EP4537428A1 - Gehäuse für eine leuchte und leuchte mit integrierter funkschnittstelle - Google Patents

Gehäuse für eine leuchte und leuchte mit integrierter funkschnittstelle

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Publication number
EP4537428A1
EP4537428A1 EP23761750.1A EP23761750A EP4537428A1 EP 4537428 A1 EP4537428 A1 EP 4537428A1 EP 23761750 A EP23761750 A EP 23761750A EP 4537428 A1 EP4537428 A1 EP 4537428A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
opening
housing
closure element
electromagnetic waves
lamp
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23761750.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Lorenz
Steffen Block
Markus Mayrhofer
Thomas Zengerle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zumtobel Lighting GmbH Austria
Tridonic GmbH and Co KG
Original Assignee
Zumtobel Lighting GmbH Austria
Tridonic GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zumtobel Lighting GmbH Austria, Tridonic GmbH and Co KG filed Critical Zumtobel Lighting GmbH Austria
Publication of EP4537428A1 publication Critical patent/EP4537428A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V15/00—Protecting lighting devices from damage
    • F21V15/01—Housings, e.g. material or assembling of housing parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V33/00—Structural combinations of lighting devices with other articles, not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10—Resonant slot antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/10—Resonant slot antennas
    • H01Q13/18—Resonant slot antennas the slot being backed by, or formed in boundary wall of, a resonant cavity ; Open cavity antennas

Definitions

  • the invention is in the field of lighting technology and relates in particular to lights that have radio interfaces and to housings of such lights.
  • Outdoor lights require protection against the ingress of water and moisture, which is not necessary for lamps in living spaces, at least to the same extent. When using lights in damp rooms, increased protection against the ingress of water and moisture may also be required. When used in a commercial environment, protection against dust, the ingress of solids or gases may be necessary to ensure safe operation of the luminaire and to avert dangers to the environment. The suitability of a luminaire for these applications is described by specifying a corresponding protection class for the luminaire.
  • the types of protection can include protection against foreign bodies and contact, with the type of protection ranging from complete protection against contact and protection from dust to complete protection against the ingress of dust (dust tightness).
  • the design of luminaires to achieve a higher degree of protection is achieved by means of largely or completely closed housings and the use of appropriately designed materials, for example closed metal housings.
  • Luminaires can advantageously use radio technology for networking with other luminaires and other lighting technology devices, with radio technology being particularly suitable for temporary and cost-effective solutions by eliminating the need for a complex one Signal cabling is excellent.
  • Radio interfaces to motion or presence detectors, and for a connection to picking or configuration devices are just two examples of particularly advantageous applications of radio interfaces in lights.
  • radio transmitter/receiver devices can be arranged in lights, which generally serve to provide communication connections, for example local radio networks (Wireless Local Area Network; abbreviated: WLAN).
  • WLAN Wireless Local Area Network
  • Additional or larger apertures, openings or windows in a housing result in certain visual appearances that are not necessarily desirable.
  • larger openings in the housing may lead to less stability or strength of the lamp.
  • the tightness of the housing can be adversely affected by openings. This also applies when additional, cost-effective seals are used, as different temperature-dependent or different aging expansion coefficients of the materials used can reduce the tightness against dust and moisture over numerous thermal cycles over the lifespan of the luminaire.
  • Flat windows of the housing with covers represent abrupt transitions and discontinuities in the wave impedance for electromagnetic waves. The resulting interfaces between spatial areas with different wave impedances cause reflections, a superposition of electromagnetic waves with different propagation paths, and thus undesirable changes in the attenuation (fading) during the propagation of electromagnetic waves Waves.
  • antennas for electromagnetic waves behind the optics of a lamp can mean that it is difficult to adapt the properties with regard to the transmission of electromagnetic waves, for example a sensitivity or a directional characteristic of an antenna diagram, without thereby affecting the optical properties of the light output to change the lamp significantly.
  • the invention therefore sets itself the task of providing improved housings for lights and lights with integrated radio interfaces that take up the aspects discussed above.
  • the housing for a lamp according to independent claim i in a first aspect, as well as the lamp according to a second aspect solve the task.
  • the housing for a lamp has at least one opening in a housing wall.
  • the housing is designed to accommodate a transmitting and/or receiving device for electromagnetic waves.
  • Both a first dimension and a second dimension of a base area of the opening in the housing wall are smaller than half a wavelength of the electromagnetic waves.
  • the first dimension is at most as long as the second dimension, with the directions of the two dimensions being perpendicular to one another.
  • An interface surrounding the opening in the housing wall is formed, a continuous adjustment of a wave resistance in the direction of a surface normal of the housing wall in the area of the opening over at least one functional section in the direction of the surface normal of the opening, which is preferably at least as long as the first dimension of the opening, to effect.
  • a closure element arranged in the opening that is permeable to the electromagnetic waves is designed in such a way that a wavelength of the electromagnetic wave is continuously adjusted over at least one functional section in the direction of the surface normal of the opening, which is preferably at least as long as the first dimension of the opening To cause waves when passing through the opening. Since the interface surrounding the opening in the housing wall causes a substantially continuous adjustment of a wave resistance in the direction of a surface normal of the housing wall in the area of the opening, the portions of the electromagnetic waves that propagate through the opening are compared to the portions of the electromagnetic waves, which are reflected in the area of the opening and do not pass through the opening.
  • the closure element which is permeable to the electromagnetic waves and is arranged in the opening, is designed to achieve a continuous adjustment of a wavelength of the electromagnetic waves as they pass through the functional section in the direction of the surface normal, the proportions of the electromagnetic waves that propagate through the opening are also compared the parts of the electromagnetic waves that are reflected in the area of the opening and do not pass through the opening.
  • the housing makes it possible to create a luminaire that has advantageous properties for transmitting and receiving electromagnetic waves through a transmitting/receiving device arranged within the housing, while at the same time being able to meet high requirements for the tightness of the housing and only a small proportion of the outer surfaces of the housing used for the transmission of electromagnetic waves. These properties increase the degrees of freedom available to the design engineer for the design and interpretation of luminaires.
  • the reduced cross section of the opening in the housing improves the aesthetic effect of the lamp.
  • the luminaire can have a high level of tightness over a long period of time by means of the closure element. This is particularly advantageous in conjunction with the use of long-lasting LED lamps in the luminaire, which do not require the lamp to be changed regularly, and reduces service life costs through extended maintenance intervals and reduced maintenance costs.
  • the transmission properties for electromagnetic waves are improved compared to comparable housings, since a continuous adjustment of the wave resistance along the functional section is achieved when the electromagnetic waves are transmitted through the opening.
  • the housing is designed to be cost-effective in terms of processing time and material, as only small components such as a small opening and a closure element with small dimensions are affected.
  • the housing for a lamp in one embodiment shows the closure element arranged in the opening designed to close the opening in a gas-tight, dust-tight and/or liquid-tight manner.
  • the housing makes it possible to create a luminaire that has advantageous properties for transmitting and receiving electromagnetic waves through a transmitting/receiving device arranged within the housing, while at the same time can meet high requirements for the tightness of the housing and only covers a small proportion of the outer surfaces of the housing used for the transmission of electromagnetic waves.
  • the housing can have the closure element arranged in the opening consisting essentially of a dielectrically active material (dielectric material), the closure element having a location-dependent changing dielectric constant of the dielectric material, the closure element having a location-dependent changing effective dielectric constant of the dielectric material for the wavelength of electromagnetic waves (wavelength X), and / or the closure element is constructed from at least two different materials, each with a different permittivity.
  • dielectric material dielectrically active material
  • the closure element having a location-dependent changing dielectric constant of the dielectric material
  • the closure element having a location-dependent changing effective dielectric constant of the dielectric material for the wavelength of electromagnetic waves (wavelength X)
  • wavelength X wavelength of electromagnetic waves
  • the closure element arranged in the opening can be a material made up of at least two components with different permittivity or effective permittivity, the relative proportions of which change over the length of the functional section in order to achieve the permittivity or effective permittivity that changes depending on the location in the direction of the surface normal of the opening to reach.
  • This can be done, for example, using a foam-like material, one of the two components then being air.
  • the structures formed in the material by the mixture of the two components are smaller than the wavelength, preferably by at least a factor of 4 or 5. In the case of a foam, this condition applies to both the dimension of the cavities and the wall structures delimiting the cavities from one another.
  • the closure element arranged in the opening can have geometric structures inside, the geometric structures having length dimensions that are smaller than a wavelength of the electromagnetic waves.
  • the closure element arranged in the opening can essentially be constructed of a dielectrically active material, with an effective permittivity of the closure element in the area of the inside of the housing essentially corresponding to a permittivity of the air, and increasing towards higher values towards the outside of the housing the dielectric constant than the dielectric constant of the air.
  • the closure element arranged in the opening can have a substantially conical shape in the direction of a surface normal of the housing wall, at least in a partial area of the functional section.
  • the closure element arranged in the opening and/or the inner boundary surface of the housing wall around the opening can be designed to cause a directivity of a radiation characteristic of the electromagnetic waves in the external space around the housing.
  • An adjustment of the radio coverage around the lamp can thus be achieved by means of the design of the housing of the lamp, in particular the geometry of the opening, the geometry of the closure element, and/or the material of the closure element and its spatial properties.
  • the housing for a lamp shows the closure element arranged in the opening and/or the inner boundary surface of the housing wall designed in such a way that a polarization of the electromagnetic waves in the outside space around the housing, and/or in the interior of the housing, and/or a polarization-dependent one To cause transmission of electromagnetic waves through the opening.
  • a geometry of the interface of the opening of the housing wall can be designed to guide the electromagnetic waves as they pass through the opening.
  • the housing for a lamp according to a further embodiment is characterized in that a change in a cross section of the opening or the material properties of the closure element arranged in the opening extends from an outer surface of the housing wall into the interior of the housing, and / or the change in the Cross section of the opening or the material properties of the closure element arranged in the opening extends from an inner surface of the housing wall towards a space outside the housing.
  • a greater depth of the opening and/or the closure element is thus achieved in the main direction of propagation of the electromagnetic waves. This allows a flatter transition of the wave resistance to be achieved in the area of the opening. The transmission properties of the electromagnetic waves through the opening are improved.
  • the electromagnetic waves can have frequencies around 2.45 GHz, in particular in a frequency band of 2.40 to 2.49 GHz. This means that the opening and, if applicable, the closure element are designed for a frequency band that is often used and released in the area of radio communication, in particular indoor wireless communication.
  • a housing according to one of the embodiments is characterized in that the closure element is to be arranged in at least two different spatial orientations in the opening, and the closure element is further designed to bring about different transmission properties for the electromagnetic waves through the opening depending on the orientation, if the closure element is arranged in the opening of the housing wall.
  • the luminaire according to the second aspect comprises a housing according to the first aspect and the transmitting and/or receiving device arranged inside the housing of the luminaire.
  • the lamp can also include the usual lamps, driver devices for lamps, power supply interface devices, and optical elements such as optical lenses, diffusing lenses.
  • the lamp and in particular the housing of the lamp, can be designed to be gas-tight, dust-tight and/or at least splash-proof.
  • Fig. i excerpts from a top view and a side view of a housing of a lamp in a first embodiment
  • FIG. 4 shows a cross-sectional view of a further embodiment of a closure element
  • 5 shows a detail from a side view of a housing of a lamp in a further embodiment
  • 6 shows a detail of a top view of a housing of a lamp of a further embodiment
  • FIG. 7 shows a top view of a further embodiment of a closure element and a top view of the further embodiment of the closure element rotated by 90°
  • FIG. 8 shows a detail from a top view and a detail on the one hand view of a further embodiment of a housing of the lamp
  • FIG. 9A shows a detail from a side view of an arrangement comprising a housing for a lamp in an embodiment with a further embodiment of a closure element arranged in a first position on the housing,
  • FIG. 9B shows a detail from the side view of the arrangement comprising the housing for the lamp in an embodiment with the further embodiment of the closure element arranged in a second position on the housing,
  • 9C shows a detail from the side view of the arrangement comprising the housing for the lamp in an embodiment with a further embodiment of the closure element arranged in a third position on the housing.
  • Fig. 1 shows sections of a top view and a side view of a housing of a lamp in a first embodiment.
  • the lamp 1 is shown with its housing 2 in the upper part of figure 1 with a section in a top view.
  • the lamp 1 shows two side walls 3.1, 3.2.
  • a bottom surface 4 of the housing has an opening 5.
  • the opening 5 is designed in such a way that a radio transmitting/receiving device arranged within the housing 2 with an antenna also arranged within the housing can communicate with further radio devices by means of electromagnetic waves, the further radio devices being arranged outside the lamp 1.
  • the bottom surface 4 extends in the xy plane.
  • the opening 5 has a first and a second dimension, with at least both dimensions being smaller than half the wavelength of the electromagnetic waves.
  • the first and second dimensions are a first side length and a second side length of the rectangular opening 5 in the example shown, which extend in the x direction or y direction, is shorter than a length a.
  • the length a can essentially correspond to half a wavelength
  • the lower partial figure 1 shows a schematic partial view of the lamp 1, in particular its housing 2, in a section in the xz plane.
  • the opening 5 has a first side length ai in the plane of the bottom surface 4 in the x direction.
  • the side length ai is shorter than the length a.
  • the opening 5 is surrounded by webs 6, 7 which extend into the interior of the housing 2.
  • the webs include a first web 6 and a second web 7.
  • the webs 6, 7 can be designed to be integrated with the bottom surface 4 of the housing 2.
  • a distance between the mutually facing surfaces of the first web 6 and the second web 7 changes in the z direction, i.e. in a direction that is arranged perpendicular to the plane of the bottom surface 4 or a plane of the opening 5.
  • the distance between the mutually facing surfaces of the first web 6 and the second web 7 can widen from a distance in the plane of the opening 5 corresponding to the first side length ai of the opening 5 to a distance a2, the distance a2 being at one the end of the webs 6, 7 facing away from the opening 5 is reached.
  • the distance a2 is larger than the distance ai, which essentially corresponds to the first side length of the opening 5.
  • the increase in the distance between the webs 6, 7 from ai to a2 takes place continuously, at least in a functional section that is longer than the distance ai, i.e. with a constantly and strictly monotonically increasing distance from ai to a2.
  • the functional section extends in the direction of the surface normal of the opening 5 and can extend from the outer surface towards the ends of the webs 6, 7 or from the inner surface towards the ends of the webs 6, 7, which has manufacturing advantages.
  • the ratio of the distance ai to a2 can be, for example, 0.5 to 1.
  • the opening is therefore significantly smaller than a comparable opening in a known housing 12 with a corresponding diameter a in order to achieve comparable transmission properties.
  • the webs 6, 7 create an opening 5 with a depth in the z direction
  • the depth of the opening 5 can be created from sheet metal of the housing 2 by deep drawing or an embossing process. Alternatively, several metal sheets can also serve as a starting point for creating the opening 5 with a depth in the z-direction, the surface normal of the housing base 4.
  • the geometry of an inner peripheral surface surrounding the opening 5 is thus designed such that an electromagnetic wave propagating into the opening 5 and/or emerging from the opening 5 sees a continuous change in the width of the opening 5, and so that there is also a continuous change in wave resistance. In particular, there is no abrupt, sudden transition in the wave resistance in the area of the opening 5. This results in advantageous transmission properties for the electromagnetic wave through the opening 5, although the opening only has a small width.
  • the distance a2 can be in the order of magnitude of the wavelength X of the electromagnetic waves.
  • the distance a2 can in particular essentially correspond to X/2 or X/4.
  • the change in the distance between the mutually facing inner surfaces of the first web 6 and the second web 7 can be linear or non-linear in the z direction.
  • the webs 6, 7 form a funnel-like or horn-like arrangement in the xz plane, which is arranged perpendicular to the xy plane of the opening 5.
  • the design of the webs 6, 7 causes the electromagnetic waves to be guided through the opening 5 and causes an increase in the electromagnetic power transmitted through the opening 5 compared to an opening 5 with the first side length ai without correspondingly designed webs 6, 7.
  • the second side length b of the opening 5 (second dimension) is larger in the illustrated embodiment of the housing 4 than the first side length ai.
  • a reduction in the cross section of the opening 5 is achieved by forming the opening 5 in the x direction.
  • the advantageous reduction in the opening area becomes clear. This achieves additional degrees of freedom for the design of the lamp 1 without a significant deterioration in the transmission and reception properties of an antenna arranged within the housing 2.
  • the housing 2 can be formed from materials that are impenetrable to electromagnetic waves, in particular metallic material.
  • the opening 5 is open, i.e. shown without a closure element 11 arranged in the opening 5 and made of a material that is transparent to electromagnetic waves. This allows the air exchange that is desired in certain applications, for example for cooling modules arranged within the lamp 1, to take place.
  • a closure element arranged in the opening 5 made of a material that is transparent to electromagnetic waves can be provided for a lamp 1, which must meet certain requirements for the tightness of the housing 2 against moisture, water, dust or foreign bodies.
  • the reduction in the cross section of the opening 5, contrary to the case shown in the drawing in FIG. 1, can be achieved by designing the opening 5 with a reduced second side length b in the y direction.
  • further webs can be arranged along the second side length b in the y direction. The design and arrangement of the further webs can be carried out in accordance with the first web 6 and the second web 7.
  • the pairs of webs arranged in the two directions can be connected to one another at their ends.
  • Fig. 2 shows sections of a top view and a side view of a housing 21 of a known lamp 20.
  • the lamp 20 is shown with its housing 21 in the upper part of Figure 2 with a section in a top view.
  • the lamp 20 has two side walls 22, 23.
  • the bottom surface 24 of the housing has an opening 25.
  • the opening 25 is designed in such a way that a radio transmitting/receiving device arranged within the housing with an antenna also arranged within the housing 21 can communicate with further radio devices by means of electromagnetic waves, the further radio devices being arranged outside the lamp 20.
  • the opening 25 has dimensions which are of the order of magnitude of the wavelength X of the electromagnetic waves.
  • radio frequencies around 2.45 GHz particularly in the range from 2.405 to 2.85 GHz
  • the corresponding wavelengths X (free space wavelength) of the electromagnetic waves when propagating in air-filled free space are then between
  • the ISM band with frequencies around 2.4 to 2.5 GHz can be used in particular for radio communication, for local radio networks (English: Wireless Local Area Networks; abbreviated: WLAN; e.g. under the IEEE 502.11 standards) or short-range radio methods (English: Wireless Personal Area Networks; abbreviated WPAN; e.g. under the standards IEEE 802.15).
  • Radio communication methods in this frequency band include methods such as Wifi®, Bluetooth®, and ZigBee®.
  • the dimensions of the opening 25 are in the range of the wavelength X.
  • a length of the smaller side length a of the rectangular opening 25 is in the range of the wavelength Waves (X/2).
  • FIG. 2 shows the lamp 20, in particular its housing 21, in parts in a vertical sectional view.
  • the part of the bottom surface 24 of the housing 21 is shown in which the opening 25 is arranged.
  • the tightness of the housing 21 can be adversely changed, for example when using additional, cost-effective seals, since different temperature-dependent or different aging expansion coefficients of the materials used can reduce the tightness against dust and moisture over numerous thermal cycles over the life of the lamp.
  • Flat openings 25 of the housing 21 with covers represent abrupt transitions and discontinuities in the wave impedance for electromagnetic waves.
  • the resulting interfaces between spatial areas with different wave impedances cause reflections, unwanted superimposition of electromagnetic waves of different propagation paths, and changes in the attenuation of electromagnetic waves.
  • protection classes for luminaires are specified in national and international standards. Examples of IP codes can be found in the standards DIN EN 60529 or ISO 20653 for road vehicles. Examples of types of protection include protection against foreign bodies and contact, with the types of protection extending beyond complete protection against contact, and protection from dust through to complete protection against dust ingress (dust tightness). Further examples of the types of protection include protection against dripping water falling at an angle or from all sides, at an angle up to a certain angle or spray water falling from all sides, splashing water from all sides, water jets, temporary or continuous immersion in water, or for protection during high-pressure or steam jet cleaning.
  • the design of luminaires to achieve a higher degree of protection is achieved by means of largely or completely closed housings and the use of appropriately designed materials, for example closed metal housings.
  • Metal housings are often made from sheet steel, aluminum or magnesium casting.
  • Luminaires 20 can advantageously use radio communication methods for networking with other luminaires and other lighting technology devices, with radio technology being particularly excellent for temporary solutions and cost-effective solutions by eliminating the need for complex signal cabling.
  • Radio interfaces to motion or presence detectors, for a connection to picking or configuration devices, are examples of particularly advantageous applications of radio interfaces in lights.
  • a robust design of the lamp 20, for example by means of a housing 21 made of sheet metal, in order to achieve a higher degree of protection or to implement a special lamp design, is disadvantageous for the use of electromagnetic waves in the context of radio applications, since electromagnetic waves pass through the conductive materials are strongly attenuated, reflected or shielded.
  • Such properties can apply to housings 21 made of metallic materials as well as materials with high dielectric constants 8 r or high dielectric losses.
  • Housings 21 made of glass have high dielectric constants s r , while plastics with a residual water content are unfavorable in terms of their dielectric losses.
  • Additional or larger apertures, openings or windows in a housing 21 result in certain visual appearances that are not necessarily desirable.
  • larger openings in the housing 21, such as those represented by the openings 25, may lead to less stability or strength of the housing 21.
  • FIG 3 shows sections of a top view and a side view of a housing 12 of a lamp 10 of a further embodiment in conjunction with a closure element 11 in a first embodiment.
  • the housing 12 of the lamp 10 has a bottom surface 4 and side surfaces 3.1, 3.2.
  • An opening 5 is arranged in the bottom surface 4 and can connect the interior of the housing 12 to the exterior of the housing 12.
  • the opening 5 is smaller in both spatial directions than half the wavelength X of the electromagnetic waves.
  • a closure element 11 is arranged in the opening 5.
  • the closure element 11 is formed from a dielectric material and, when inserted into the opening 12, completely closes it.
  • the dielectric material of the closure element causes electrically effective dimensions of the opening 5, which are larger than the actual, geometric dimensions of the opening 5, due to the corresponding permittivity of the dielectrically active material (dielectric material). It is particularly advantageous if the closure element 11 extends to a sufficient depth in the direction along the z-axis into the interior of the housing 12 in order to expand a width ci of the inserted closure element 11 in the area of the opening 5 to a larger width C2 as smoothly as possible at an end of the closure element 11 opposite the opening 5. This depth is at least as large as the length of a functional section in the direction of the surface normal of the opening, over which a cross section of the closure element 11 changes continuously and strictly monotonously.
  • the length of the functional section is at least as large as the width C2, which corresponds to the first dimension ai of the opening 5.
  • the width of the closure element changes continuously from ci to C2, ie the width increases steadily and strictly monotonically.
  • a continuous expansion of the width of the closure element n in the z direction towards the inside of the housing i.e. a surface normal of the surface of the opening in the xy plane, which corresponds to the plane of the bottom surface 4
  • the transmission properties of the opening closed with the closure element 11 are accordingly advantageous, since a reflected component is correspondingly low.
  • cross section of the closure element 11 preferably also apply in an analogous form to the geometry of the cross section in the longitudinal direction of the opening, i.e. the az plane.
  • the closure element 11 can have a homogeneous material structure with a constant dielectric constant across the closure element 11.
  • the housing of the lamp 10, in particular the bottom surface 4 and the side surfaces 3.1, 3.2, can be made of sheet metal.
  • the closure element 11 can be formed in one piece, with the closure element 11 according to FIG. 3 having a first section and a second section.
  • the first section can be essentially cylindrical cuboid and have essentially constant dimensions, in particular in the direction of the z-axis.
  • the first section allows insertion of the closure element 11 into the opening 5 of the housing 12.
  • the dimensions of the first section of the closure element 11 in the xy plane are selected so that they completely close the opening 5 when the closure element is inserted into the opening 5 .
  • An outer surface of the closure element 11, which is visible from outside the housing 12 when the closure element is inserted into the opening, can be designed in such a way that there is no adjustment of the electrical properties in the outer area of the lamp 10, i.e. outside the housing 12.
  • the outer surface can, for example, when the closure element 11 is inserted into the opening, be flush with an outer surface of the bottom wall 4 in order to make the opening 5 as inconspicuous as possible for the viewer. This is indicated in Figure 3.
  • the outer surface of the closure element 11, which is visible to an observer from outside the housing 12 when the closure element is inserted into the opening, can be designed in such a way that the electrical properties are also adapted in the outer area around the housing 12. This means that the electromagnetic Waves are transmitted particularly well through the small electrical opening 5 because they are low-reflection and low-loss.
  • the second section of the closure element n is trapezoidal in cross section and forms the functional section.
  • the second section of the closure element n extends into the interior of the housing 12 when the first section of the closure element 11 is inserted into the opening of the housing 12.
  • the first section inserted into the opening 5 thus clearly defines the spatial position of the closure element 11 and its second section within the housing 12.
  • the interfaces of the closure element 11 with the environment in the case of the second section, and with the environment and with the housing 12 in the case of the first section, represent discontinuities of the dielectricity 8 (permittivity, formerly: dielectric constant).
  • the factor s r is a material-dependent permittivity (permittivity number, relative permittivity), which, in addition to being dependent on the respective material, is also direction-dependent, frequency-dependent, temperature-dependent and dependent on electric and magnetic field strength.
  • an at least partial reflection of the electromagnetic waves takes place depending on the difference in the dielectricity 8 of the materials abutting at the respective interface, as well as the geometry of the interface.
  • the functional section which is trapezoidal in cross section, guides the electromagnetic waves in the z direction.
  • the conically shaped second section thus effects a function corresponding to the webs 6, 7 of the embodiment shown in FIG.
  • the design of the lamp 10 with a housing 12 and at least one opening 15 closed with a closure element 11 has the advantage of a simple dust-tight or waterproof design of the lamp 10. This means that lights 10 can be implemented for increased requirements with certain protection classes, which also have integrated radio transmitting and receiving devices.
  • the closure element n enables the design of a lamp io designed for increased requirements from certain protection classes, which can also accommodate integrated radio transmitting and receiving devices within the housing 12.
  • Figure 4 shows a schematic view of a further embodiment of a closure element 11′.
  • the closure element n' has a further (third) section which is arranged on the opposite side of the first section facing away from the second section and forms a further functional section.
  • the further section can be designed symmetrically to the second section.
  • the closure element 11 ' can be designed in several parts, for example in two parts, for easier assembly in the opening 5.
  • the first, cylindrical, section and the second section can thus form a first part of the closure element n', while the further section forms a second part of the closure element n'.
  • the closure element 11 can be mounted in the opening, for example, by first inserting the first part of the closure element 11 'with the cylindrical first section into the opening 5, and then the second part of the closure element 1T with the first part inserted in the opening 5 Part of the closure element 1T is connected.
  • the closure element 11′ is advantageous because the electromagnetic waves are guided on both sides of the opening 5 of the housing 12.
  • closure elements 11 and 1T discussed and shown in Figures 3 and 4 use a specific geometric design of the closure element 11, 1T in order to effect an electrically effective enlargement of the opening 5, which is small at least in one dimension perpendicular to the direction of passage through the bottom surface 4 .
  • the material of the closure elements 11, 11′ can have a homogeneous, in particular spatially constant, permittivity.
  • the closure element 11, 1T can have a continuous or stepwise change in the dielectric constant of the material in at least one spatial direction.
  • the continuous or gradual change in the dielectric constant of the material can be combined with a change in the geometric design of the closure element 11, 1T in order to adapt the wave resistance and particularly favorably To achieve properties for the transmission of the electromagnetic waves along the z-axis, i.e. through the opening 5.
  • An adjustment and location-dependent change in the dielectric constant of the closure element 11, n' in the direction of the surface normal of the opening 5 can be achieved by adjusting a material density, for example when using foams as the material for the closure element 11, 11.
  • FIG 5 shows a section of a schematic side view of a housing 2' of a lamp 1 in a further embodiment.
  • the housing 2' is shown in a sectional view in the xz plane.
  • the housing 2 'comprises the housing 2 according to Figure 1 with a lower wall 4 of the housing 2, which has an opening 5.
  • the opening 5 is designed in such a way that a radio transmitting/receiving device arranged within the housing 2 with an antenna also arranged within the housing 2 can communicate with further radio devices by means of electromagnetic waves, the further radio devices being arranged outside the lamp 1.
  • the lower wall 4 extends in the xy plane.
  • the opening 5 has dimensions that are smaller than half the wavelength of the electromagnetic waves in both spatial directions.
  • a first side length ai of the opening 5, which extends in the x direction, is shorter than a length a.
  • the opening 5 has a first side length ai in the plane of the bottom surface 4 in the x direction.
  • the side length ai is shorter than the length a.
  • the opening 4 is surrounded by webs 6, 7, which extend into the interior of the housing 4.
  • the webs include a first web 6 and a second web 7.
  • the webs 6, 7 can be designed to be integrated with the lower wall 4 of the housing 1.
  • a distance between the mutually facing surfaces of the first web 6 and the second web 7 changes in the z direction, i.e. in a direction that is arranged perpendicular to the plane of the bottom surface 4 or a plane of the opening 5.
  • the distance between the mutually facing surfaces of the first web 6 and the second web 7 can widen from a distance in the plane of the opening 5 corresponding to the first side length ai of the opening 5 to a distance a2, the distance a2 being at one the end of the webs 6, 7 facing away from the opening 5 is reached.
  • the distance a2 is larger than the distance ai, which essentially corresponds to the first side length of the opening 5.
  • the change in the distance between the mutually facing inner surfaces of the first web 6 and the second web 7 can be linear or non-linear in the z direction.
  • the webs 6, 7 form a funnel-like or horn-like arrangement in the xz plane, which is arranged perpendicular to the xy plane of the opening 5.
  • the design of the webs 6, 7 causes the electromagnetic waves to be guided through the opening 5, and causes an increase in the electromagnetic power transmitted through the opening 5 compared to an opening 5 with the first side length without correspondingly designed webs 6, 7.
  • the one on the inside The geometry formed by the housing corresponds to the exemplary embodiment of FIG. 1 described above.
  • the opening 5 is open in the case shown, i.e. shown without a closure element arranged in the opening 5 made of a material that is transparent to electromagnetic waves. This allows the air exchange that is desired in certain applications, for example for cooling, to take place.
  • a closure element arranged in the opening 5 made of a material that is transparent to electromagnetic waves can be provided for a lamp 1, which must meet certain requirements for the tightness of the housing 4 against moisture, water, dust or foreign bodies.
  • the housing 2 ' accordinging to FIG. 5 has, in addition to the base surface 4, a further base surface 4', which is arranged essentially parallel and immediately adjacent to the base surface 4 of the housing 1, in particular lying flat.
  • the further floor area 4′ shows a further opening 5′, which corresponds to the opening 5 in the first floor area 4 in terms of its dimensions and spatial arrangement.
  • the openings 5 and 5' thus enable electromagnetic waves to pass through the floor surfaces 4, 4' between the interior of the lamp 1, or its housing 2', and the exterior of the lamp 1, or its housing 2'.
  • the opening 5' is surrounded by webs 8, 9, which extend towards the outside of the housing 2'.
  • the webs 8, 9 include a first web 8 and a second web 9.
  • the webs 8, 9 can be designed to be integrated with the further bottom surface 4' of the housing 2'.
  • the webs 8, 9 are thus arranged opposite the first web 6 and the second web 7.
  • the webs 6, 7 extend essentially in the direction of the positive z-axis, whereas the webs 8, 9 extend essentially in the direction of the negative z-axis.
  • a distance between the mutually facing surfaces of the first web 8 and the second web 9 changes in the z direction, i.e. in a direction that is arranged perpendicular to the plane of the further bottom surface 4, or a plane of the further opening 5 '.
  • the distance between the surfaces facing each other of the first web 8 and the second web 9 from a distance corresponding to the first side length ai of the opening 5' in the plane of the opening 5' widen up to a distance a3, the distance a3 being at an end facing away from the opening 5' Webs 8, 9 are reached.
  • the distance a3 is larger than the distance ai, which essentially corresponds to the first side length of the opening 5.
  • the distance a3 can be equal to the distance a2 of the first web 6 and the second web 7.
  • the change in the distance between the mutually facing inner surfaces of the first web 8 and the second web 9 can take place linearly or non-linearly in the z-direction and is also continuous and strictly monotonic.
  • the webs 8, 9 form a funnel-like or horn-like arrangement in the xz plane, which is arranged perpendicular to the xy plane of the opening 5.
  • the formation of the webs 6, 7, 8, 9 causes the electromagnetic waves to be guided through the openings 5, 5' and causes an increase in the electromagnetic power transmitted through the opening 5, 5'.
  • the housing 2′ is advantageous because the electromagnetic waves are guided on both sides of the opening 5 of the housing 2′, thus inside the housing 2′ and outside the housing 2′.
  • Fig. 6 shows a section of a top view of a housing 32 of a lamp 1 of a further embodiment.
  • the housing 32 differs from the housings 2 and 2 'in the shape of the opening 35 arranged in the bottom surface 34 in the xy plane.
  • the opening 5 has the shape of an isosceles cross in the xy plane.
  • the opening 35 thus comprises a superposition of a first opening 35.1 and a second opening 35.2, the first opening 35.1 and the second opening 35.2 each being a basic shape of a rectangle in the xy plane with a first side length ai smaller than a and a second side length b exhibit.
  • the first opening 35.1 and the second opening 35.2 are rotated by 90 ° relative to each other, so that the basic shape of an opening 35 in the form of the isosceles cross is created in the xy plane, i.e. the plane of the bottom surface 34 of the housing 32.
  • the design of the opening 35 according to FIG. 6 enables a polarization-dependent transmission of electromagnetic waves, for example also changing polarization directions, from one side of the bottom surface 34 to the other side of the bottom surface 34. Electromagnetic waves with different and/or variable polarization can thus be transmitted from the interior of the Luminaire 1 sent into the outside space around the luminaire 1, and electromagnetic waves with different and/or variable Polarization from the outside space around the luminaire i is transferred into the interior of the luminaire i.
  • FIG. 7 shows a top view of a further embodiment of a closure element 31 as well as a top view of the further embodiment of the closure element 31 rotated by 90°.
  • the closure element 31 corresponds in its basic shape in the xy plane of the bottom surface 34 of the opening 35 with the basic shape of an isosceles cross with a first opening 35.1 and a second opening 35.2 according to FIG. 6.
  • the closure element 31 is dimensioned so that it is with its first section can be arranged in the opening 35 according to FIG. 6, and the opening 35 can thus be closed.
  • the closure element 31 can be constructed from a uniform material, the material of the closure element 31 being selected such that the closure element has a different dielectric constant in partial areas of the closure element 31.
  • the closure element 31 according to Figure 7 has a first portion 31.1 with a material with a first permittivity and a second portion with the material with a second permittivity.
  • closure element 31 can be made of different materials in the partial areas 31.1, 31.2, with the different materials of closure element 31 each having a different permittivity.
  • closure element 31 can be constructed with different geometries in the partial areas 31.1, 31.2 in order to achieve correspondingly different transmission properties of the electromagnetic waves through the opening 35.
  • closure element 31 is shaped such that it can be inserted into the correspondingly designed opening 35 in at least two alternatively possible orientations.
  • the upper partial figure 7 shows the closure element 31 in a first orientation.
  • the lower partial figure 7 shows the closure element 31 in a second orientation.
  • the second orientation of the closure element 31 is rotated by 90° compared to the first orientation.
  • the closure element 31 can be inserted into the opening 35 of the bottom surface 34 according to FIG. 6 in both the first orientation and the second orientation.
  • the geometric shape of the closure element 31 (and accordingly the opening 35) is not limited to the shape of a cross according to FIG.
  • Other geometric shapes for example with star-shaped or polygonal or circular base surfaces
  • Directional markings on the corresponding directional markings of the correspondingly designed openings 5, 35 are also possible.
  • desired transmission properties for the electromagnetic waves through the opening 35 can be set.
  • the desired transmission properties can include, for example, frequency, main radiation direction, polarization, power of the electromagnetic waves through the opening 5.
  • closure element 31 is constructed with different materials with regard to its dielectric constant, a different transmission behavior of the opening 35 provided with the closure element 31 can be achieved by inserting the closure element 31 in either the first orientation or the second orientation.
  • the formation of the opening 35 with a correspondingly designed closure element 31 can thus achieve two different direction-dependent transmission characteristics or radiation characteristics.
  • a user can adapt different radiation characteristics by simply changing the orientation of the closure element 31 according to pre-established instructions, for example in a manual provided by the manufacturer, according to his application, or a spatial position of the lamp 1.
  • a set of different closure elements 11, 11 ', 31 with corresponding information, which assigns possible transmission properties of the electromagnetic waves through the opening 5, 35 to corresponding closure elements 11, n', 31 of the set of different closure elements 11, n', 31 are provided.
  • FIG. 8 shows a section of a top view and a section of a side view of a further embodiment of a housing 42 of the lamp 1.
  • the upper partial figure 7 shows a detail from the top view of the housing 42.
  • the lower partial figure 7 shows a detail from the side view of the housing 42.
  • the housing 42 shows an arrangement 45 comprising a plurality of individual openings 45.1, 45.2, 45.3 in the bottom surface 44 of the housing 42.
  • the individual openings 45.1, 45.2, 45.3 each have a rectangular base area in the xy plane with a first side length ai and a second side length b.
  • the Side length ai is, as already discussed with reference to Figure i, smaller than the length a and smaller than half the wavelength X of the electromagnetic waves.
  • the arrangement 45 shown shows an equal second side length b and an equal first side length ai for all individual openings 45.1, 45.2, 45.3 of the arrangement 45, as well as an equal distance between the individual openings 45.1, 45.2, 45.3.
  • the arrangement 45 can alternatively have individual openings 45.1, 45.2, 45.3, each with different first side lengths ai.
  • the arrangement can have individual openings 45.1, 45.2, 45.3, each with different second side lengths b.
  • the arrangement can have individual openings 45.1, 45.2, 45.3, each with different distances between the individual openings 45.1, 45.2, 45.3.
  • the transmission properties for the electromagnetic waves can be adapted to a specific application with regard to a frequency bandwidth and/or the directional characteristic of the arrangement.
  • the individual opening 45.1 also has a single first web 46 on the inner surface of the bottom surface 44, which corresponds to the first web 6 in FIG.
  • the individual opening 45.3 also has a single second web 47 on the inner surface of the bottom surface 44, which corresponds to the second web 7 of Figure 1.
  • the first web 46 and the second web 47 show a distance in the x direction on their mutually facing (inner) surface, which decreases starting from a largest distance a3 in the negative z direction and finally on the inside of the floor surface Dimension of the arrangement 45 reached.
  • This reduction in the distance is in turn continuous and strictly monotonous and, as in the exemplary embodiments described above, extends over a functional section whose length corresponds at least to the first side length ai.
  • the first web 46 and the second web 47 effect a continuous impedance adjustment for the electromagnetic waves from the interior of the housing 42 to the arrangement 51-
  • a closure element is not shown in FIG. 7.
  • a combination of the arrangement 51 of individual openings 55.1, 51.2, 51.3 with a closure element 51 in different positions is shown on the following page of the drawing with Figures 9A to 9C.
  • 9A to 9C show an arrangement 45 of individual openings 45.1, 45.2, 45.3, the respective dimensions of which are essentially the same.
  • FIG. 9A shows a detail from a side view of an arrangement comprising the housing 42 for a lamp 1 in an embodiment with a further embodiment of a closure element 41 arranged in a first position on the housing 42.
  • the closure element 41 comprises three sections.
  • the closure element 41 consists of a dielectric material.
  • the permittivity s r of the dielectric material can be homogeneous, essentially constant, over the entire closure element 41.
  • the relative permittivity s r of the dielectric material in individual sections of the closure element 41, or the entire closure element 41 can be variable over all sections of the closure element 41.
  • a first section 41.1 of the closure element 41 has a cuboid body, the dimensions of which are coordinated with the dimensions of the first individual opening 45.1, the second individual opening 45.2, and the third individual opening 45.3.
  • the dimensions of the first section 41.1 and the first individual opening 45.1, the second individual opening 45.2, and the third individual opening 45.3 are selected so that the closure element 41 can be spatially fixed by means of the first section of the closure element 41.1. This means that the closure element 41 can be fixed in a first position, a second position, or a third position, depending on the positioning of the first section 41.1 in a corresponding individual opening 45.1, 45.2, 45.3 of the arrangement 45 of individual openings 45.1, 45.2, 45.3.
  • Figure 9A shows the closure element 41 with its first section 41.1 inserted into the first individual opening 45.1.
  • the closure element 41 is therefore in a first position on the lamp 1 or its housing 42.
  • Figure 9B shows the closure element 41 with its first section 41.1 inserted into the second individual opening 45.2.
  • the closure element 41 is therefore in a second position on the lamp 1 or its housing 42.
  • Figure 9C shows the closure element 41 with its first section 41.1 inserted into the third individual opening 45.3.
  • the closure element 41 is therefore in a third position on the lamp 1 or its housing 42.
  • the second section 41.2 of the closure element 41 is essentially plate-shaped and arranged on the first section 41.1 of the closure element 41 in such a way that in every possible position of the closure element 41 on the housing 42 all individual openings 45.1, 45.2, 45.3 of the arrangement 45 of individual openings 45.1, 45.2, 45.3 covered by the closure element 41, and in particular its second section 41.2 become. This means that in every position of the closure element 41 on the housing 42, the interior of the lamp 1 enclosed by the housing 42 is separated from the surroundings of the lamp 1, in particular separated in a dust-tight and/or waterproof manner.
  • the third section 41.3 of the closure element 41 is viewed in cross section and, as already explained in FIG Inside the housing 42 are coupled out, are emitted with a certain spatial characteristic into the outside space around the housing 42 of the lamp. It should be noted that in the exemplary embodiment shown, only the third section forms the functional section. Furthermore, the advantageous embodiment was assumed for the functional sections described, in which the narrower end of the functional section has a width ci which corresponds to the width of the opening 5. However, in principle, a smaller or larger width is also conceivable, as long as the continuous change in width is maintained over the functional section.
  • FIG. 9B shows a section of the side view of the arrangement comprising the housing 42 for the lamp 1 in an embodiment with the further embodiment of the closure element 41 arranged in the second position on the housing 42.
  • 9C shows a section of the side view of the arrangement comprising the housing 42 for the lamp in an embodiment with the further embodiment of the closure element 41 arranged in the third position on the housing 42.
  • FIGS 9A, 9B and 9C illustrate this schematically for the arrangement of the closure element 41 in the first position in Figure 9A, for the arrangement of the closure element 41 in the second position for Figure 9B and for the arrangement of the closure element 41 in the third position in Figure 9C .
  • the housing 2, 12, 32, 42, as well as the corresponding lamp 1 is particularly suitable for lamps 1 with metal housings, for lamps 1 that only have a small amount of functionally free area on their housing 2, 12, 32, 42, and lamps with increased requirements the tightness of the housing 2, 12, 32, 42 can be used advantageously.

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Abstract

Gehäuse für eine Leuchte (1, 10), wobei das Gehäuse (2, 12) ausgebildet ist, eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung für elektromagnetische Wellen aufzunehmen, und das Gehäuse zumindest eine Öffnung (5) in einer Gehäusewand (4) aufweist, wobei zumindest eine erste Abmessung (a1) und eine zweite Abmessung (b) einer Grundfläche der Öffnung (5) in der Gehäusewand (4) kleiner als oder gleich wie eine halbe Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen ist, und eine die Öffnung (5) umgebende Grenzfläche in der Gehäusewand (4) ausgebildet ist, über wenigstens einen Funktionsabschnitt der Grenzfläche in Richtung der Flächennormalen der Öffnung (5) eine kontinuierliche Anpassung eines Wellenwiderstands in Richtung einer Flächennormalen der Gehäusewand (4) im Bereich der Öffnung (5) zu bewirken, und/oder ein für die elektromagnetischen Wellen durchlässiges, in der Öffnung (5) angeordnetes Verschlusselement (11) derart ausgebildet ist, über wenigstens einen Funktionsabschnitt des Verschlusselements (11) in Richtung der Flächennormalen der Öffnung (5) eine kontinuierliche Anpassung einer Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen bei Durchtritt durch die Öffnung (5) zu bewirken.

Description

GEHÄUSE FÜR EINE LEUCHTE
UND LEUCHTE MIT INTEGRIERTER FUNKSCHNITTSTELLE
Die Erfindung ist auf dem Gebiet der Beleuchtungstechnik, und betrifft insbesondere Leuchten, die Funkschnittstellen aufweisen, sowie Gehäuse derartiger Leuchten.
Je nach Einsatzort einer Leuchte ist wirken unterschiedliche Umgebungseinflüsse, die den Betrieb der Leuchte beeinflussen können.
Leuchten im Außenbereich benötigen einen Schutz gegen das Eindringen von Wasser und Feuchtigkeit, der für Lampen in Wohnräumen zumindest nicht in einem entsprechenden Ausmaß erforderlich ist. Für den Einsatz von Leuchten in Feuchträumen kann ebenfalls ein erhöhter Schutz gegen das Eindringen von Wasser und Feuchtigkeit gefordert sein. Bei Einsatz in gewerblichem Umfeld kann ein Schutz gegen Staub, das Eindringen von Festkörpern, oder Gasen für einen sicheren Betrieb der Leuchte und die Abwehr von Gefahren für die Umgebung erforderlich sein. Die Eignung einer Leuchte für diese Anwendungen wird durch die Angabe einer entsprechenden Schutzart für die Leuchte beschrieben.
Angaben zu Schutzarten von Leuchten (englisch: IP-Codes) werden in nationalen und internationalen Normen festgelegt. Beispiele für Schutzarten finden sich der Norm DIN EN 60529, oder auch in ISO 20653 für den spezifischen Anwendungsfall von Leuchten im Rahmen von Straßenfahrzeugen.
Die Schutzarten können Schutz gegen Fremdkörper und Berührung umfassen, wobei die Schutzart hierbei über einen vollständigen Berührungsschutz, und Schutz vor Staub, bis hin zu einem vollständigen Schutz vor Staubeintritt (Staubdichtigkeit) geht. Die Auslegung von Leuchten hin zu einer höheren Schutzart wird mittels weitgehend oder vollständig geschlossener Gehäuse, sowie Nutzung entsprechend ausgelegter Materials, beispielsweise geschlossene Metallgehäuse erreicht.
Die Anforderung nach höheren Schutzarten wirkt entgegen einem Trend zu zunehmender Nutzung von Funkkommunikationsverfahren in der Beleuchtungstechnik. Leuchten können Funktechnologie vorteilhaft für eine Vernetzung mit anderen Leuchten und weiteren Vorrichtungen der Beleuchtungstechnik nutzen, wobei die Funktechnologie insbesondere für temporäre und kostengünstige Lösungen durch Verzicht auf eine aufwendige Signalverkabelung ausgezeichnet ist. Funkschnittstellen zu Bewegungs- oder Präsenzmeldern, und für eine Verbindung zu Kommissionierungs- oder Konfigurationsgeräten sind lediglich zwei Bespiele für besonders vorteilhaften Anwendungen von Funkschnittstellen bei Leuchten. Ferner können in Leuchten Funksende- /Empfangsvorrichtungen angeordnet sein, die allgemein der Bereitstellung von Kommunikationsverbindungen dienen, so zum Beispiel lokale Funknetzwerke (englisch Wireless Local Area Network; abgekürzt: WLAN) bereitstellen.
Allerdings ist eine robuste Auslegung der Leuchte mittels Metallgehäuse, zum Beispiel um eine höhere Schutzart zu erreichen, oder ein besonderes Design für die Leuchte zu verwirklichen, für die Nutzung von elektromagnetischen Wellen im Rahmen von Funkanwendungen nachteilig, da elektromagnetische Wellen durch das Metallgehäuse gedämpft, reflektiert oder geschirmt werden.
Gegenwärtig werden daher, wenn in Leuchten entsprechende Sende- /Empfangseinrichtungen für eine Funkschnittstelle angeordnet werden, fensterartige Öffnungen im Gehäuse der Leuchte vorgesehen, die anschließend mittels entsprechend ausgebildeter, für elektromagnetische Wellen dämpfungsarm durchlässiger Abdeckungen geschlossen werden. Die erforderliche Größe dieser Öffnungen, sowie dafür notwendigen Abdeckungen können die optische Gestaltung der Leuchte beeinträchtigen.
Es bleibt daher festzustellen, dass für eine Leuchte mit einem geschlossenen Gehäuse Abwägungen zwischen Gehäusedesign, mechanischen Anforderungen an das Gehäuse auf der Grundlage von zu erwartenden Umwelteinflüssen im Einsatz, optischen Eigenschaften der Lichtabgabe, und den Anforderungen aus der Verwendung von Funkschnittstellen für eine mögliche Vernetzung zu treffen sind, die im Entwurf der Leuchte einschränkende Randbedingungen darstellen und Kompromisse zwischen widersprechenden Anforderungen erfordern.
Zusätzliche oder größere Durchbrechungen, Öffnungen oder Fenster in einem Gehäuse führen zu bestimmten optischer äußeren Erscheinungsformen, die nicht notwendigerweise erwünscht sind. Zudem führen größere Durchbrechungen des Gehäuses möglicherweise zu einer geringeren Stabilität oder Festigkeit der Leuchte. Ferner kann durch Öffnungen die Dichtigkeit des Gehäuses nachteilig verändert werden. Dies gilt auch bei Einsatz zusätzlicher, kostenwirksamer Dichtungen, da unterschiedlich temperaturabhängige oder unterschiedlich alternde Dehnungskoeffizienten der verwendeten Materialien über zahlreiche thermische Zyklen über die Lebensdauer der Leuchte die Dichtigkeit gegen Staub und Feuchtigkeit verringern können. Flache Fenster des Gehäuses mit Abdeckungen stellen abrupte Übergänge und Diskontinuitäten des Wellenwiderstands für elektromagnetische Wellen dar. Die so entstehenden Grenzflächen zwischen Raumbereichen mit unterschiedlichen Wellenwiderstands bewirken Reflexionen, eine Überlagerung elektromagnetischer Wellen unterschiedlicher Ausbreitungspfade, und damit unerwünschte Änderungen der Dämpfung (Schwund) bei der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen.
Eine Verwendung von Antennen für elektromagnetische Wellen hinter einer Optik einer Leuchte kann zur Folge haben, dass eine Anpassung der Eigenschaften hinsichtlich Übertragung elektromagnetischer Wellen, so zum Bespiel einer Empfindlichkeit oder einer Richtcharakteristik eines Antennendiagramms nur schwer möglich ist, ohne damit die optischen Eigenschaften der Lichtabgabe durch die Leuchte wesentlich zu verändern.
Die Erfindung stellt sich daher der Aufgabe, verbesserte Gehäuse für Leuchten und Leuchten mit integrierten Funkschnittstellen bereitzustellen, die die vorstehend diskutierten Aspekte aufgreifen.
Das Gehäuse für eine Leuchte nach unabhängigem Anspruch i in einem ersten Aspekt, sowie die Leuchte nach einem zweiten Aspekt lösen die gestellte Aufgabe.
Die abhängigen Ansprüche definieren Merkmale weiterer vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung.
Das Gehäuse für eine Leuchte nach einem ersten Aspekt weist zumindest eine Öffnung in einer Gehäusewand auf. Das Gehäuse ist ausgebildet, eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung für elektromagnetische Wellen aufzunehmen. Sowohl eine erste Abmessung als auch eine zweite Abmessung einer Grundfläche der Öffnung in der Gehäusewand sind kleiner als eine halbe Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen. Die erste Abmessung ist dabei höchstens so lang wie die zweite Abmessung, wobei die Richtungen der beiden Abmessungen senkrecht aufeinander stehen. Eine die Öffnung umgebende Grenzfläche in der Gehäusewand ist ausgebildet, eine kontinuierliche Anpassung eines Wellenwiderstands in Richtung einer Flächennormale der Gehäusewand im Bereich der Öffnung über wenigsten einen Funktionsabschnitt in Richtung der Flächennormalen der Öffnung, der vorzugsweise mindestens so lang ist wie die erste Abmessung der Öffnung, zu bewirken. Alternativ oder zusätzlich ist ein für die elektromagnetischen Wellen durchlässiges, in der Öffnung angeordnetes Verschlusselement derart ausgebildet, über wenigstens einen Funktionsabschnitt in Richtung der Flächennormalen der Öffnung, der vorzugsweise mindestens so lang ist wie die erste Abmessung der Öffnung, eine kontinuierliche Anpassung einer Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen bei Durchtritt durch die Öffnung zu bewirken. Da die die Öffnung umgebende Grenzfläche in der Gehäusewand eine im Wesentlichen kontinuierliche Anpassung eines Wellenwiderstands in Richtung einer Flächennormale der Gehäusewand im Bereich der Öffnung bewirkt, werden die Anteile der elektromagnetischen Wellen, die sich durch die Öffnung hindurch ausbreiten, gegenüber den Teilen der elektromagnetischen Wellen, die im Bereich der Öffnung reflektiert werden und die Öffnung nicht passieren, erhöht.
Ist das für die elektromagnetischen Wellen durchlässige, in der Öffnung angeordnete Verschlusselement ausgebildet eine kontinuierliche Anpassung einer Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen bei Durchlaufen des Funktionsabschnitts in Richtung der Flächennormalen zu erreichen, werden gleichfalls die Anteile der elektromagnetischen Wellen, die sich durch die Öffnung hindurch ausbreiten, gegenüber den Teilen der elektromagnetischen Wellen, die im Bereich der Öffnung reflektiert werden und die Öffnung nicht passieren, erhöht.
Das Gehäuse ermöglicht eine Leuchte zu schaffen, die vorteilhafte Eigenschaften für Senden und Empfang von elektromagnetischen Wellen durch in innerhalb des Gehäuses angeordnete Sende-/Empfangseinrichtung aufweist, zugleich hohen Anforderungen an die Dichtigkeit des Gehäuses genügen kann, und lediglich einen geringen Anteil der Außenflächen des Gehäuses für die Durchleitung der elektromagnetischen Wellen nutzt. Diese Eigenschaften vergrößern die Freiheitsgrade für Design und Auslegung von Leuchten, die dem Entwurfsingenieur zu Verfügung stehen.
Der verringerte Querschnitt der Öffnung in dem Gehäuse verbessert die ästhetische Wirkung der Leuchte.
Die Leuchte kann mittels des Verschlusselements nachhaltig und langdauernd eine hohe Dichtigkeit aufweisen. Dies ist insbesondere in Verbindung mit der Verwendung langlebiger LED-Leuchtmittel in der Leuchte, die keinen regelmäßigen Wechsel des Leuchtmittels erfordern, vorteilhaft und verringert die Lebensdauerkosten durch verlängerte Wartungsintervalle und verringerte Wartungskosten.
Die Übertragungseigenschaften für elektromagnetische Wellen werden gegenüber vergleichbaren Gehäusen verbessert, da eine kontinuierliche Anpassung des Wellenwiderstands entlang des Funktionsabschnitts bei der Übertragung der elektromagnetischen Wellen durch die Öffnung hindurch verwirklicht ist.
Das Gehäuse ist kostengünstig hinsichtlich Bearbeitungszeit und Material ausgelegt, da lediglich Komponenten geringer Größe wie eine kleine Öffnung, sowie ein Verschlusselement mit geringen Abmessungen betroffen ist. Das Gehäuse für eine Leuchte in einer Ausführung zeigt das in der Öffnung angeordnete Verschlusselement derart ausgebildet, die Öffnung gas-, staub-, und/oder flüssigkeitsdicht zu verschließen.
Das Gehäuse ermöglicht eine Leuchte zu schaffen, die vorteilhafte Eigenschaften für Senden und Empfang von elektromagnetischen Wellen durch eine innerhalb des Gehäuses angeordnete Sende-/Empfangseinrichtung aufweist, zugleich hohen Anforderungen an die Dichtigkeit des Gehäuses genügen kann, und lediglich einen geringen Anteil der Außenflächen des Gehäuses für die Durchleitung der elektromagnetischen Wellen nutzt.
Das Gehäuse kann das in der Öffnung angeordnete Verschlusselement im Wesentlichen aus einem dielektrisch wirksamen Material (dielektrisches Material) bestehend aufweisen, wobei das Verschlusselement eine sich ortsabhängig ändernde Dielektrizitätszahl des dielektrischen Materials aufweist, das Verschlusselement eine sich ortsabhängig ändernde effektive Dielektrizitätszahl des dielektrischen Materials für die Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen (Wellenlänge X) aufweist, und/oder das Verschlusselement aus zumindest zwei unterschiedlichen Materialien mit jeweils unterschiedlichen Dielektrizitätszahl aufgebaut ist.
Das in der Öffnung angeordnete Verschlusselement kann in einer Ausführung ein Material aus wenigstens zwei Komponenten unterschiedlicher Dielektrizitätszahl bzw effektiver Dielektrizitätszahl sein, deren relative Mengenanteile sich über die Länge des Funktionsabschnitts ändern, um die sich ortsabhängig in Richtung der Flächennormalen der Öffnung ändernde Delektrizitätszahl bzw effektive Dielektrizitätszahl zu erreichen. Dies kann beispielsweise mittels eines schaumförmigen Materials erfolgen, wobei eine der beiden Komponenten dann Luft ist. Die in dem Material durch die Mischung der beiden Komponenten ausgebildeten Strukturen sind dabei kleiner als die Wellenlänge, vorzugsweise um wenigstens den Faktor 4 oder 5. Im Falle eines Schaums gilt diese Bedingung sowohl für die Dimension der Hohlräume als auch die die Hohlräume voneinander abgrenzenden Wandstrukturen.
Das in der Öffnung angeordnete Verschlusselement kann im Inneren geometrische Strukturen aufweisen, wobei die geometrischen Strukturen Längenabmessungen aufweisen, die kleiner als eine Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen sind.
Das in der Öffnung angeordnete Verschlusselement kann im Wesentlichen aus einem dielektrisch wirksamen Material aufgebaut sein, wobei eine effektive Dielektrizitätszahl des Verschlusselements im Bereich der Innenseite des Gehäuses im Wesentlichen einer Dielektrizitätszahl der Luft entspricht, und sich in Richtung auf das Äußere des Gehäuses hin zu höheren Werten der Dielektrizitätszahl als der Dielektrizitätszahl der Luft, verändert. Das in der Öffnung angeordnete Verschlusselement kann zumindest in einem Teilbereich des Funktionsabschnitts eine im Wesentlichen konische Form in Richtung einer Flächennormalen der Gehäusewand aufweisen.
Damit kann mittels der geometrischen Form des Verschlusselements eine Anpassung des Wellenwiderstands für die Übertragung der elektromagnetischen Wellen durch die Öffnung hindurch erreicht werden.
Das in der Öffnung angeordnete Verschlusselement und/oder die innere Grenzfläche der Gehäusewand um die Öffnung kann ausgebildet sein, eine Richtwirkung einer Strahlungscharakteristik der elektromagnetischen Wellen im Außenraum um das Gehäuse zu bewirken.
Somit kann eine Anpassung der Funkabdeckung um die Leuchte mittels der Ausbildung des Gehäuses der Leuchte, insbesondere der Geometrie der Öffnung, der Geometrie des Verschlusselements, und/oder des Materials des Verschlusselements und dessen räumlichen Eigenschaften, erreicht werden.
Das Gehäuse für eine Leuchte nach einer Ausführung zeigt das in der Öffnung angeordnete Verschlusselement und/oder die innere Grenzfläche der Gehäusewand derart ausgebildet, eine Polarisation der elektromagnetischen Wellen im Außenraum um das Gehäuse, und/ oder im Inneren des Gehäuses, und/ oder eine polarisationsabhängige Transmission der elektromagnetischen Wellen durch die Öffnung zu bewirken.
Eine Geometrie der Grenzfläche der Öffnung der Gehäusewand kann ausgebildet sein, eine Führung der elektromagnetischen Wellen bei Durchtritt durch die Öffnung zu bewirken.
Das Gehäuse für eine Leuchte nach einer weiteren Ausführung zeichnet sich dadurch aus, dass eine Änderung eines Querschnitts der Öffnung oder der Materialeigenschaften des in der Öffnung angeordneten Verschlusselements sich von einer Außenfläche der Gehäusewand hinein in das Innere des Gehäuses erstreckt, und/oder die Änderung des Querschnitts der Öffnung oder der Materialeigenschaften des in der Öffnung angeordneten Verschlusselements sich von einer Innenfläche der Gehäusewand in Richtung eines Raums außerhalb um das Gehäuse erstreckt.
Somit wird eine größere Tiefe der Öffnung und/oder des Verschlusselements in die Hauptausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen erreicht. Damit kann ein flacherer Verlauf des Übergangs des Wellenwiderstands im Bereich der Öffnung verwirklicht werden. Die Übertragungseigenschaften der elektromagnetischen Wellen durch die Öffnung hindurch wird verbessert.
Die elektromagnetischen Wellen können Frequenzen um 2.45 GHz, insbesondere in einem Frequenzband von 2.40 bis 2.49 GHz aufweisen. Damit wird die Öffnung und gegebenenfalls das Verschlusselement für ein im Bereich der Funkkommunikation, insbesondere der Innenbereichsfunkkommunikation (englisch: indoor wireless communication), oft genutztes und freigegebenes Frequenzband ausgelegt.
Ein Gehäuse nach einer der Ausführungen zeichnet sich dadurch aus, dass das Verschlusselement in zumindest zwei unterschiedlichen räumlichen Orientierungen in der Öffnung anzuordnen ist, und das Verschlusselement ist ferner ausgebildet, je nach Orientierung jeweils unterschiedliche Übertragungseigenschaften für die elektromagnetischen Wellen durch die Öffnung hindurch zu bewirken, wenn das Verschlusselement in der Öffnung der Gehäusewand angeordnet ist.
Damit lassen sich die Übertragungseigenschaften der elektromagnetischen Wellen in einfacher Weise durch Wechsel der Orientierung entsprechend ausgelegter Verschlusselemente in der Öffnung anpassen. Dies kann am Einsatzort der Leuchte und durch ungeschultes Personal auch nach der Montage der Leuchte erfolgen, auch ohne das Gehäuse der Leuchte öffnen zu müssen.
Die Leuchte nach dem zweiten Aspekt umfasst ein Gehäuse nach dem ersten Aspekt und die im Inneren des Gehäuses der Leuchte angeordnete Sende- und/ oder Empfangseinrichtung. Die Leuchte kann ferner die üblichen Leuchtmittel, Treibervorrichtung für Leuchtmittel, Einrichtungen einer Stromversorgungsschnittstelle, und optisch Elemente wie optische Linsen, Streuscheiben, umfassen.
Die Leuchte, und insbesondere das Gehäuse der Leuchte, kann gasdicht, staubdicht, und/oder zumindest spritzwassergeschützt ausgebildet sein.
Die nachfolgende Beschreibung von Ausführungsformen bezieht sich auf die beiliegenden Figuren, wobei
Fig. i Ausschnitte einer Draufsicht sowie einer Seitenansicht eines Gehäuses einer Leuchte in einer ersten Ausführung,
Fig. 2 Ausschnitte einer Draufsicht sowie einer Seitenansicht eines Gehäuses einer bekannten Leuchte,
Fig. 3 Ausschnitte einer Draufsicht sowie einer Seitenansicht eines Gehäuses einer Leuchte einer weiteren Ausführung in Verbindung mit einem Verschlusselement einer ersten Ausführung,
Fig. 4 eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführung eines Verschlusselements,
Fig. 5 einen Ausschnitt aus einer Seitenansicht eines Gehäuses einer Leuchte in einer weiteren Ausführung, Fig. 6 einen Ausschnitt einer Draufsicht auf ein Gehäuse einer Leuchte einer weiteren Ausführung,
Fig. 7 eine Draufsicht einer weiteren Ausführung eines Verschlusselements sowie um eine um 90° dreht Draufsicht der weiteren Ausführung des Verschlusselements,
Fig. 8 einen Ausschnitt aus einer Draufsicht sowie einen Ausschnitt einerseits Ansicht einer weiteren Ausführung eines Gehäuses der Leuchte,
Fig. 9A einen Ausschnitt aus einer Seitenansicht einer Anordnung umfassend ein Gehäuse für eine Leuchte in einer Ausführung mit einer weiteren Ausführung eines Verschlusselements angeordnet in einer ersten Position an dem Gehäuse,
Fig. 9B einen Ausschnitt aus der Seitenansicht der Anordnung umfassend das Gehäuse für die Leuchte in einer Ausführung mit der weiteren Ausführung des Verschlusselements angeordnet in einer zweiten Position an dem Gehäuse,
Fig. 9C einen Ausschnitt aus der Seitenansicht der Anordnung umfassend das Gehäuse für die Leuchte in einer Ausführung mit einer weiteren Ausführung des Verschlusselements angeordnet in einer dritten Position an dem Gehäuse.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder einander entsprechende Elemente. Bei der Beschreibung unterschiedlicher Figuren wird auf eine wiederholende Erläuterung gleicher Bezugszeichen verzichtet, sofern dies ohne Einschränkung der Verständlichkeit möglich erscheint.
Fig. 1 zeigt Ausschnitte einer Draufsicht sowie einer Seitenansicht eines Gehäuses einer Leuchte in einer ersten Ausführung.
Die Leuchte 1 ist mit ihrem Gehäuse 2 in der oberen Teilfigur 1 mit einem Ausschnitt in Draufsicht gezeigt. Die Leuchte 1 zeigt zwei Seitenwände 3.1, 3.2.
Eine Bodenfläche 4 des Gehäuses weist eine Öffnung 5 auf. Die Öffnung 5 ist derart ausgebildet, dass eine innerhalb des Gehäuses 2 angeordnete Funksende- /Empfangsvorrichtung mit einer gleichfalls innerhalb des Gehäuses angeordneten Antenne mittels elektromagnetischer Wellen mit weiteren Funkvorrichtungen kommunizieren kann, wobei die weiteren Funkvorrichtungen außerhalb der Leuchte 1 angeordnet sind.
Die Bodenfläche 4 erstreckt sich in der x-y-Ebene.
Die Öffnung 5 weist eine erste und eine zweite Abmessung auf, wobei zumindest beide Abmessung kleiner als die halbe Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen sind. Im dargestellten Fall sind die erste und die zweite Abmessung eine erste Seitenlänge und eine zweite Seitenlänge der im dargestellten Beispiel rechteckigen Öffnung 5, die sich x- Richtung bzw. y-Richtung erstrecken, kürzer als eine Länge a.
Die Länge a kann im Wesentlichen einer halben Wellenlänge X der elektromagnetischen Wellen entsprechen, mit denen die Funksende-/Empfangsvorrichtung über eine zugeordnete, möglicherweise integriert in die Funksende-/Empfangsvorrichtung ausgebildete Antenne mit zumindest einer weiteren Funksende-/Empfangsvorrichtung kommuniziert.
Die untere Teilfigur 1 zeigt eine schematische Teilansicht der Leuchte 1, insbesondere deren Gehäuse 2, in einem Schnitt in der x-z-Ebene.
Die Öffnung 5 weist in x- Richtung eine erste Seitenlänge ai in der Ebenen der Bodenfläche 4 auf. Die Seitenlänge ai ist kürzer als die Länge a. Die Öffnung 5 ist durch Stege 6, 7, die sich in das Innere des Gehäuses 2 hin erstrecken, umgeben.
Die Stege umfassen einen ersten Steg 6 und eine zweiten Steg 7. Die Stege 6, 7 können integriert mit der Bodenfläche 4 des Gehäuses 2 ausgebildet sein.
Ein Abstand zwischen den einander zugewandten Flächen des ersten Steges 6 und des zweiten Steges 7 ändert sich z-Richtung, also in einer Richtung, die senkrecht zu der Ebene der Bodenfläche 4, beziehungsweise einer Ebene der Öffnung 5, angeordnet ist.
Insbesondere kann der Abstand zwischen den einander zugewandten Flächen des ersten Steges 6 und des zweiten Steges 7 von einem der ersten Seitenlänge ai der Öffnung 5 entsprechenden Abstand in der Ebene der Öffnung 5 sich bis zu einem Abstand a2 hin weiten, wobei der Abstand a2 an einem der Öffnung 5 abgewandten Ende der Stege 6, 7 erreicht wird. Der Abstand a2 ist dabei größer als der Abstand ai, der im Wesentlichen der ersten Seitenlänge der Öffnung 5 entspricht. Das Vergrößern des Abstands der Stege 6, 7 von ai auf a2 erfolgt dabei zumindest in einem Funktionsabschnitt, der länger als der Abstand ai ist kontinuierlich, d.h. mit stetig und streng monoton steigendem Abstand von ai nach a2. Der Funktionsabschnitt erstreckt sich in Richtung der Flächennormalen der Öffnung 5 und kann sich von der Außenoberfläche hin zu den Enden der Stege 6, 7 oder aber von der Innenoberfläche hin zu den Enden der Stege 6, 7 erstrecken, was fertigungstechnische Vorteile hat.
Das Verhältnis des Abstands ai zu a2 kann zum Beispiel 0.5 zu 1 betragen. Damit ist die Öffnung deutlich kleiner als eine vergleichbare Öffnung in einem bekannten Gehäuse 12 mit einem entsprechenden Durchmesser a, um vergleichbare Übertragungseigenschaften zu erreichen.
Die Stege 6, 7 schaffen eine Öffnung 5 mit einer Tiefe in z-Richtung, der
Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen durch die Ebene der Bodenfläche 4, die sich in fig. 1 in x-y-Richtung erstreckt. Der oben beschriebene Funktionsabschnitt mit sich stetig und streng monoton änderndem Abstand der Stege 6, 7 erstreckt sich in Richtung dieser Tiefe.
Die Tiefe der Öffnung 5 kann mittels Tiefziehen oder einen Prägeprozess aus Metallblech des Gehäuses 2 geschaffen werden. Alternative können auch mehrere Metallbleche als Ausgangsbasis für die Erstellung der Öffnung 5 mit einer Tiefe in z-Richtung, der Flächennormale des Gehäusebodens 4, dienen.
Die Geometrie einer Innenumfangsfläche, die die Öffnung 5 umgibt, ist somit so gestaltet, dass eine elektromagnetische Welle, die sich in die Öffnung 5 hinein ausbreitet und/ oder aus der Öffnung 5 heraus austritt, eine kontinuierliche Änderung der Weite der Öffnung 5 sieht, und damit auch eine kontinuierliche Änderung eines Wellwiderstands erfährt. Insbesondere liegt damit kein abrupter, sprungartiger Übergang des Wellenwiderstands im Bereich der Öffnung 5 vor. Damit werden vorteilhafte Übertragungseigenschaften für die elektromagnetische Welle durch die Öffnung 5 bewirkt, obwohl die Öffnung lediglich eine geringe Weite aufweist.
Der Abstand a2 kann in der Größenordnung der Wellenlänge X der elektromagnetischen Wellen liegen. Der Abstand a2 kann insbesondere im Wesentlichen X/2 oder X/4 entsprechen.
Die Veränderung des Abstandes der einander zugewandten Innenflächen des ersten Stegs 6 und des zweiten Stegs 7 kann in z-Richtung linear oder nichtlinear erfolgen.
Die Stege 6, 7 bilden eine trichterartige oder hornartige Anordnung in der x-z-Ebene aus, die senkrecht zu der x-y- Ebene der Öffnung 5 angeordnet ist.
Die Ausbildung der Stege 6, 7 bewirkt eine Führung der elektromagnetischen Wellen durch die Öffnung 5, und bewirkt eine Erhöhung der durch die Öffnung 5 übertragenen elektromagnetischen Leistung gegenüber einer Öffnung 5 mit der ersten Seitenlänge ai ohne entsprechend ausgebildete Stege 6, 7.
Die zweite Seitenlänge b der Öffnung 5 (zweite Abmessung) ist in der dargestellten Ausführung des Gehäuses 4 größer als die erste Seitenlänge ai. Eine Verringerung des Querschnitts der Öffnung 5 wird im dargestellten Fall mittels der Ausbildung der Öffnung 5 in x-Richtung bewirkt. Im Vergleich der Erstreckung der Öffnung 5 in y-Richtung mit der zweiten Seitenlänge b mit der Erstreckung der Öffnung 5 in x-Richtung mit der ersten Seitenlänge ai in der Ebene der Bodenfläche 4 des Gehäuses 2 wird die vorteilhafte Verringerung der Öffnungsfläche deutlich. Damit werden zusätzliche Freiheitsgrade für das Design der Leuchte 1 erreicht, ohne dass eine signifikante Verschlechterung der Sende- und Empfangseigenschaften für eine innerhalb des Gehäuses 2 angeordnete Antenne erfolgen. Das Gehäuse 2 kann aus für elektromagnetische Wellen undurchdringlichen Materialien, insbesondere auch metallischem Material geformt werden.
Die Öffnung 5 ist im dargestellten Fall offen, also ohne ein in der Öffnung 5 angeordnetes Verschlusselement 11 aus einem für elektromagnetische Wellen transparenten Material, gezeigt. Damit kann eine in bestimmten Anwendungen erwünschte Luftaustausch, beispielsweise zur Kühlung innerhalb der Leuchte 1 angeordneter Baugruppen erfolgen.
Ein in der Öffnung 5 angeordnetes Verschlusselement aus einem für elektromagnetische Wellen transparenten Material kann für eine Leuchte 1 vorgesehen werden, die bestimmten Anforderungen an die Dichtigkeit des Gehäuses 2 gegenüber Feuchte, Wasser, Staub oder Fremdkörper entsprechen muss.
Alternativ oder zusätzlich kann die Verringerung des Querschnitts der Öffnung 5 entgegen dem zeichnerisch in Fig. 1 dargestellten Fall mittels einer Ausbildung der Öffnung 5 mit reduzierter zweiten Seitenlänge b in y- Richtung bewirkt werden. Dabei können alternativ oder zusätzlich weitere Stege entlang der zweiten Seitenlänge b in y- Richtung angeordnet sein. Die Ausbildung und Anordnung der weiteren Stege kann entsprechend dem ersten Steg 6 und dem zweiten Steg 7 erfolgen. Die in den beiden Richtungen angeordneten Stegpaare können an ihren Enden miteinander verbunden sein.
Fig. 2 gibt Ausschnitte einer Draufsicht sowie einer Seitenansicht eines Gehäuses 21 einer bekannten Leuchte 20 wieder.
Die Leuchte 20 ist mit ihrem Gehäuse 21 in der oberen Teilfigur 2 mit einem Ausschnitt in Draufsicht gezeigt. Die Leuchte 20 zeigt zwei Seitenwände 22, 23. Die Bodenfläche 24 des Gehäuses weist eine Öffnung 25 auf. Die Öffnung 25 ist derart ausgebildet, dass eine innerhalb des Gehäuses angeordnete Funksende-/Empfangsvorrichtung mit einer gleichfalls innerhalb des Gehäuses 21 angeordneten Antenne mittels elektromagnetischer Wellen mit weiteren Funkvorrichtungen kommunizieren kann, wobei die weiteren Funkvorrichtungen außerhalb der Leuchte 20 angeordnet sind.
Um den Durchtritt von Funkwellen durch ein aus Metallblech geformtes Gehäuse 21 zu ermöglichen, zeigt die Öffnung 25 Abmessungen, die in der Größenordnung der Wellenlänge X der elektromagnetischen Wellen liegen.
Für den Fall eines weitverbreitet für zahlreiche Anwendungen genutzten ISM-Bands für Funkanwendungen, werden Funkfrequenzen um 2.45 GHz, insbesondere im Bereich von 2.405 bis 2.85 GHz genutzt. Die entsprechenden Wellenlängen X (Freiraumwellenlänge) der elektromagnetischen Wellen bei Ausbreitung im luftgefüllten Freiraum liegen dann zwischen X= 0.125 m bis X= 0,105 m. Das ISM-Band mit Frequenzen um 2,4 bis 2.5 GHz kann insbesondere für Funkkommunikation, für lokale Funknetzwerke (englisch: Wireless Local Area Networks; abgekürzt: WLAN; z. B. unter den Normen IEEE 502.11) oder Kurzstrecken-Funkverfahren (englisch: Wireless Personal Area Networks; abgekürzt WPAN; z.B. unter den Normen IEEE 802.15). Funkkommunikationsverfahren in diesem Frequenzband schließen Verfahren wie Wifi®, Bluetooth®, und ZigBee® ein.
Die Abmessungen der Öffnung 25 sind im Bereich der Wellenlänge X. In dem in Fig. 2 gezeichneten Fall ist daher eine Länge der kleineren Seitenlänge a der rechteckförmig ausgebildeten Öffnung 25 im Bereich der Wellenlänge X der elektromagnetischen Wellen , bis minimal zu einer halben Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen (X/2).
Die untere Teilfigur 2 zeigt die Leuchte 20, insbesondere deren Gehäuse 21, in Teilen in einer vertikalen Schnittdarstellung. Dabei ist der Teil der Bodenfläche 24 des Gehäuses 21 gezeigt, in dem die Öffnung 25 angeordnet ist.
Aus der Darstellung nach Fig. 2 ist ersichtlich, dass aufgrund der Inneren des Gehäuses 21 angeordneten Funksende-/Empfangsvorrichtung Einschränkungen in Bezug auf das Design des Gehäuses 21 bestehen.
Die Dichtigkeit des Gehäuses 21 kann nachteilig verändert werden, zum Beispiel bei Einsatz zusätzlicher, kostenwirksamer Dichtungen, da unterschiedliche temperaturabhängige oder unterschiedliche alternde Dehnungskoeffizienten der verwendeten Materialien über zahlreiche thermische Zyklen über die Lebensdauer der Leuchte die Dichtigkeit gegen Staub und Feuchtigkeit verringern können.
Flache Öffnungen 25 des Gehäuses 21 mit Abdeckungen stellen abrupte Übergänge und Diskontinuitäten des Wellenwiderstands für elektromagnetische Wellen dar. Die so entstehenden Grenzflächen zwischen räumlichen Bereichen mit unterschiedlichem Wellenwiderstand bewirken Reflexionen, unerwünschte Überlagerung elektromagnetischer Wellen unterschiedlicher Ausbreitungspfade, und Änderungen der Dämpfung elektromagnetischer Wellen.
Bei Einsatz in gewerblichen Umgebungen kann ein Schutz gegen Staub, das Eindringen von Festkörpern, oder gegen Gase für einen sicheren Betrieb der Leuchte oder die Abwehr von Gefahren für die Umgebung gefordert sein.
Angaben der Schutzarten für Leuchten werden in nationalen und internationalen Normen festgelegt. Beispiele für IP-Codes finden sich den Normen DIN EN 60529 oder ISO 20653 für Straßenfahrzeuge. Beispiele für die Schutzarten umfassen Schutz gegen Fremdkörper und Berührung, wobei der Schutzarten hierbei bis über einen vollständigen Berührungsschutz, und Schutz vor Staub bis hin zu einem vollständigen Schutz vor Staubeintritt (Staubdichtigkeit) geht. Weitere Beispiele für die Schutzarten umfassen Schutz gegen schräg einfallendes oder allseitiges Tropfwasser, schräg bis zu einem bestimmten Winkel oder allseitig einfallendes Sprühwasser, allseitiges Spritzwasser, Strahlwasser, zeitweiliges oder andauerndes Eintauchen in Wasser, oder für einen Schutz bei Hochdruck- oder Dampfstrahlreinigung.
Die Auslegung von Leuchten hin zu einer höheren Schutzart wird mittels weitgehend oder vollständig geschlossener Gehäuse, sowie Nutzung entsprechend ausgelegter Materials, beispielsweise geschlossene Metallgehäuse erreicht. Metallgehäuse werden häufig mittels Stahlblech, Aluminium- oder Magnesiumguss hergestellt.
Die Anforderung nach höheren Schutzarten wirkt damit jedoch entgegen einem Trend zu zunehmender Nutzung von Funkkommunikationsverfahren in der Beleuchtungstechnik.
Leuchten 20 können Funkkommunikationsverfahren vorteilhaft für eine Vernetzung mit anderen Leuchten und weiteren Vorrichtungen der Beleuchtungstechnik nutzen, wobei die Funktechnologie insbesondere für temporäre Lösungen und kostengünstige Lösungen durch Verzicht auf eine aufwendige Signalverkabelung ausgezeichnet ist. Funkschnittstellen zu Bewegungs- oder Präsenzmeldern, für eine Verbindung zu Kommissionierungs- oder Konfigurationsgeräten sind Bespiele für besonders vorteilhaften Anwendungen von Funkschnittstellen bei Leuchten.
Allerdings ist eine robuste Auslegung der Leuchte 20, zum Beispiel mittels eines Gehäuses 21 aus Metallblech, um eine höhere Schutzart zu erreichen, oder ein besonderes Leuchten- Design zu verwirklichen, für die Nutzung von elektromagnetischen Wellen im Rahmen von Funkanwendungen nachteilig, da elektromagnetische Wellen durch die leitenden Materialien stark gedämpft, reflektiert oder abgeschirmt werden. Derartige Eigenschaften können sowohl auf Gehäuse 21 aus metallischen Stoffen, als auch aus Stoffen mit hohen Dielektrizitätszahlen 8r oder hohen dielektrischen Verluste zutreffen. So weisen Gehäuse 21 aus Glas hohe Dielektrizitätszahlen sr auf, während Kunststoffe mit einem Restanteil Wasser ungünstige in Bezug auf ihre dielektrischen Verluste sind.
Dies gilt insbesondere auch für die üblichen, für Funkanwendungen freigegebenen F requenzbereiche.
Gegenwärtig werden daher, wenn in Leuchten entsprechende Sende- /Empfangseinrichtungen für eine Funkschnittstelle angeordnet werde, fensterartige Öffnungen 25, die anschließend mittels entsprechender, für elektromagnetische Wellen dämpfungsarm durchlässiger Abdeckungen geschlossen werden, im Gehäuse 21 der Leuchte 20 vorgesehen.
Es bleibt daher festzuhalten, dass für eine Leuchte 20 mit geschlossenem Gehäusen 21 Abwägungen zwischen Gehäusedesign, optischen Eigenschaften der Lichtabgabe, und den Anforderungen aus der Verwendung von Funkschnittstellen für eine Vernetzung zu treffen sind, die im Entwurf der Leuchte 20 einschränkende Randbedingungen darstellen und Kompromisse zwischen widersprechenden Anforderungen erfordern.
Zusätzliche oder größere Durchbrechungen, Öffnungen oder Fenster in einem Gehäuse 21 führen zu bestimmten optischer äußeren Erscheinungsformen, die nicht notwendigerweise erwünscht sind. Zudem führen größere Durchbrechungen des Gehäuses 21 wie sie die Öffnungen 25 darstellen, möglicherweise zu einer geringeren Stabilität oder Festigkeit des Gehäuses 21.
Fig. 3 stellt Ausschnitte einer Draufsicht sowie einer Seitenansicht eines Gehäuses 12 einer Leuchte 10 einer weiteren Ausführung in Verbindung mit einem Verschlusselement 11 in einer ersten Ausführung dar.
Das Gehäuse 12 der Leuchte 10 weist eine Bodenfläche 4 sowie Seitenflächen 3.1, 3.2 auf. In der Bodenfläche 4 ist eine Öffnung 5 angeordnet, die das Innere des Gehäuses 12 mit dem Äußeren des Gehäuses 12 verbinden kann. Die Öffnung 5 ist in beiden Raumrichtungen kleiner als die halbe Wellenlänge X der elektromagnetischen Wellen. In der Öffnung 5 ist ein Verschlusselement 11 angeordnet.
Das Verschlusselement 11 ist aus einem dielektrischen Material geformt und verschließt, wenn in die Öffnung 12 eingesetzt, diese vollständig.
Das dielektrische Material des Verschlusselements bewirkt bei der Frequenz der elektromagnetischen Wellen aufgrund der entsprechenden Dielektrizitätszahl des dielektrisch wirksamen Materials (dielektrisches Materials) elektrisch wirksame Abmessungen der Öffnung 5, die größer als die tatsächlichen, geometrischen Abmessungen der Öffnung 5 sind. Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn sich das Verschlusselement 11 in ausreichender Tiefe in Richtung entlang der z-Achse in das Innere des Gehäuses 12 erstreckt, um eine möglichst glatte Aufweitung einer Breite ci des eingesetzten Verschlusselements 11 im Bereich der Öffnung 5 auf eine größere Breite C2 an einem der Öffnung 5 entgegengesetzten Ende des Verschlusselements 11 zu ermöglichen. Diese Tiefe ist mindestens so groß wie die Länge eines Funktionsabschnitts in Richtung der Flächennormalen der Öffnung, über den sich ein Querschnitt des Verschlusselements 11 stetig und streng monoton ändert. Die Länge des Funktionsabschnitts ist dabei wenigstens so groß wie die Breite C2, die der ersten Abmessung ai der Öffnung 5 entspricht. Über die Länge des Funktionsabschnitts ändert sich die Breite des Verschlusselements kontinuierlich von ci auf C2, d.h. die Breite nimmt stetig und streng monoton zu. Mit einer kontinuierlichen Aufweitung des Breite des Verschlusselements n in z-Richtung zur Innenseite des Gehäuses hin, also einer Flächennormale der Fläche der Öffnung in der x-y-Ebene, die der Ebene der Bodenfläche 4 entspricht, wird eine kontinuierliche Veränderung des Wellenwiderstands für die elektromagnetischen Wellen entlang des Verschlusselements 11, und damit durch die Öffnung 5 hindurch bzw. zur Öffnung hin, erreicht. Die Übertragungseigenschaften der mit dem Verschlusselement 11 geschlossenen Öffnung sind dementsprechend vorteilhaft, da eine reflektierte Komponente entsprechend gering ausfällt.
Die vorstehend für den Querschnitt des Verschlusselements 11 gemachten Ausführungen gelten vorzugsweise in analoger Form auch für die Geometrie des Querschnitts in Längsrichtung der Öffnung, also die a-z-Ebene.
Das Verschlusselement 11 kann eine homogene Materialstruktur mit einer über das Verschlusselement 11 konstanten Dielektrizitätszahl aufweisen.
Das Gehäuse der Leuchte 10, insbesondere die Bodenfläche 4 und die Seitenflächen 3.1, 3.2 können aus Metallblech aufgebaut sein.
Das Verschlusselement 11 kann einstückig ausgebildet sein, wobei das Verschlusselement 11 nach Fig. 3 einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist.
Der erste Abschnitt kann im Wesentlichen zylindrisch quaderförmig ausgebildet sein und insbesondere in Richtung der z-Achse im Wesentlichen konstante Abmessungen aufweisen. Der erste Abschnitt ermöglicht Einsetzen des Verschlusselements 11 in die Öffnung 5 des Gehäuses 12. Die Abmessungen des ersten Abschnitts des Verschlusselements 11 in der x-y- Ebene sind so gewählt, dass sie die Öffnung 5 vollständig verschließen, wenn das Verschlusselement in die Öffnung 5 eingesetzt ist.
Eine Außenfläche des Verschlusselements 11, die, wenn das Verschlusselement in die Öffnung eingesetzt ist, von außerhalb des Gehäuses 12 sichtbar ist, kann derart ausgestaltet sein, dass keine Anpassung der elektrischen Eigenschaften im Außenbereich der Leuchte 10, also außerhalb des Gehäuses 12 erfolgt. Die Außenfläche kann, zum Beispiel, wenn das Verschlusselement 11 in die Öffnung eingesetzt ist, bündig mit einer Außenfläche der Bodenwand 4 abschließen, um die Öffnung 5 für den Betrachter möglichst unauffällig zu gestalten. Dies ist in Figur 3 angedeutet.
Alternativ kann die Außenfläche des Verschlusselements 11, die, wenn das Verschlusselement in die Öffnung eingesetzt ist, einem Betrachter von außerhalb des Gehäuses 12 sichtbar ist, kann derart ausgestaltet sein, dass auch im Außenbereich um das Gehäuse 12 eine Anpassung der elektrischen Eigenschaften erfolgt. Damit werden die elektromagnetischen Wellen besonders gut, da reflexionsarm und verlustarm, durch die elektrische kleine Öffnung 5 übertragen.
Der zweite Abschnitt des Verschlusselements n ist im Querschnitt trapezförmig und bildet den Funktionsabschnitt.
Der zweite Abschnitt des Verschlusselements n erstreckt sich in das Innere des Gehäuses 12, wenn der erste Abschnitt des Verschlusselements 11 in die Öffnung des Gehäuses 12 eingesetzt ist. Der in die Öffnung 5 eingesetzte erste Abschnitt legt damit die räumliche Lage des Verschlusselements 11 und dessen zweiten Abschnitts innerhalb des Gehäuses 12 eindeutig fest.
Die Grenzflächen des Verschlusselements 11 mit der Umgebung im Falle des zweiten Abschnitts, und mit der Umgebung und mit dem Gehäuse 12 im Falle des ersten Abschnitts stellen Diskontinuitäten der Dielektrizität 8 (Permittivität, früher: Dielektrizitätskonstante) dar. Die Dielektrizität eines Stoffes kann mit 8 = e0 sr als Vielfache der Dielektrizität 80 (elektrische Feldkonstante s0) des Vakuums angegeben werden. Der Faktor srist eine stoffabhängige Dielektrizitätszahl (Permittivitätszahl, relative Dielektrizität), die neben der Abhängigkeit von dem jeweiligen Material zusätzlich richtungsabhängig, frequenzabhängig, temperaturabhängig und abhängig von elektrischer und magnetischer Feldstärke ist.
An Grenzflächen zwischen Materialien mit unterschiedlicher Dielektrizitätszahl 8r findet eine zumindest teilweise Reflexion der elektromagnetischen Wellen in Abhängigkeit von dem Unterschied der Dielektrizität 8 der an der jeweiligen Grenzfläche aneinander anstoßenden Materialien, sowie der Geometrie der Grenzfläche statt.
Der im Querschnitt trapezförmig ausgebildete Funktionsabschnitt bewirkt eine Führung der elektromagnetischen Wellen in z-Richtung.
Der konisch ausgebildete zweite Abschnitt bewirkt somit eine den Stegen 6, 7 der in Fig. 1 dargestellten Ausführung entsprechende Funktion.
Die Ausführung der Leuchte 10 mit einem Gehäuse 12 und zumindest einer mit einem Verschlusselement 11 geschlossenen Öffnung 15 weist den Vorteil einer einfachen staub- oder wasserdichten Auslegung der Leuchte 10 auf. Somit lassen sich Leuchten 10 für erhöhte Anforderungen aus bestimmten Schutzarten realisieren, die zugleich integrierte Funksende- und Empfangs-Einrichtungen aufweisen.
Je nach Einsatzort einer Leuchte 10 können unterschiedliche Umgebungseinflüsse auf die die Leuchte 10 einwirken, die einen sicheren Betrieb der Leuchte 10 beeinflussen können. Leuchten 10 im Außenbereich benötigen einen Schutz gegen das Eindringen von Feuchtigkeit, der für Leuchten in geschlossenen Räumen, insbesondere in Wohnräumen zumindest nicht in entsprechendem Maß erforderlich ist. Feuchträume erfordern ebenfalls einen erhöhten Schutz gegen das Eindringen von Feuchtigkeit.
Das Verschlusselement n ermöglicht die Gestaltung einer Leuchten io ausgelegt für erhöhte Anforderungen aus bestimmten Schutzarten, die zugleich integrierte Funksende- und Empfangs-Einrichtungen innerhalb des Gehäuses 12 aufnehmen kann.
Figur 4 gibt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführung eines Verschlusselements 11‘ wider.
Das Verschlusselement n‘ weist einen weiteren (dritten) Abschnitt auf, der an der dem zweiten Abschnitt abgewandten, entgegengesetzten Seite des ersten Abschnitts angeordnet ist und einen weiteren Funktionsabschnitt bildet.
Der weitere Abschnitt kann symmetrisch zu dem zweiten Abschnitt ausgebildet sein.
Das Verschlusselement 11‘ kann für eine leichtere Montage in der Öffnung 5 mehrteilig, zum Beispiel zweiteilig ausgebildet sein. So kann der erste, zylindrische, Abschnitt und der zweite Abschnitt einen ersten Teil des Verschlusselements n‘ bilden, während der weitere Abschnitt einen zweiten Teil des Verschlusselements n‘ bildet. Die Montage des Verschlusselements 11 in der Öffnung kann zum Beispiel erfolgen, indem zunächst der erste Teil des Verschlusselements 11’ mit dem zylindrischen ersten Abschnitt in die Öffnung 5 eingesetzt wird, und anschließend der zweite Teil des Verschlusselements 1T mit dem in der Öffnung 5 eingesetzten ersten Teil des Verschlusselements 1T verbunden wird.
Das Verschlusselement 11’ ist vorteilhaft, da hier eine Führung der elektromagnetischen Wellen auf beiden Seiten der Öffnung 5 des Gehäuses 12 erfolgt.
Die diskutierten und in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungen der Verschlusselemente 11 und 1T nutzen eine spezifische geometrische Auslegung des Verschlusselements 11, 1T, um eine elektrisch wirksame Vergrößerung der zumindest in einer Dimension senkrecht zu der Durchtrittsrichtung durch die Bodenfläche 4 kleinen Öffnung 5 zu bewirken. Dabei kann das Material des Verschlusselemente 11, 11’ eine homogene, insbesondere räumlich konstante Dielektrizitätszahl aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich kann das Verschlusselement 11, 1T in zumindest einer Raumrichtung eine kontinuierliche oder stufenweise Veränderung der Dielektrizitätszahl des Materials aufweisen.
Die kontinuierliche oder stufenweise Veränderung der Dielektrizitätszahl des Materials kann mit einer Veränderung der geometrischen Auslegung des Verschlusselements 11, 1T kombiniert werden, um eine Anpassung des Wellenwiderstands und besonders günstige Eigenschaften für die Übertragung der elektromagnetischen Wellen entlang der z-Achse, also durch die Öffnung 5 hindurch, zu erzielen.
Eine Anpassung und ortsabhängige Veränderung der Dielektrizitätszahl des Verschlusselements 11, n‘ in Richtung der Flächennormalen der Öffnung 5 kann mittels einer Anpassung einer Materialdichte, zum Beispiel bei der Verwendung von Schäumen als Material für das Verschlusselements 11, 11 erzielt werden.
Fig. 5 stellt einen Ausschnitt einer schematischen Seitenansicht eines Gehäuses 2‘ einer Leuchte 1 in einer weiteren Ausführung dar. Das Gehäuse 2‘ ist in einer Schnittdarstellung in der x-z-Ebene gezeigt.
Das Gehäuse 2‘ umfasst das Gehäuse 2 nach Figur 1 mit einer untere Wand 4 des Gehäuses 2, die eine Öffnung 5 aufweist. Die Öffnung 5 ist derart ausgebildet, dass eine innerhalb des Gehäuses 2 angeordnete Funksende-/Empfangsvorrichtung mit einer gleichfalls innerhalb des Gehäuses 2 angeordneten Antenne mittels elektromagnetischer Wellen mit weiteren Funkvorrichtungen kommunizieren kann, wobei die weiteren Funkvorrichtungen außerhalb der Leuchte 1 angeordnet sind. Die untere Wand 4 erstreckt sich in der x-y-Ebene.
Die Öffnung 5 weist Abmessungen auf, die in beiden Raumrichtungen kleiner als die halbe Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen liegen. Im dargestellten Fall ist eine erste Seitenlänge ai der Öffnung 5, die sich x-Richtung erstreckt, kürzer als eine Länge a.
Die Öffnung 5 weist in x-Richtung eine erste Seitenlänge ai in der Ebene der Bodenfläche 4 auf. Die Seitenlänge ai ist kürzer als die Länge a. Die Öffnung 4 ist von Stegen 6, 7, die sich in das Innere des Gehäuses 4 hin erstrecken, umgeben. Die Stege umfassen einen ersten Steg 6 und eine zweiten Steg 7. Die Stege 6, 7 können integriert mit der unteren Wand 4 des Gehäuses 1 ausgebildet sein.
Ein Abstand zwischen den einander zugewandten Flächen des ersten Steges 6 und des zweiten Steges 7 ändert sich z-Richtung, also in einer Richtung, die senkrecht zu der Ebene der Bodenfläche 4, beziehungsweise einer Ebene der Öffnung 5, angeordnet ist. Insbesondere kann der Abstand zwischen den einander zugewandten Flächen des ersten Steges 6 und des zweiten Steges 7 von einem der ersten Seitenlänge ai der Öffnung 5 entsprechenden Abstand in der Ebene der Öffnung 5 sich bis zu einem Abstand a2 hin weiten, wobei der Abstand a2 an einem der Öffnung 5 abgewandten Ende der Stege 6, 7 erreicht wird. Der Abstand a2 ist dabei größer als der Abstand ai, der im Wesentlichen der ersten Seitenlänge der Öffnung 5 entspricht.
Die Veränderung des Abstandes der einander zugewandten Innenflächen des ersten Stegs 6 und des zweiten Stegs 7 kann in z-Richtung linear oder nichtlinear erfolgen. Die Stege 6, 7 bilden eine trichterartige oder hornartige Anordnung in der x-z-Ebene aus, die senkrecht zu der x-y- Ebene der Öffnung 5 angeordnet ist.
Die Ausbildung der Stege 6, 7 bewirkt eine Führung der elektromagnetischen Wellen durch die Öffnung 5, und bewirkt eine Erhöhung der durch die Öffnung 5 übertragenen elektromagnetischen Leistung gegenüber einer Öffnung 5 mit der ersten Seitenlänge tat ohne entsprechend ausgebildete Stege 6, 7. Die zur Innenseite des Gehäuses ausgebildete Geometrie entspricht dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Fig. 1.
Die Öffnung 5 ist im dargestellten Fall offen, also ohne ein in der Öffnung 5 angeordnetes Verschlusselement aus einem für elektromagnetische Wellen transparenten Material, gezeigt. Damit kann eine in bestimmten Anwendungen erwünschte Luftaustausch, beispielsweise zur Kühlung erfolgen.
Ein in der Öffnung 5 angeordnetes Verschlusselement aus einem für elektromagnetische Wellen transparenten Material kann für eine Leuchte 1 vorgesehen werden, die bestimmten Anforderungen an die Dichtigkeit des Gehäuses 4 gegenüber Feuchte, Wasser, Staub oder Fremdkörper entsprechen muss.
Das Gehäuse 2‘ nach Fig. 5 weist zusätzlich zu dem Bodenfläche 4 eine weitere Bodenfläche 4‘, die im Wesentlichen parallel und an die Bodenfläche 4 des Gehäuses 1 unmittelbar anschließend, insbesondere plan anliegend, angeordnet ist. Die weitere Bodenfläche 4’ zeigt eine weitere Öffnung 5‘, die in ihren Abmessungen und in ihrer räumlichen Anordnung der Öffnung 5 in der ersten Bodenfläche 4 entspricht. Somit ermöglichen die Öffnungen 5 und 5’ einen Durchtritt elektromagnetischer Wellen durch die Bodenflächen 4, 4‘ zwischen dem Inneren der Leuchte 1, beziehungsweise deren Gehäuse 2‘ und dem Äußeren der Leuchte 1, beziehungsweise deren Gehäuse 2‘.
Die Öffnung 5' ist von Stegen 8, 9, die sich in Richtung des Äußeren des Gehäuses 2‘ erstrecken, umgeben. Die Stege 8, 9 umfassen einen ersten Steg 8 und eine zweiten Steg 9. Die Stege 8, 9 können integriert mit der weiteren Bodenfläche 4‘ des Gehäuses 2‘ ausgebildet sein.
Die Stege 8, 9 sind somit dem ersten Steg 6 und dem zweiten Steg 7 entgegengesetzt angeordnet. Die Stege 6, 7 erstrecken sich im Wesentlichen in Richtung der positiven z- Achse, wohingegen die Stege 8, 9 sich im Wesentlichen in Richtung der negative z-Achse hin erstrecken.
Ein Abstand zwischen den einander zugewandten Flächen des ersten Steges 8 und des zweiten Steges 9 ändert sich z-Richtung, also in einer Richtung, die senkrecht zu der Ebene der weiteren Bodenfläche 4, beziehungsweise einer Ebene der weiteren Öffnung 5', angeordnet ist. Insbesondere kann der Abstand zwischen den einander zugewandten Flächen des ersten Steges 8 und des zweiten Steges 9 von einem der ersten Seitenlänge ai der Öffnung 5' entsprechenden Abstand in der Ebene der Öffnung 5' sich bis zu einem Abstand a3 hin weiten, wobei der Abstand a3 an einem der Öffnung 5' abgewandten Ende der Stege 8, 9 erreicht wird. Der Abstand a3 ist dabei größer als der Abstand ai, der im Wesentlichen der ersten Seitenlänge der Öffnung 5 entspricht.
De Abstand a3 kann gleich dem Abstand a2 des ersten Stegs 6 und des zweiten Stegs 7 sein.
Die Veränderung des Abstandes der einander zugewandten Innenflächen des ersten Stegs 8 und des zweiten Stegs 9 kann in z-Richtung linear oder nichtlinear erfolgen und ist ebenfalls stetig und streng monoton.
Die Stege 8, 9 bilden eine trichterartige oder hornartige Anordnung in der x-z-Ebene aus, die senkrecht zu der x-y- Ebene der Öffnung 5 angeordnet ist.
Die Ausbildung der Stege 6, 7, 8, 9 bewirkt eine Führung der elektromagnetischen Wellen durch die Öffnungen 5, 5' und bewirkt eine Erhöhung der durch die Öffnung 5, 5' übertragenen elektromagnetischen Leistung.
Das Gehäuse 2‘ ist vorteilhaft, da hier eine Führung der elektromagnetischen Wellen auf beiden Seiten der Öffnung 5 des Gehäuses 2‘, somit im Inneren des Gehäuses 2‘ und außerhalb des Gehäuses 2‘ erfolgt.
Fig. 6 zeigt einen Ausschnitt einer Draufsicht auf ein Gehäuse 32 einer Leuchte 1 einer weiteren Ausführung.
Das Gehäuse 32 unterscheidet sich von den Gehäusen 2 und 2‘ durch die Form der in der Bodenfläche 34 angeordneten Öffnung 35 in der x-y-Ebene. Die Öffnung 5 weist die Form eines gleichschenkligen Kreuzes in der x-y-Ebene auf. Die Öffnung 35 umfasst damit eine Überlagerung einer ersten Öffnung 35.1 und einer zweiten Öffnung 35.2, wobei die erste Öffnung 35.1 und die zweite Öffnung 35.2 jeweils als Grundform ein Rechteck in der x-y- Ebene mit einer ersten Seitenlänge ai kleiner als a und einer zweiten Seitenlänge b aufweisen. Die erste Öffnung 35.1 und die zweite Öffnung 35.2 sind um 90 0 gegeneinander gedreht, so dass die Grundform einer Öffnung 35 in Form des gleichschenkligen Kreuzes in der x-y-Ebene, also der Ebene der Bodenfläche 34 des Gehäuses 32 entsteht.
Die Ausbildung der Öffnung 35 nach Fig. 6 ermöglicht eine polarisationsabhängige Übertragung von elektromagnetischen Wellen, beispielsweise auch wechselnder Polarisationsrichtungen von einer Seite der Bodenfläche 34 auf die andere Seite der Bodenfläche 34. Somit können elektromagnetische Wellen mit unterschiedlicher und/oder variabler Polarisation aus dem Inneren der Leuchte 1 in den Außenraum um die Leuchte 1 gesendet, und elektromagnetische Wellen mit unterschiedlicher und/oder variabler Polarisation aus dem Außenraum um der Leuchte i in das Innere der Leuchte i übertragen werden.
Fig. 7 stellt eine Draufsicht einer weiteren Ausführung eines Verschlusselements 31 sowie um eine um 90° gedrehte Draufsicht der weiteren Ausführung des Verschlusselements 31 dar.
Das Verschlusselement 31 entspricht in seiner Grundform in der x-y-Ebene der Bodenfläche 34 der Öffnung 35 mit der Grundform eines gleichschenkligen Kreuzes mit einer ersten Öffnung 35.1 und einer zweiten Öffnung 35.2 nach Fig. 6. Das Verschlusselement 31 ist so dimensioniert, dass es mit seinem ersten Abschnitt in der Öffnung 35 nach Fig. 6 angeordnet werden kann, und die Öffnung 35 somit verschließen kann.
Das Verschlusselement 31 kann aus einem einheitlichen Material aufgebaut sein, wobei das Material des Verschlusselements 31 so gewählt ist, dass das Verschlusselement jeweils in Teilbereichen des Verschlusselements 31 eine unterschiedliche Dielektrizitätszahl aufweist.
Das Verschlusselement 31 nach Figur 7 weist einen ersten Teilbereich 31.1 mit einem Material mit einer ersten Dielektrizitätszahl und einen zweiten Teilbereich mit dem Material mit einer zweiten Dielektrizitätszahl auf.
Alternativ kann Verschlusselement 31 in den Teilbereichen 31.1, 31.2 aus unterschiedlichem Material aufgebaut sein, wobei die unterschiedlichen Materialen des Verschlusselements 31 jeweils eine unterschiedliche Dielektrizitätszahl aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich kann Verschlusselement 31 in den Teilbereichen 31.1, 31.2 mit unterschiedlichen Geometrien aufgebaut sein, um entsprechend unterschiedliche Übertragungseigenschaften der elektromagnetischen Wellen durch die Öffnung 35 zu erreichen.
Ferner ist das Verschlusselement 31 derart geformt, dass es in zumindest zwei alternativ möglichen Orientierungen in die entsprechend ausgebildete Öffnung 35 eingesetzt werden kann.
Die obere Teilfigur 7 zeigt das Verschlusselement 31 in einer ersten Orientierung.
Die untere Teilfigur 7 zeigt das Verschlusselement 31 in einer zweiten Orientierung. Die zweite Orientierung des Verschlusselements 31 ist gegenüber der ersten Orientierung um 90° gedreht. Das Verschlusselement 31 kann sowohl in der ersten Orientierung als auch in der zweiten Orientierung in die Öffnung 35 der Bodenfläche 34 nach Figur 6 eingesetzt werden.
Die geometrische Form des Verschlusselements 31 (und dementsprechend der Öffnung 35) ist nicht auf die Form eines Kreuzes nach Fig. 7 beschränkt. Andere geometrische Formen, beispielsweise mit sternförmigen oder mehreckigen oder kreisförmigen Grundflächen mit Richtungsmarkierungen an den entsprechenden Richtungsmarkierungen der entsprechend ausgebildeten Öffnungen 5, 35 sind ebenso möglich.
Mittels Auswählen der Orientierung und Einsetzen des Verschlusselements 31 in der gewählten Orientierung in die Öffnung 35 können gewünschte Übertragungseigenschaften für die elektromagnetischen Wellen durch die Öffnung 35 eingestellt werden. Die gewünschten Übertragungseigenschaften können zum Beispiel Frequenz, Hauptstrahlungsrichtung, Polarisation, Leistung, der elektromagnetischen Wellen durch die Öffnung 5 hindurch umfassen.
Wird das Verschlusselement 31 mit unterschiedlichen Materialien bezüglich seiner Dielektrizitätszahl aufgebaut, so kann mittels Einsetzen des Verschlusselements 31 in entweder der ersten Orientierung oder der zweiten Orientierung jeweils ein unterschiedliches Übertragungsverhalten der mit dem Verschlusselement 31 versehenen Öffnung 35 erreicht werden. Damit kann die Ausbildung der Öffnung 35 mit einem entsprechend ausgebildeten Verschlusselement 31 zwei unterschiedliche richtungsabhängige Übertragungscharakteristiken oder Strahlungscharakteristiken erzielen.
Ein Anwender kann unterschiedliche Strahlungscharakteristiken mittels einfacher Änderung der Orientierung des Verschlusselements 31 gemäß vorab niedergelegten Anweisungen, beispielsweise in einem seitens des Herstellers bereitgestellten Handbuchs, entsprechend seiner Anwendung, oder einer räumlichen Position der Leuchte 1 anpassen.
Alternativ oder zusätzlich kann ein Satz unterschiedlicher Verschlusselemente 11, 11‘, 31 mit entsprechenden Informationen, die mögliche Übertragungseigenschaften der elektromagnetischen Wellen durch die Öffnung 5, 35 hindurch zugeordnet zu entsprechenden Verschlusselementen 11, n‘, 31 des Satz unterschiedlicher Verschlusselemente 11, n‘, 31 bereitgestellt werden.
Fig. 8 gibt einen Ausschnitt aus einer Draufsicht sowie einen Ausschnitt einer Seitenansicht einer weiteren Ausführung eines Gehäuses 42 der Leuchte 1 wider.
Die obere Teilfigur 7 zeigt einen Ausschnitt aus der Draufsicht des Gehäuses 42.
Die untere Teilfigur 7 zeigt einen Ausschnitt aus der Seitenansicht des Gehäuses 42.
Im Unterschied zu den Gehäusen 2, 12, 32 zeigt das Gehäuse 42 eine Anordnung 45 umfassend eine Mehrzahl von Einzelöffnungen 45.1, 45.2, 45.3 in der Bodenfläche 44 des Gehäuses 42.
Die Einzelöffnungen 45.1, 45.2, 45.3 weisen jeweils in der x-y-Ebene eine rechteckige Grundfläche mit einer ersten Seitenlänge ai und einer zweiten Seitenlänge b auf. Die Seitenlänge ai ist, wie bereits mit Bezug zu Figur i diskutiert, kleiner als die Länge a und geringer als die halbe Wellenlänge X der elektromagnetischen Wellen.
Die dargestellte Anordnung 45 zeigt für sämtliche Einzelöffnungen 45.1, 45.2, 45.3 der Anordnung 45 eine gleiche zweite Seitenlänge b und eine gleiche erste Seitenlänge ai, sowie einen gleichen Abstand zwischen den Einzelöffnungen 45.1, 45.2, 45.3.
Die Anordnung 45 kann alternativ Einzelöffnungen 45.1, 45.2, 45.3 mit jeweils unterschiedlichen ersten Seitenlängen ai aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich kann die Anordnung Einzelöffnungen 45.1, 45.2, 45.3 mit jeweils unterschiedlichen zweiten Seitenlängen b aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich kann die Anordnung Einzelöffnungen 45.1, 45.2, 45.3 mit jeweils unterschiedlichen Abständen zwischen den Einzelöffnungen 45.1, 45.2, 45.3 aufweisen.
Mittels einer jeweils unterschiedlichen Dimensionierung der ersten Seitenlänge ai, der zweite Seitenlänge b und des Abstands der Einzelöffnungen 45.1, 45.2, 45.3. können die Übertragungseigenschaften für die elektromagnetischen Wellen hinsichtlich einer Frequenzbandbreite und/ oder der Richtcharakteristik der Anordnung einer bestimmten Anwendung angepasst werden.
Die Einzelöffnung 45.1 weist ferner einen einzelnen ersten Steg 46 auf der Innenfläche der Bodenfläche 44 auf, der dem ersten Steg 6 der Figur 1 entspricht.
Die Einzelöffnung 45.3 weist ferner einen einzelnen zweiten Steg 47 auf der Innenfläche der Bodenfläche 44 auf, der dem zweiten Steg 7 der Figur 1 entspricht.
Der erste Steg 46 und der zweite Steg 47 zeigen einen Abstand in x- Richtung an ihrer einander zugewandten (Innen-) Fläche, der sich ausgehend von einem größten Abstand a3 in negative z-Richtung gehend verringert und schließlich an der Innenseite der Bodenfläche auf die Abmessung der Anordnung 45 erreicht. Diese Verringerung des Abstands ist wiederum stetig und streng monoton und erstreckt sich wie schon bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen über einen Funktionsabschnitt, dessen Länge wenigstens der ersten Seitenlänge ai entspricht.
Der erste Steg 46 und der zweite Steg 47 bewirken eine kontinuierliche Impedanzanpassung für die elektromagnetischen Wellen von dem Innenraum des Gehäuses 42 zu der Anordnung 51-
Ein Verschlusselement ist in Fig. 7 nicht dargestellt. Eine Kombination der Anordnung 51 von Einzelöffnungen 55.1, 51.2, 51.3 mit einem Verschlusselement 51 in unterschiedlichen Positionen ist auf der folgenden Zeichnungsseite mit den Figuren 9A bis 9C gezeigt. In den Figuren 9A bis 9C wird eine Anordnung 45 von Einzelöffnungen 45.1, 45.2, 45.3, deren jeweilige Abmessungen im Wesentlichen gleich ausgebildet sind.
Fig. 9A zeigt einen Ausschnitt aus einer Seitenansicht einer Anordnung umfassend das Gehäuse 42 für eine Leuchte 1 in einer Ausführung mit einer weiteren Ausführung eines Verschlusselements 41 angeordnet in einer ersten Position an dem Gehäuse 42.
Das Verschlusselement 41 umfasst drei Abschnitte. Das Verschlusselement 41 besteht aus einem dielektrischen Material. Die Dielektrizitätszahl sr des dielektrischen Materials kann über das gesamte Verschlusselement 41 homogen, im Wesentlichen kontant sein.
Alternativ kann die die relative Dielektrizitätszahl sr des dielektrischen Materials in einzelnen Abschnitten des Verschlusselements 41, oder über alle Abschnitten des Verschlusselements 41 das gesamte Verschlusselement 41 variabel sein.
Ein erster Abschnitt 41.1 des Verschlusselements 41 weist einen quaderförmigen Körper auf, dessen Abmessungen auf die Abmessungen der ersten Einzelöffnung 45.1, der zweiten Einzelöffnung 45.2, und der dritten Einzelöffnung 45.3 abgestimmt sind. Insbesondere sind die Abmessungen des ersten Abschnitts 41.1 und der ersten Einzelöffnung 45.1, der zweiten Einzelöffnung 45.2, und der dritten Einzelöffnung 45.3 so gewählt, dass das Verschlusselement 41 mittels des ersten Abschnitts des Verschlusselements 41.1 räumlich festgelegt werden kann. Damit kann das Verschlusselement 41 je nach Positionierung des ersten Abschnitts 41.1 in einer entsprechenden Einzelöffnung 45.1,45.2, 45.3 der Anordnung 45 von Einzelöffnungen 45.1,45.2, 45.3 in einer ersten Position, einer zweiten Position, oder einer dritten Position festgelegt werden.
Figur 9A zeigt das Verschlusselement 41 mit seinem ersten Abschnitt 41.1 in die erste Einzelöffnung 45.1 eingesetzt. Damit befindet sich das Verschlusselement 41 in einer ersten Position an der Leuchte 1, beziehungsweise deren Gehäuse 42.
Figur 9B zeigt das Verschlusselement 41 mit seinem ersten Abschnitt 41.1 in die zweite Einzelöffnung 45.2 eingesetzt. Damit befindet sich das Verschlusselement 41 in einer zweiten Position an der Leuchte 1, beziehungsweise deren Gehäuse 42.
Figur 9C zeigt das Verschlusselement 41 mit seinem ersten Abschnitt 41.1 in die dritte Einzelöffnung 45.3 eingesetzt. Damit befindet sich das Verschlusselement 41 in einer dritten Position an der Leuchte 1, beziehungsweise deren Gehäuse 42.
Der zweite Abschnitt 41.2 des Verschlusselements 41 ist im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet und derart an dem ersten Abschnitt 41.1 des Verschlusselements 41 angeordnet, dass in jeder möglichen Position des Verschlusselements 41 an dem Gehäuse 42 alle Einzelöffnungen 45.1,45.2, 45.3 der Anordnung 45 von Einzelöffnungen 45.1, 45.2, 45.3 durch das Verschlusselement 41, und insbesondere dessen zweiten Abschnitt 41.2 abgedeckt werden. Damit wird in jeder Position des Verschlusselements 41 an dem Gehäuse 42 der von dem Gehäuse 42 umschlossene Innenraum der Leuchte 1 von der Umgebung der Leuchte 1 getrennt, insbesondere staub- und oder wasserdicht getrennt.
Der dritte Abschnitt 41.3 des Verschlusselements 41 ist im Querschnitt betrachtet und wie zu Fig. 3 bereits erläutert trapezförmig ausgebildet und derart zu dem ersten Abschnitt 41.1 des Verschlusselements 41 angeordnet, dass elektromagnetische Wellen, die durch den ersten Abschnitt 43.1 und den zweiten Abschnitt 41.2 aus dem Inneren des Gehäuses 42 ausgekoppelt werden, mit einer bestimmten räumlichen Charakteristik in den Außenraum um das Gehäuse 42 der Leuchte abgestrahlt werden. Zu beachten ist, dass im dargestellten Ausführungsbeispiel nur der dritte Abschnitt den Funktionsabschnitt bildet. Ferner ist für die beschriebenen Funktionsabschnitte jeweils von der vorteilhaften Ausgestaltung ausgegangen worden, bei der das schmalere Ende des Funktionsabschnitts eine Breite ci hat, die der Breite der Öffnung 5 entspricht. Es ist jedoch grundsätzlich auch eine kleinere oder größere Breite denkbar, solange die kontinuierliche Änderung der Breite über den Funktionsabschnitt erhalten bleibt.
Fig. 9B zeigt einen Ausschnitt aus der Seitenansicht der Anordnung umfassend das Gehäuse 42 für die Leuchte 1 in einer Ausführung mit der weiteren Ausführung des Verschlusselements 41 angeordnet in der zweiten Position an dem Gehäuse 42.
Fig. 9C gibt einen Ausschnitt aus der Seitenansicht der Anordnung umfassend das Gehäuse 42 für die Leuchte in einer Ausführung mit der weiteren Ausführung des Verschlusselements 41 angeordnet in der dritten Position an dem Gehäuse 42 wider.
Durch die Überlagerung der Beiträge der Einzelöffnungen 45.1, 45.2, 45.3 der Anordnung 45 und die entsprechende räumliche alternative Positionierung des Verschlusselements 45 wird eine entsprechend in drei diskreten Einstellungen einstellbare räumliche Sende- /Empfangscharakteristik der elektromagnetischen Wellen im Außenraum der Leuchte 1 erreicht. Figuren 9A, 9B und 9C illustrieren dies schematisch für die Anordnung des Verschlusselements 41 in der ersten Position in Figur 9A, für die Anordnung des Verschlusselements 41 in der zweiten Position für Figur 9B und für die Anordnung des Verschlusselements 41 in der dritten Position in Figur 9C.
Die Gehäuse 2, 12, 32, 42, sowie die entsprechende Leuchte 1 ist insbesondere für Leuchten 1 mit Metallgehäusen, für Leuchten 1, die lediglich wenig funktional freie Fläche ihres Gehäuses 2, 12, 32, 42 zeigen, und Leuchten mit erhöhten Anforderungen an die Dichtigkeit des Gehäuses 2, 12, 32, 42 vorteilhaft anwendbar.

Claims

Ansprüche
1. Gehäuse für eine Leuchte (1, 10), wobei das Gehäuse (2, 12) ausgebildet ist, eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung für elektromagnetische Wellen aufzunehmen, und das Gehäuse zumindest eine Öffnung (5) in einer Gehäusewand (4) aufweist, wobei zumindest eine erste Abmessung (ai) und eine zweite Abmessung (b)einer Grundfläche der Öffnung (5) in der Gehäusewand (4) kleiner als oder gleich wie eine halbe Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen ist, und eine die Öffnung (5) umgebende Grenzfläche in der Gehäusewand (4) ausgebildet ist, über wenigstens einen Funktionsabschnitt der Grenzfläche in Richtung der Flächennormalen der Öffnung (5) eine kontinuierliche Anpassung eines Wellenwiderstands in Richtung einer Flächennormalen der Gehäusewand (4) im Bereich der Öffnung (5) zu bewirken, und/oder ein für die elektromagnetischen Wellen durchlässiges, in der Öffnung (5) angeordnetes Verschlusselement (11) derart ausgebildet ist, über wenigstens einen Funktionsabschnitt des Verschlusselements (11) in Richtung der Flächennormalen der Öffnung (5) eine kontinuierliche Anpassung einer Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen bei Durchtritt durch die Öffnung (5) zu bewirken.
2. Gehäuse für eine Leuchte nach Anspruch 1, wobei das in der Öffnung (5) angeordnete Verschlusselement (11) ausgebildet ist, die Öffnung (5) gas-, staub-, und/ oder flüssigkeitsdicht zu verschließen.
3. Gehäuse für eine Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, wobei das in der Öffnung (5) angeordnete Verschlusselement (11) im Wesentlichen aus einem dielektrisch wirksamen Material aufgebaut ist, und das Verschlusselement (11) eine sich ortsabhängig ändernde Dielektrizitätszahl des dielektrischen Materials aufweist, oder das Verschlusselement (n) eine sich ortsabhängig ändernde effektive Dielektrizitätszahl des dielektrischen Materials für die Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen aufweist, oder das Verschlusselement (11) aus zumindest zwei unterschiedlichen Materialien mit jeweils unterschiedlichen Dielektrizitätszahl aufgebaut ist.
4. Gehäuse für eine Leuchte nach Anspruch 3, wobei das in der Öffnung (5) angeordnete Verschlusselement (11) aus einem Material mit wenigstens zwei Komponenten unterschiedlicher Dielektrizitätszahl bzw. effektiver Dielektrizitätszahl hergestellt wird, deren relative Anteile sich über die Länge des Funktionabschnitts ändern.
5. Gehäuse für eine Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das in der Öffnung (5) angeordnete Verschlusselement (11) im Inneren geometrische Strukturen aufweist, wobei die geometrischen Strukturen Längenabmessungen aufweisen, die kleiner als eine Wellenlänge der elektromagnetischen Wellen sind.
6. Gehäuse für eine Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das in der Öffnung (5) angeordnete Verschlusselement (11) im Wesentlichen aus einem dielektrisch wirksamen Material aufgebaut ist, und eine effektive Dielektrizitätszahl des Verschlusselements (11) im Bereich der Innenseite des Gehäuses (12) im Wesentlichen einer Dielektrizitätszahl der Luft entspricht, und sich in Richtung auf das Äußere des Gehäuses (12) hin zu höheren Werten der Dielektrizitätszahl als der Dielektrizitätszahl der Luft verändert.
7. Gehäuse für eine Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das in der Öffnung (5) angeordnete Verschlusselement (11) in zumindest einem Teilbereich im Querschnitt trapezförmig ist.
8. Gehäuse für eine Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das in der Öffnung (5) angeordnete Verschlusselement (11) und/oder die innere Grenzfläche der Gehäusewand (4) zu der Öffnung (5) ausgebildet ist, eine Richtwirkung einer Strahlungscharakteristik der elektromagnetischen Wellen im Außenraum um das Gehäuse (12) und/ oder im Inneren des Gehäuses (2) zu bewirken.
9. Gehäuse für eine Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das in der Öffnung (5, 35) angeordnete Verschlusselement (11, 31) und/oder die innere Grenzfläche der Gehäusewand (4) ausgebildet ist, eine Polarisation der elektromagnetischen Wellen im Außenraum um das Gehäuse (12, 32), und/oder im Inneren des Gehäuses (12, 32) zu bewirken, und/ oder eine polarisationsabhängige Transmission der elektromagnetischen Wellen durch die Öffnung (5) zu bewirken.
10. Gehäuse für eine Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Geometrie der Grenzfläche der Öffnung (5) ausgebildet ist, die Führung der elektromagnetischen Wellen bei Durchtritt durch die Öffnung (5) zu bewirken.
11. Gehäuse für eine Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Änderung eines Querschnitts der Öffnung (5) oder von Materialeigenschaften des in der Öffnung (5) angeordneten Verschlusselements (11) sich von einer Außenfläche der Gehäusewand (4) ausgehend hinein in das Innere des Gehäuses (2, 12) erstreckt, und/oder die Änderung eines Querschnitts der Öffnung (5) oder der Materialeigenschaften des in der Öffnung (5) angeordneten Verschlusselements (11) sich von einer Innenfläche der Gehäusewand (4) ausgehend in Richtung eines Raums außerhalb um das Gehäuse (2, 12) erstreckt.
12. Gehäuse für eine Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die elektromagnetischen Wellen Frequenzen in einem Frequenzband um 2.45 GHz, insbesondere in einem Frequenzband von 2.40 bis 2.49 GHz aufweisen.
13. Gehäuse für eine Leuchte nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verschlusselement (31) in zumindest zwei unterschiedlichen räumlichen Orientierungen (35) in der Öffnung anzuordnen ist, und das Verschlusselement (31) ausgebildet ist, je nach Orientierung jeweils unterschiedliche Übertragungseigenschaften für die elektromagnetischen Wellen bewirken, wenn es in der Öffnung (35) der Gehäusewand (4) angeordnet ist.
14. Leuchte, umfassend ein Gehäuse (2, 12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, und die im Inneren des Gehäuses (2, 12) angeordnete Sende- und/ oder Empfangseinrichtung.
15. Leuchte nach Anspruch 14, wobei wobei die Leuchte, insbesondere das Gehäuse (2, 12) der Leuchte, gasdicht, staubdicht, und/ oder zumindest spritzwassergeschützt ausgebildet ist.
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