天线的选择和/或供电特性。校准和/或调谐作为窗一部分的天线作为调试的一部分。此外，可以执行监测或周期性调试以考虑可能对结构中的天线的发射特性产生强烈影响的变化的环境条件。在2013年4月12日提交的国际专利申请No.PCT/US13/36456和2014年4月3日提交的美国临时专利申请No.61/974,677中进一步描述了含有电致变色窗的建筑物的调试和监测，这两个申请的每个全部内容通过引用并入本文。这些应用描述了设置和/或调整可切换光学窗控制器设置例如驱动电压以根据在安装和/或在稍后的评估期间确定的局部条件引起光学切换。
在一些情况下，具有天线的一个或多个建筑物彼此交互和/或与常规的发射天线交互，其中天线以相同或重叠的频带发射信号。在这个示例中，该多个建筑物中的至少一个从建筑物窗上的天线发射辐射。一个或多个其他建筑物可以通过窗或更常规的小区塔结构进行发射。
非窗网络应用
从前面的描述明显的是，天线可以被设计、组装并以其他方式配置为取决于特定天线的应用而具有各种用途。在一些应用中，上述天线的一个或多个可被配置为用于中继器或“信号增强器”系统。在一个示例中继器实施中，IGU 202包括一个或多个第一天线和一个或多个第二天线。第一天线可以被配置为从建筑物外部的室外环境(或建筑物内的房间)接收信号。例如，所接收的信号可以是从基站、蜂窝塔或其他广播塔、卫星或无线接入点或“热点”发射的蜂窝信号、无线广域网(WWAN)信号、无线局域网(WLAN)信号或无线个域网(WPAN)信号。第二天线可以被配置为将信号发射到建筑物内部的室内环境(或建筑物内的房间)中。例如，所发射的信号可以是蜂窝信号、WLAN信号或WPAN信号。在一些这样的实施中，用于天线的控制器(无论是在窗着色状态控制器内还是在单独的天线控制器中)可以包括放大器电路或级以及一个或多个无源或有源硬件或软件滤波部件或电路诸如模拟滤波器或数字滤波器。在一些这样的实施中，所发射的信号是所接收信号的放大版本。另外，所接收的信号可以在放大之前滤波并进行各种信号处理技术和处理，使得任何噪声或其他不需要的信号分量在所发射的信号中不被放大(或至少不达到期望频率分量在发射信号中放大的程度)。应当理解，从室内环境接收的信号也可以被处理和放大以便发射到室外环境。
在一些应用中，上述天线中的一个或多个可被配置为用于协议转换器系统。在一个示例转换器实施中，IGU 202包括一个或多个第一天线和一个或多个第二天线。第一天线可以被配置为根据第一无线协议从室外环境接收信号，诸如从基站、蜂窝塔或其他广播塔、卫星或无线接入点或“热点”发射的蜂窝信号、WWAN信号、无线局域网WLAN信号或无线个域网WPAN信号。第二天线可以被配置为根据第二无线协议将信号发射到建筑物内部的室内环境中。例如，所发射的信号可以是蜂窝信号、WLAN信号或WPAN信号。在一些这样的实施中，用于天线的控制器(无论是在窗着色状态控制器内还是在单独的天线控制器中)可以包括用于在通过第二天线发射之前将所接收的信号从第一无线协议转换成第二无线协议的转换器电路或级。控制器还可以包括用于在发射之前放大转换信号的放大器。例如，蜂窝信号可以从室外环境接收、转换成Wi-Fi信号且然后发射到室内环境中。应当理解，从室内环境接收的信号也可以被转换用于发射到室外环境。
在一些应用中，可以将一个或多个天线配置为例如从广播塔或从卫星接收广播电视信号。在一些这样的应用中，所接收的电视信号然后可以以相同或不同的协议转播到房间中，以便由机顶盒或电视本身接收。类似地，可以将一个或多个天线配置为例如从广播塔或从卫星接收无线电信号。在一些这样的应用中，所接收的无线电信号然后可以以相同或不同的协议转播到房间中，以便由无线电、立体音响系统、计算机、电视或卫星无线电接收。
在一些应用中，多个天线可以用作蜂窝信号、电视信号或其他广播信号的广播器。在一个这样的示例中，大型建筑物的一些或所有窗内的一些或全部天线可被配置为服务器作为用于基站的GSM或DCS蜂窝广播塔。这样的实施可以消除传统广播塔的使用。
在一些应用中，一个或多个天线的分组或区可以用作WLAN或WPAN基站、接入点或热点。例如，如上所述的天线分组可以用作毫微微小区(例如用于4G和5G蜂窝)或微微小区。在一些这样的实施中，用于天线分组的一个或多个控制器可以经由宽带(例如DSL或电缆)连接到服务提供商的网络。毫微微小区允许服务提供商在室内或在“小区边缘”处扩展服务覆盖范围，其中由于基础架构限制或衰减(例如由建筑物的材料或其他建筑物阻挡期望的信号)，访问可能受到限制或不可用。
在一些应用中，上述天线的一个或多个可用于掩蔽。例如，建筑物的一个或多个窗内的一个或多个天线可以被配置为辐射回取消来自对象的反射的场，该对象诸如同一建筑物的另一个结构、其他建筑物或建筑物外部的其他结构。
在一些应用中，上述天线的一个或多个可用于麦克风系统。例如，IGU可以在片表面上包括一个或多个声-电换能器或这种换能器的阵列。例如，换能器可以是将声信号转换成电信号的电磁换能器(诸如MEMS麦克风换能器)，然后可以由窗控制器或单独的控制器接收和处理这些信号。例如，在扬声器电话实施中，换能器可以拾取来自相邻房间的一个或多个居住者的声信号，并将声信号转换为电信号，以由控制器进行信号处理。在一些实施中，例如未处理或处理过的电信号可以被无线地发送到与电话系统对接的设备，以便在电话会议上传送给第三方。此外，在一些实施中，电磁换能器可以检测来自背景噪声的声音信号，例如来自房间外部的室外环境的噪声(无论是室外还是室内，例如在走廊或相邻房间中)。然后，来自噪声的电信号可以由控制器或单独的设备进行处理，以从与房间内的居住者的声音相关联的频率分量中去除与噪声相关联的频率分量。在一些其他实施中，建筑物内的用户可佩戴将音频信号转换成电信号的麦克风如无线耳机，然后将电信号广播并随后由附近窗内的天线感测。即使用户在建筑物的一个或多个房间或走廊中移动，这种实施也将使得用户能够参与电话会议而无需使用电话。例如，用户还可佩戴将接收从各种附近窗中的天线发射的电信号的耳机或其他音频耳机，并将这些接收到的电信号转换成代表电话会议上其他用户的声音的音频信号。此类接收的电信号可以通过电话系统接收，并且随后通过有线或无线连接由各个附近窗中的控制器和天线接收。
在一些实施中，一个或多个窗内的一个或多个天线也可以被配置成向房间内的各种扬声器发射信号。在一些实施中，一个或多个窗内的一个或多个天线也可以被配置成对房间内的各种扬声器无线地供电。在一些实施中，一个或多个窗内的一个或多个天线也可以被配置成对房间内的各种照明设备无线地供电。例如，此类实施可以在IGU或当由从天线发射的射频发射激发时产生光的其他窗结构之中或附近提供“无极灯”例如一个或多个荧光灯管。
在一些应用中，一个或多个窗中的一个或多个天线可以被配置为发射和接收无线电波，以确定房间或建筑物外部和/或内部的对象的范围、角度或速度。更具体地讲，天线可以发射从其路径中的任何对象反射的无线电波或微波。窗内的相同或不同的天线接收和处理这些反射波，以确定对象的性质。例如，这种雷达实施可以用于映射室外或室内环境。这种映射信息可以用于更好地引导天线更好地接收感兴趣的信号或者将所发射的信号更好地聚焦到目标(例如典型的基站，而且聚焦到其他建筑物，这些建筑物本身可以被配置为使用了这种天线技术的基站)。这样的雷达实施对于安全应用可也是有利的。例如，此类雷达实施可以检测入侵者/侵入者的存在、靠近和甚至移动。实际上，围绕建筑物布置的多个窗中的多个天线可以协同工作以跟踪侵入者围绕建筑物的运动。
雷达实施也可以配置为检测天气。例如，气象站已经使用多普勒效应来检测、分类和预测天气。此类天气信息可以用作主控制器或网络控制器的另一个输入，以确定着色状态以及触发包括照明、HVAC和甚至警报系统在内的其他系统的变化。
窗之上或之内的天线也可用于其他识别、个性化、授权或安全应用。例如，房间内的天线可以用于检测来自房间居住者佩戴或以其他方式携带的RFID标签、蓝牙发射机或其他发射机的信号，以确定居住者的身份以及确定授权、许可或与这些身份相关的安全许可。
结论
在一个或多个方面，所描述的功能中的一个或多个可以在硬件、数字电子电路、模拟电子电路、计算机软件、固件中实现，包括在本说明书中公开的结构及其结构等同物或其任何组合。本文档中描述的主题的某些实施还可以被实现为一个或多个控制器、计算机程序或物理结构，例如计算机程序指令的一个或多个模块，被编码在计算机存储介质上以供窗控制器、网络控制器和/或天线控制器执行或控制窗控制器、网络控制器和/或天线控制器的操作。呈现为或用于电致变色窗的任何公开的实施可以更一般地实现为或用于可切换光学设备(包括窗、反射镜等)。
在本公开中描述的实施方案的各种修改对于本领域技术人员来说可以很明显，并且在不脱离本公开的精神或范围的情况下，本文定义的一般原理可以应用于其他实施。因此，权利要求书并不旨在限于本文所示的实施，而是符合与本公开、本文所公开的原理和新颖特征相一致的最宽范围。此外，本领域技术人员将容易理解，术语“上部”和“下部”有时是为了便于描述附图而使用的，并且指出对应于在适当取向的页面上的附图取向的相对位置，并且可能没有如所实现的反映设备的适当取向。
本说明书中在单独的实施的环境下所描述的某些特征也可以以单个实施结合实施。相反地，在单个实施的环境下所描述的各种特征也可以以多个实施中分别实施或以任何合适的子组合实施。此外，尽管上文可以将特征描述为以特定组合操作，且甚至初始也是这样要求保护的，但是来自所要求保护的组合的一个或多个特征在一些情况下可以从该组合中去除，并且所要求保护的组合可以针对子组合或子组合的变形。
类似地，为了实现所需结果，尽管以特定顺序在附图中描绘了操作，但是这不应当被理解为要求操作以示出的特定顺序或者以连续顺序来执行，或者执行所有所图示的操作。此外，附图可以以流程图的形式示意性地描绘一个或多个示例性过程。然而，未示出的其他操作可以并入示意性示出的示例过程中。例如，一个或多个附加操作可以在所示操作的任何之前、之后、同时或之间执行。在某些情况下，多任务和平行处理可能是有利的。此外，上述实施中的各种系统部件的分离不应该被理解为在全部实施中都需要这样的分离，并且应当理解的是描述的程序部件和系统通常可以被一起集成到单个软件产品或封装为多个软件产品。另外，其他实施也在所附权利要求的范围内。在一些情况下，权利要求中所述的动作可以以不同的顺序执行并且仍然实现期望的结果。

Claims (10)

1.一种用于蜂窝信号中继器的窗天线系统，其包括：
一个或多个片，所述一个或多个片中的每一者具有适于通过所述一个或多个片观察的区域；
第一天线结构，其设置在所述一个或多个片的第一表面上、间隔物上、框架结构上、竖框、或横档上，以与所述蜂窝信号中继器一起操作；以及
第二天线结构，其设置在所述一个或多个片的第二表面上、间隔物上、框架结构上、竖框、或横档上，以与所述蜂窝信号中继器一起操作。
2.根据权利要求1所述的窗天线系统，其中适于通过所述一个或多个片观察的所述区域包括至少在光学波长下基本上透明的材料。
3.如权利要求1所述的窗天线系统，进一步包括设置在所述第一表面和所述第二表面之间的电致变色装置。
4.根据权利要求3所述的窗天线系统，其中所述第一天线结构被定位以从其上安装了所述一个或多个片的建筑物外部的一个或多个区域发送和/或接收通信信号。
5.根据权利要求4所述的窗天线系统，其中所述第一天线结构位于面向所述建筑物外部的所述一个或多个区域的表面上，且其中所述电致变色装置位于面向所述建筑物内部的一个或多个区域的表面上。
6.根据权利要求1所述的窗天线系统，其中所述第二天线结构被定位以从其上安装了所述一个或多个片的建筑物内部的区域发送和/或接收通信信号。
7.根据权利要求1所述的窗天线系统，其中所述蜂窝信号中继器执行信号处理技术以滤除所接收的蜂窝信号中存在的至少一些噪声。
8.根据权利要求1所述的窗天线系统，其中所述蜂窝信号中继器用于中继符合蜂窝通信标准、无线广域网(WWAN)标准、或无线局域网(WLAN)标准的信号。
9.根据权利要求1所述的窗天线系统，其中所述第一天线结构和所述第二天线结构中的至少一个包括偶极子。
10.根据权利要求1所述的窗天线系统，其中所述第一天线结构和所述第二天线结构中的至少一个包括贴片天线。
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