FI12277U1 - Eristyslasielementti - Google Patents

Eristyslasielementti Download PDF

Info

Publication number
FI12277U1
FI12277U1 FIU20174243U FIU20174243U FI12277U1 FI 12277 U1 FI12277 U1 FI 12277U1 FI U20174243 U FIU20174243 U FI U20174243U FI U20174243 U FIU20174243 U FI U20174243U FI 12277 U1 FI12277 U1 FI 12277U1
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
polarization
aperture
electromagnetic
flattening
electromagnetic energy
Prior art date
Application number
FIU20174243U
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Inventor
Juha Lilja
Original Assignee
Stealthcase Oy
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 Stealthcase Oy filed Critical Stealthcase Oy
Priority to FI20185031A priority Critical patent/FI127700B/fi
Priority to FI20185840A priority patent/FI129517B/fi
Priority to PCT/FI2018/050719 priority patent/WO2019073116A2/en
Priority to AU2018350236A priority patent/AU2018350236A1/en
Priority to US16/753,525 priority patent/US10879603B2/en
Priority to CA3078665A priority patent/CA3078665A1/en
Priority to EP18865681.3A priority patent/EP3673137B1/en
Priority to DK18865681.3T priority patent/DK3673137T1/da
Application granted granted Critical
Publication of FI12277U1 publication Critical patent/FI12277U1/fi
Priority to US17/102,516 priority patent/US11721890B2/en

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E06DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06BFIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/66Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/67Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together characterised by additional arrangements or devices for heat or sound insulation or for controlled passage of light
    • E06B3/6715Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together characterised by additional arrangements or devices for heat or sound insulation or for controlled passage of light specially adapted for increased thermal insulation or for controlled passage of light
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/06Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with metals
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
    • E04B1/76Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls specifically with respect to heat only
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E06DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06BFIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/66Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
    • E06B3/67Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together characterised by additional arrangements or devices for heat or sound insulation or for controlled passage of light
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E06DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06BFIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B7/00Special arrangements or measures in connection with doors or windows
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/0006Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices
    • H01Q15/0013Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices said selective devices working as frequency-selective reflecting surfaces, e.g. FSS, dichroic plates, surfaces being partly transmissive and reflective

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)

Abstract

1. Eristyslasielementti (100), joka käsittää ainakin kaksi lasilevyä (102), sekä näiden erottaman välitilan (105), ja joista vähintään yksi lasilevy (102) käsittää matalaemissiviteettipinnan (103), tunnettu siitä, että: vähintään yhteen matalaemissiviteettipintaan (103) on järjestetty radiosignaalia läpäisevä ensimmäinen apertuuri (201'), vastaanottamaan sähkömagneettista energiaa ja uudelleensäteilemään tätä vastaanotettua sähkömagneettista energiaa ensimmäisessä polarisaatiossa, ja vähintään yhteen matalaemissiviteettipintaan (103) on järjestetty radiosignaalia läpäisevä toinen apertuuri (201"), vastaanottamaan ja uudelleensäteilemään tätä vastaanotettua sähkömagneettista energiaa toisessa polarisaatiossa siten, että ensimmäinen ja toinen polarisaatio ovat ristikkäisiä Lisäksi suojavaatimukset 2-9.

Description

Eristyslasielementti
Keksinnon kohde
Nyt esilla oleva keksinto kohdistuu eristyslasielementtiin, joka kasittaa ainakin kaksi lasilevya seka naiden valisen valitilan, joista lasilevyista vahintaan yhdessa on matalaemissiviteettipinta.
Keksinto kohdistuu lisaksi jarjestelyyn sahkomagneettisten signaalien valit-tamiseksi rakennuselementin luomalle katvealueelle kapean apertuurin dif-fraktioon perustuen.
Keksinto kohdistuu lisaksi jarjestelyyn, jossa eristyslasielementti on jarjestetty vastaanottamaan ja uudelleenlahettamaan sahkomagneettisia signaaleita vahintaan kahdessa ristikkaisessa polarisaatiossa.
Keksinnon taustaa
Rakennusteollisuuden tavoitteet kohti passiivi- ja nollaenergiataloja on johta-nut tilanteeseen, jossa tehokkaat lampoeristeet vaimentavat voimakkaasti matkapuhelinten ja muiden langattomien jarjestelmien signaaleja, jolloin rakennuksen sisalla voi olla jopa mahdotonta kayttaa matkapuhelinta. Syita vaimennukseen on monia, mutta yhdeksi syyksi on havaittu ns. selektiivilasien kaytto, jossa ikkunoita on pinnoitettu sahkoisesti johtavilla pinnoitteilla, eli ns. matalaemissiviteettipinnoitteilla.
Langattomien viestimien, kuten matkapuhelinten, tablettitietokoneiden, tai eri-naisten esineiden internetin (Internet of Things - IOT) alle luokiteltujen sensorien valinen kommunikaatio perustuu sahkomagneettisen energian, eli toisin sanoen etenevien sahkomagneettisten aaltojen ominaisuuksien hallintaan, seka kykyyn vastaanottaa ja lukea naihin yhdistettyna oleva informaa-tio. Informaation hallittua yhdistamista sahkomagneettisen aallon osaksi kut-sutaan moduloinniksi, kun vastaavasti taman informaation hallittua purkua sahkomagneettisesta aallosta kutsutaan demoduloinniksi. Sahkomagneetti-seksi signaaliksi voidaan kutsua yksittaista diskreettia sinimuotoisesti varah- televaa taajuuskomponenttia, joka on osa sahkomagneettista spektria. Vaih-toehtoisesti joissain yhteyksissa sahkomagneettiseksi signaaliksi voidaan myos kutsua maaratyn osan sahkomagneettisesta spektrista kasittavaa alu-etta, joiden sisaltamien diskreettien taajuuskomponenttien yhdistelmana ete-neva sahkomagneettinen energia kantaa kokonaisuudessaan jonkin osan lahetettavana olevasta informaatiosta.
Valtaosa matkapuhelinten nykyisin kaytossa olevista sahkomagneettisen spektrin taajuusalueista on luokiteltu UHF-taajuusalueelle (300 MHz-3GHz), seka lisaantyvassa maarin myos SHF-taajuuksille (3-30 GHz). Uusien lyhyen kantaman mobiiliviestinten taajuusallokointeja on suunnitteilla myos EHF-alueelle (30-300 GHz).
Langaton viestintayhteys voi olla joko yksisuuntainen tai kaksisuuntainen. Tavanomaisten mobiililaitteiden viestinta tukiasemien kanssa on kaksisuun-taista, kun taas esimerkiksi langattomien sensorien viestinta voi olla yksi-suuntaista. Tallaisen langattoman viestintayhteyden toiminnalle on edellytyk-set, kun signaalia langattomasti vastaanottavan laitteen herkkyystaso on riittavan matala vastaanotetun signaalin tehotasoon nahden. Vastaanottavan laitteen herkkyystasoon olennaisesti vaikuttava asia on laitteen omien elekt-roniikkapiirien aiheuttama kohinataso; kohinatasoa heikompia tehotasoja kasittavia signaaleita on hankala vastaanottaa menettamatta osaa signaalin informaatiosta. Myos vastaanottimen ymparistosta aiheutuvien sahkomag-neettisten hairioiden summautuminen vastaanotettavaan signaaliin voi heikentaa viestintayhteyden laatua ja aiheuttaa yhteysongelmia.
Vastaanotettavan signaalin tehotasoon vaikutetaan esimerkiksi lahettavan laitteen lahetystehoa saatamalla ja mobiiliverkkojen tapauksessa suunnitte-lemalla tukiasemien viestintaverkosto riittavan tiheaksi. Talle viestintayhtey-delle merkittavaksi haitaksi osoittautuva rakennusvaimennus on kuitenkin erityisen haastava ongelma, koska se heikentaa merkittavasti langattomien viestintayhteyksien toimivuutta rakennusten seinien lapi. Tyypillisissa mata-laenergiarakennuksissa mitattuja vaimennuksia voivat olla esimerkiksi arvot valilta 20-50 dB. Vertailuna voidaan mainita, etta jokainen kuuden desibelin (6 dB) tehonnosto lahetystehossa keskimaarin kaksinkertaistaa linkkivalia vapaassa tilassa. Painvastaisessa tilanteessa voidaan todeta, etta jokainen kuuden desibelin lisavaimennus keskimaarin puolittaa maksimaalisen teo-reettisen yhteysvalin. Rakennusvaimennus on siten merkittava haitta langattomien linkkien toimintaetaisyyksia suunniteltaessa, eika sita kaytannon syis-ta kyeta kompensoimaan pelkalla lahetystehojen nostamisella. Lisaksi yhteysvalin vahintaan toinen laite, kuten esimerkiksi matkapuhelin, on useimmi-ten akkukayttoinen laite, joiden akunkeston maksimoinniksi lahetystehoja pyritaan aina minimoimaan.
Tavanomaisesti langattomien jarjestelmien signaalit voivat paasta sisaan ra-kennusten ikkunoista, mutta sahkoa johtavat matalaemissiviteettipinnoitteet sulkevat nama signaalien kulkureitit. Ikkunoiden lisaksi sahkomagneettiset signaalit ovat aiemmin kyenneet tunkeutumaan rakennusten seinien lapi, mutta seinissa nykyisin usein kaytettavat alumiinipinnoitteiset lampoeristele-vyt estavat tehokkaasti signaalien paasyn rakennukseen. Myos betoniraken-teissa olevat raudoitukset yhdessa sahkoisesti suurihavioisen sementin kanssa voivat vaimentaa sahkomagneettisia signaaleja, jolloin myos tallaisen rakenteen lapi kulkiessaan signaalinvoimakkuus voi heikentya liikaa, jotta rakenteen toisella puolella olisi esim. matkapuhelimen kayttamiseen riittava signaalinvoimakkuus.
Tata ongelmaa on pyritty ratkaisemaan esimerkiksi sellaisen passiivisen an-tennijarjestelman avulla, joka kasittaa kaksi erillista antennia ja siirtojohdon, joka yhdistaa nama kaksi antennia. Passiivisen antennitoistimen haasteena on kuitenkin se, etta toimiakseen edes valttavalla tasolla sen on oltava tar-kasti suunnattuna kohti operaattorin tukiasemaa.
Tunnetaan myos muita ratkaisuja, kuten taajuusselektiiviset pinnat (Frequency Selective Surface - FSS), joissa laajalla lasin alueella selektiivipintaan on muodostettu jaksollisia hilarakenteita lasin lapaisyvaimennuksen pienentami-seksi. Lasien pintaan muodostetut taajuusselektiiviset pinnat ovat luonteel-taan tasomaisia, kaksiulotteisia suodattimia, joita voidaan suunnitella joko kaistanesto-, kaistanpaasto, ylipaasto-, tai alipaastosuodattimiksi. Taajuusselektiiviset pinnat ovat yleisesti hyvin tunnettuja myos selektiivilasien yhteydessa. Esimerkiksi patentissa US 5,364,685 A - Central Glass Company, sahkomagneettisen signaalin lapaisyn parantamiseksi on muodostettu laminoituun selektiivilasiin jaksollisia epajatkuvia osioita, kuten koko la-sipinnan halkaisevia viiltoja tai ristikkomaisia FSS-suodattimia. Myoskin pa-tentissa US 6,730,389 B2 on muodostettu selektiivikalvon pintaan FSS-suodattimia saman ongelman ratkaisemiseksi. FSS-suodattimen elementeis-sa tyypillisesti kaytettavia topologioita ovat myos erinaiset silmukat, kuten patentissa US 8,633,866 B2.
Lasien pintaan muodostetuilla taajuusselektiivisina pinnoilla ensimmainen tekninen ongelma on niiden vaatima laaja prosessointipinta-ala. Pinnoitteen poisto voidaan suorittaa esimerkiksi laserilla, etsaamalla, tai mekaanisella tyostamisella. Pinnoitetta poistavan laitteen on kyettava prosessoimaan se-lektiivipintaa seka lasin leveyssuunnassa etta lasin pituussuunnassa. Jatku-vatoimisessa massatuotannossa tama on teknisesti hankalaa toteuttaa pro-sessin vaatimalla tarkkuudella ja nopeudella. Laajan prosessointialan kasitta-va taajuusselektiivinen pinta on myos herkasti silmilla havaittava laatuhairio ikkunalasissa.
Lasien pintaan muodostetuilla taajuusselektiivisina pinnoilla on myos toinen tekninen ongelma, joka johtuu selektiivipinnan matalasta sahkonjohtavuudes-ta. Tyypillisten metallien, kuten alumiinin tai kuparin pintaan valmistetuissa taajuusselektiivisissa pinnoissa voidaan saavuttaa hyvin matalia lapaisy-vaimennuksia sahkomagneettiselle signaalille. Lasin selektiivipintaan jarjes-tetylla taajuusselektiivisena pinnalla on kuitenkin huomattavasti korkeammat resistiiviset haviot, mika nakyy pinnan lapaisyn hyotysuhteen heikentymise-na. Lasien pinnoissa kaytettyjen matalaemissiviteettipintojen pintaresistanssit voivat olla esimerkiksi valilla 10-100 Ω/nelio, joskin joissain tapauksissa myos jonkin verran vahemman ja joissain tapauksissa myos paljon enemman. Laaja kirjo pintavastuksissa johtuu pinnoitteiden laajasta kayttotavasta. Osaa matalaemissiviteettipinnoitteista kaytetaan lampolasielementin kaasueristei-sessa tilassa, kun taas osaa kaytetaan lampolasien ulommaisissa kerroksis-sa tai laminoituna kahden lasilevyn valiin. Yleisesti kaasueristeiseen tilaan on jarjestetty ns. pehmea kalvo, kun taas uloimmissa lasipinnoissa kaytetaan ns. kovaa kalvoa mm. ulkoilman ja puhtaanapidon ikkunalle aiheuttaman rasituk-sen eliminoimiseksi. Uloimpien lasipintojen pinnoitteilla voidaan vaikuttaa muun muassa valomaaran lapaisyyn, aurinkoenergian suodattamiseen, tai lasien huurtumiseen.
Lasien pintaan muodostetuilla taajuusselektiivisilla pinnoilla on myos kolmas tekninen ongelma, joka johtuu lapaisevan apertuurin koon kasvattamisen vaikutuksesta lapaisevien aaltojen summautumiseen. Kaytannossa tama na-kyy siten, etta pinnan muodostama heijastuskuvio, jota voidaan myos kuvata antenniteknisesti suuntakuviolla, maaraytyy tavanomaisesti kapeassa keilas-sa yksittaisessa maksimisuunnassa, jossa maksimisuunnan orientaatio maaraytyy saapuvan sahkomagneettisen aallon suunnasta. Taajuusselektiivisen pinnan lapaisyominaisuudet tyypillisesti heikkenevat, kun pintaa valaiseva sahkomagneettinen signaali saapuu jostain muusta kuin ensisijaisesta mak-simisuunnasta. Toisin sanoen, jos pinnan lapaisyominaisuudet optimoidaan esimerkiksi lasipinnan normaalin suunnasta saapuvalle sahkomagneettiselle signaalille, symmetrisyydesta johtuen sen lapaisevan sahkomagneettisen aallon suuntakuvio keskittyy suhteellisen kapeaan keilaan sisatiloissa lasipinnan normaalin suunnassa. Tama ei ole suotuisa ominaisuus matkapuhe-linverkon sisatilapeiton parantamisessa siksi, etta tukiasemien sijainti ja langattoman laitteen sijainti ovat molemmat tuntemattomia ja ennustamattomia. Kaytannossa lapaisy voi olla tehokasta vain yksittaisissa tapauksissa, joissa seka tukiaseman sijainti ulkona etta langattoman laitteen sijainti rakennuksen sisalla ovat tarkoin valituissa suunnissa.
Lasin pinnassa sijaitsevaan selektiivipintaan muodostetulla tasomaisella taa-juusselektiivisella pinnalla on teknisen toiminnan kannalta samankaltaisia ominaisuuksia kuin ilman selektiivikalvoa olevalla suurella valoaukolla. Kaytannossa tama tarkoittaa, etta sahkomagneettisen aallon diffraktio kyseisesta apertuurista kayttaytyy molemmissa levean apertuurin tavoin, jossa apertuurin leveys on useiden aallonpituuksien mittainen. Levean apertuurin aiheuttama diffraktiokuvio poikkeaa merkittavasti kapean apertuurin diffraktiokuvi-osta.
Langattoman viestintasignaalin vaimennuksen minimointi on usein primaari-nen keino parantaa yhteyden laatua, tai ylipaataan luoda edellytykset langat-tomalle yhteydelle katvealueilla. Modernit langattomat viestintajarjestelmat kykenevat kasvattamaan langattoman yhteyden laatua myos useiden rinnak-kaisten kommunikaatiokanavien valityksella, jossa rinnakkaiset kanavat luo-daan fyysisesti korreloimattomilla etenemiskanavilla. Tasta lahestymistavasta on tullut jo lahes valttamaton osa nykyaikaisia jarjestelmia, kuten on kaytossa esimerkiksi 3G-ja 4G-verkkojen diversiteettitekniikoissa, seka 4G-ja tulevien 5G (IMT-2020)-verkkojen ΜΙΜΟ (Multiple Input - Multiple Output), seka Massive MIMO-tekniikoissa. MIMO-tekniikat perustuvat useilla lahetin- ja vastaanotinantenneilla luotuihin korreloimattomiin datavirtoihin. Tekniikoita voidaan kayttaa monitie-etenemi-sesta johtuvien yhteysongelmien parantamiseen (diversiteettivahvistus), tai langattoman tiedonsiirtokanavan kapasiteetin ja spektritehokkuuden kasvat-tamiseen, jolloin maaratyn ajan kuluessa saavutettava maksimaalinen tiedon-siirtonopeus kasvaa.
Langaton siirtotie on itsessaan ajan ja paikan suhteen jatkuvasti muuttuva seka langattomalle signaalille erittain haitallinen ymparisto. Monitie-etenemis-ta voidaan kuitenkin hyodyntaa yhteyden tehostamiseksi. Diversiteetti- ja MIMO-tekniikoiden hyodyntamisen lahtokohtana on rikas sirontaymparisto. Monitiekomponentteja on aina lasna, mutta erilaisissa ymparistoissa sironta-ymparistoissa on suuriakin eroavaisuuksia. Rakennusten sisatiloissa eras merkittava sirontaymparistoa heikentava rakenteellinen haaste on signaalin erittain rajatut saapumissuunnat. Valittomasti rakennuksen ulkovaipalla kye-taan tavanomaisesti vastaanottamaan huomattavasti enemman monitie-edenneita signaalin komponentteja kuin rakennuksen sisatiloissa vaimenta-vien seinarakenteiden suodattaessa lahes kaikista muista kuin avoimista au-koista saapuvat signaalit.
Yksi tapa tehostaa rakennuksen sisaista sirontaymparistoa on taata rakennuksen ulkopuolisen tukiasemaverkoston signaalien sirottaminen sisatiloihin useammasta paikasta ja suunnasta. Useat suunnat tarkoittavat seka luku-maaraisesti useampien apertuurien kayttoa yksittaisen huonetilan seina-rakenteissa, mutta myos useiden ulkovaipan ulkopuolisten saapumissuuntien huomioimista.
Eras toinen tapa tehostaa rakennuksen sisaista sirontaymparistoa on taata useampien korreloimattomissa polarisaatioissa saapuvien signaalien sirottaminen rakennuksen huonetiloihin.
Rakennusten sisatiloihin saatettu rikas sirontaymparisto ulkoiseen tukiase-maverkostoon pohjautuen on erityisen tehokas keino sisatilakuuluvuuden laadun parantamiseksi. Diversiteettivastaanottoon perustuvat langattomat viestintalaitteet kykenevat toimimaan heikommissa signaalinvoimakkuuksissa kuin ilman diversiteettivastaanottoa toimivat langattomat laitteet, mikali korre-loimattomia signaalivirtoja saatetaan rakennuksen sisatiloihin.
Keksinnon lyhyt yhteenveto
Nyt esilla olevan keksinnon eraana tarkoituksena on aikaansaada parannettu eristyslasielementti, jossa edella mainitut epakohdat on olennaisesti poistet-tu. Nyt esilla oleva keksinto perustuu ajatukseen, etta eristyslasielementin matalaemissiviteettipintaan on jarjestetty ristikkaisesti polarisoituneita rakosa-teilijoita kasittavia radiosignaalia lapaisevia apertuureja sahkomagneettisen signaalin lapaisyvaimennuksen pienentamiseksi ja sahkomagneettisten aaltojen johtamiseksi eristyslasielementin yhdelta puolelta toiselle puolelle. Tasmallisemmin ilmaistuna nyt esilla olevalle keksinnolle on paaasiassa tunnusomaista se, mita on esitetty oheisen suojavaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.
Nyt esilla oleva keksinto tehostaa sahkomagneettisen signaalin lapaisya sahkoisesti johtavan matalaemissiviteettipinnan lapi kapean apertuurin diffrak-tioon perustuen, jolloin rakennuksen sisatiloihin muodostuvalle katvealueelle voidaan tuoda laajempi sahkomagneettisen aallon peittoalue kuin levean apertuurin diffraktioon perustuvilla ratkaisuilla.
Nyt esilla oleva keksinto lisaksi kompensoi heikosti sahkoa johtavan matalaemissiviteettipinnan havioista tyypillisesti johtuvaa hyotysuhteen heikentymis-ta kasvattamalla signaalin lapaisyn hyotysuhdetta usean keskittyneen rako-sateilijan muodostamalla koherentilla aaltorintamalla.
Nyt esilla oleva keksinto tehostaa sahkomagneettisen signaalin lapaisya sahkoisesti johtavan matalaemissiviteettipinnan lavitse luomalla matalaemissiviteettipintaan keskittyneiden sateilylahteiden muodostaman virtuaalisen apertuurin, jonka efektiivinen sahkomagneettisia energiaa vastaanottava pinta-ala on suurempi kuin matalaemissiviteettipintaan luodut fyysiset avaukset johta-vassa pinnassa.
Nyt esilla oleva keksinto tehostaa lisaksi sahkomagneettisen signaalin lapaisya sahkoisesti johtavan matalaemissiviteettipinnan lapi kapean apertuurin diffraktioon perustuen, jolloin sisatiloihin tunnettuja ratkaisuja kaytettaessa muodostuvalle katvealueelle voidaan tuoda laajempi sahkomagneettisen aallon peittoalue kuin levean apertuurin diffraktioon perustuvilla ratkaisuilla.
Nyt esilla olevan keksinnon mukaisen laitteen toiminta perustuu matalaemis-siviteettipinnassa sahkomagneettisesta tasoaallosta vastaanotetun sahkomagneettisen energian uudelleensateilyyn useiden keskittyneiden aaltolahteiden yhdistelmana, jossa osa tasoaallosta vastaanotetusta sahkomagneettisesta aallosta uudelleenohjataan matalaemissiviteettipinnan saapuvaa sahkomagneettista aaltoa vastakkaiselle puolelle konstruktiivista interferenssia hyodyntaen. Koherentti lahetys useasta toisiaan vahvistavasta keskittyneesta sateilylahteesta kompensoi resistiivisen johdepinnan havioista johtuvaa hyo-tysuhteen heikentymista.
Nyt esilla olevan keksinnon mukaisen laitteen toiminta perustuu lisaksi matalaemissiviteettipintaan muodostettujen rakosateilijoiden toimintaan pistemai-sina, keskitettyina sateilylahteina, jossa edullisesti alle toimintataajuuden aal-lonpituuden valein sijoitettujen rakosateilijoiden muodostama koherentti aal-torintama summautuu tavoitellussa hyotysuunnassa eristyslasielementin muodostamalla katvealueella. Edullinen hyotysuunta eristyslasielementin yh-teyteen toteutetulla rakosateilijaryhmalla on horisontaalitaso, jossa rakosa-teilijaryhman muodostama aaltorintama muodostaa laakean suuntakuvion. Horisontaalisessa tasossa maksimaalisen laaja suuntakuvio eristyslasin seka sisa- etta ulkopuolella vastaanottaa tehokkaasti horisontista saapuvaa tukiaseman signaalia, seka luo laajaa sisatilapeittoa seinaan asennetun ikkunan eristyslasielementtiin nahden vaakasuunnassa tasossa.
Paikallisesti keskittynyt sateilylahde on nahtavissa pistemaisena sateilylah-teena, kun sen emittoimaa sahkomagneettista aaltoa tarkastellaan sen kau-kokentassa. Esimerkiksi aallonpituuden, puolen aallonpituuden, tai esimerkiksi neljannesaallon mittainen sateilylahde nahdaan pistemaisena sateilylah- teena, kun sen emittoimaa aaltorintamaa tarkastellaan riittavan etaalta, eli toisin sanoen kaukokentassa.
Nyt esilla olevan keksinnon tarkoituksena on tehostaa rakennusten sisatiloissa kaytettavien, ulkoiseen tukiasemaverkostoon perustuvien langattomien tietoliikenneyhteyksien laatua ja kapasiteettia lisaamalla rakennuksen ulkovaipan lapaisevien korreloimattomien yhteyskanavien maaraa. Nyt esilla olevan keksinnon mukainen laite parantaa rakennuksen sisalla ilmenevaa sirontaymparistoa vastaanottamalla kahta ristikkaisessa polarisaatiossa saapuvaa sahkomagneettista signaalia rakennuksen ulkovaipalta, ja uudelleenlahetta-malla naita kahta ristikkaisessa polarisaatiossa vastaanotettua sahkomagneettista signaalia rakennuksen sisatiloihin.
Nyt esilla olevan keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukainen toteu-tus kasittaa kaksi ristikkain polarisoitunutta radiosignaalia lapaisevaa aper-tuuria.
Nyt esilla olevan keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukainen toteu-tus kasittaa kaksi ympyrapolarisoitunutta radiosignaalia lapaisevaa apertuu-ria, jossa polarisaatioiden kiertymasuunnat ovat ristikkaiset.
Piirustusten kuvaus
Nyt esilla olevaa keksintoa selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten samalla oheisiin piirustuksiin, joissa
Kuvat 1 a—1 d esittavat eraita esimerkkeja lampolasielementeista,
Kuva 2a esittaa sahkomagneettisen aallon diffraktiota leveasta apertuuri sta,
Kuva 2b esittaa esimerkinomaisesti erasta tunnettua tasomaista taa-juusselektiivista suodatinta, jonka sahkomagneettista signaalia lapaisevan apertuurin fyysinen leveys on usean aallonpituuden mittainen,
Kuva 2c esittaa sahkomagneettisen aallon diffraktiota nyt esilla olevan keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaisessa kapeas-sa apertuurissa,
Kuva 2d esittaa rakosateilijoilla toteutetun radiosignaalia lapaisevan apertuurin toteutusta nyt esilla olevan keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon kaltaisessa rakenteessa,
Kuva 3 esittaa nyt esilla olevan keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaista ratkaisua, jossa kapea viivamainen avaus on orientoitu saapuvan tasoaallon sahkokenttavektorin suuntaan nahden ortogonaalisesti,
Kuvat 4a ja 4b esittavat erasta esimerkkia kapean apertuurin kasittaman keskittyneiden sateilylahteiden joukon aiheuttamasta koherentis-ta aaltorintamasta,
Kuva 5a esittaa nyt esilla olevan keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaisesti jarjestettya rakosateilijaryhmaa ristipola-risaatiota varten,
Kuva 5b esittaa nyt esilla olevan keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaisesti jarjestettya rakosateilijaryhmaa ympyra-polarisaatiota varten,
Kuvat 6a—6d esittavat keksinnon eraiden edullisten suoritusmuotojen mukaisia kapean viivamaisen avauksen muodostamia rakosateilijoita, ja
Kuvat 7a ja 7b esittavat nyt esilla olevan keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaisesti jarjestetyt rakosateilijat, joissa kapean viivamaisen avauksen avulla muodostetut keskittyneet sateilylah-teet on jarjestetty toimimaan kahdessa polarisaatiossa.
Keksinnon yksityiskohtainen kuvaus
Kuvassa 1a on esitetty eras tyypillinen eristyslasielementti 100. Eristyslasielementti 100 on rakenne, jossa yhdistyy vahintaan kaksi lasilevya 102, jotka on liitetty toisiinsa siten, etta niiden valiin jaa ainakin yksi olennaisesti ilmatii-vis valitila. Eristyslasille voidaan kayttaa myos nimitysta umpiolasi. Energia-tehokas ilmatiivis rakenne muodostuu lasilevyjen reunaliitosten kautta, jossa lasilevyista koostuvan lasipakan reunat suljetaan tiivisteaineella 107, kuten esimerkiksi erilaisten elastisten massojen avulla. Eristyslasielementin yhteydessa voidaan kayttaa myos laminoituja laseja, kuten esimerkiksi monesti julkisivurakenteissa tai junien ikkunoissa on kaytossa. Kuvassa 1b on esitetty laminoiduista lasilevyista 102 valmistettu eristyslasielementti 100.
Lasilevyina 102 voidaan kayttaa tarpeen mukaan erilaisia ja eri kayttotarkoi-tukseen optimoituja laseja niin varityksen ja seosaineiden, pintakasittelyiden, paksuuksien, aanen, tai vaikka sateilynsuojauksen osalta.
Lasien valissa kaytetaan laseja toisistaan mekaanisesti erottavaa valilistaa 104, jolloin lasilevyjen 102 valiin muodostuu eristava valitila 105. Valilista 104 voi olla materiaaliltaan joko metallia, muovia, komposiittia tai muuta tarkoi-tukseen soveltuvaa materiaalia. Tiivisteaineen 107 elastisena kiinnitysmassa-na kaytetaan usein butyylimassaa tai polysulfidiliimaa, mutta myos muita ma-teriaaleja voidaan kayttaa. Tavallisia valilistan 104 paksuuksia ovat esimerkiksi 9, 12, ja 15 mm, mutta myos muita paksuuksia on kaytossa. On myos olemassa eristyslasielementteja, joiden valissa ei kayteta erillista valilistaa, vaan lasilevyjen fyysinen erottaminen toisistaan tapahtuu esimerkiksi muotoon pursotettavilla plastisilla saumausnauhoilla.
Eristyslasielementin 100 ilmatiiviissa valitilassa 105 voidaan kayttaa lammoneristavyytta parantavia taytekaasuja 106, kuten esimerkiksi kryptonia, ar-gonia, tai xeonia, mutta ilmatiiviissa valitilassa 105 voi olla myos tyhjio.
Eristyslasielementin vahintaan yhden lasilevyn 102 yhteyteen on jarjestetty matalaemissiviteettipinta 103, jolla tehostetaan eristyslasielementin 100 lammoneristavyytta. Matalaemissiviteettipinnoille kaytetaan lasien yhteydessa yleisnimitysta selektiivikalvo, ja tallaisilla pinnoitteilla varustetuille laseille kaytetaan yleisnimitysta selektiivilasi. Matalaemissiviteettipintoja on kaytossa laaja valikoima erilaisiin kayttotarkoituksiin. Sahkoa johtavina metalli- tai me-tallioksidipintoina ne estavat langattomien kommunikaatiolaitteiden signaalien toimintaa vaimentamalla sahkomagneettisia aaltoja voimakkaasti. Pinnoitteita lisataan laseihin ns. on-line-ja off-line -menetelmilla.
Matalaemissiviteettipintojen tarkoitus on yleisesti paastaa auringon lyhytaal-toista lamposateilya huonetilaan, ja vastaavasti estaa sisatilojen pidempiaal-toista sateilya paasemasta ulos rakennuksesta. Toisilla matalaemissiviteetti-pinnoilla taas pyritaan vaikuttamaan auringon valon ja lammitysvaikutuksen maaraan. Auringonsuojalasi on tavallisesti kaytossa oleva yleisnimitys tallai-sille laseille.
Lisaksi lampolasielementeissa voidaan kayttaa palonkestoa parantavia ker-roksia, kuten laminoituja silikaattikerroksia tai lasien valissa voidaan myos kayttaa palonestoa parantavia geeleja.
Eristyslasielementin tyypillisessa valmistusprosessissa lasilevyn 102 reuna-alueilta poistetaan matalaemissiviteettipinnoitetta 103, tavallisesti mekaanisin menetelmin. Talla vaiheella tehostetaan tiivisteaineen 107 kiinnittymista lasilevyn 102 pintaan pinnoittamattomilla alueilla 108 olennaisesti ilmatiiviin vali-tilan 105 luomiseksi.
Kuvassa 1c on lisaksi havainnollistettu ikkunakehys 101, joka on osa ikku-naa, lasijulkisivua, tai seinarakennetta, johon eristyslasielementti 100 on tar-koitettu kiinnitettavaksi. Kuvassa 1d on esitetty yksi vaihtoehtoinen toteutus, jossa lampolasielementti 100 kasittaa kaksi valitilaa 105, kolme lasilevya 102, ja jossa matalaemissiviteettipinta 103 on muodostettu keskimmaisen lasilevyn pinnalle.
Sahkomagneettisen aallon polarisaatio
Sahkomagneettisen aallon polarisaatiotaso maaritellaan aallon sahkokentan varahtelytason mukaisesti. Aallon polarisaatio voi olla joko lineaarista, elliptis-ta, risti- tai ympyrapolarisaatiota. Lineaarinen polarisaatio kasittaa yhden do-minoivan sahkokentan varahtelysuunnan, jossa talle ristikkaisen polarisaatio- komponentin amplitudi on merkittavasti pienempi. Elliptisessa polarisaatiossa sahkokentta kasittaa Poyntingin vektoriin nahden kohtisuorassa tasossa do-minoivan sahkokentan varahtelysuunnan seka sen lisaksi myos tata pie-nemman sahkokentan varahtelysuunnan. Naiden kahden polarisaatiokom-ponentin voimakkuuksien suhdetta kuvataan niin sanotuilla isoakselin ja pik-kuakselin suuntaisilla komponenteilla. Kaytannossa harva radiolahete sailyy puhtaasti lineaarisesti polarisoituna, vaikka se sellaisena lahetettaisiinkin, koska etenemistien lukuisat heijastukset, taittumiset ja diffraktiot muokkaavat signaalin ominaisuuksia sen kulkumatkalla.
Ristipolarisaatiossa aalto tyypillisesti kantaa kahta ortogonaalisesti varahte-levaa sahkokenttakomponenttia. Tama on erityisen tarkea polarisaatiomuoto moderneissa tietoliikennesovelluksissa, koska kahdessa ortogonaalisessa polarisaatiossa kyetaan lahettamaan lahes korreloimattomia viestintakanavia samanaikaisesti.
Ristipolarisaatiosta erityisempi muoto on ympyrapolarisaatio. Ympyrapolari-saatio kasittaa kaksi sahkokenttavektoria, jotka ovat tyypillisesti yhta suurilla amplitudeilla, ja 90 asteen vaihe-erolla lahetettyja, samaa informaatiota kan-tavia aaltoja. Ympyrapolarisoidun aallon sahkokentta kiertyy aallon edetessa, ja aallon kiertymissuunta riippuu summautuvien polarisaatiokomponenttien vaihe-eron etumerkista. Kaksi ympyrapolarisoitua lahetetta voivat olla toisil-leen ristikkaisia, kun niiden kiertymissuunnat ovat vastakkaisia. Taysin orto-gonaaliset ympyrapolarisaatiot ovat keskenaan korreloimattomia.
Ympyrapolarisoitu lahete voidaan muodostaa esimerkiksi kahdella ortogo-naalisella, lineaarisesti polarisoidulla antennilla tai antenniryhmalla, jonka erilliset polarisaatiokomponentit jaetaan samasta viestisignaalista esimerkiksi tehonjakajalla, ja jossa osakomponenteille toteutetaan 90° vaihe-ero. Vaihto-ehtoinen tapa toteuttaa ympyrapolarisoidun lahetteen vaiheistetut osakom-ponentit on esimerkiksi hybridin kaytto, jolla toteutetaan seka jakaminen etta vaiheistus samalla komponentilla. Myos ympyrapolarisoidulla antennilla voidaan toteuttaa ympyrapolarisoitu lahete ilman, etta signaalia jaettaisiin ennen antennia. Talloin antennielementti itsessaan kykenee muodostamaan samasta signaalista kaksi ortogonaalista polarisaatiokomponenttia, ja naille vaihe-eron.
Erityisesti ΜΙΜΟ- ja diversiteetti kaytossa tukiasemien antenneissa vakiintu-neita lineaarisen ristipolarisaation lahetystasoja ovat -45° ja +45° polarisaa-tiotasot, joissa voidaan lahettaa toisiinsa nahden ortogonaaliset lahetteet. Taman lisaksi myos ortogonaalisten ympyrapolarisoitujen lahetteiden hyo-dyntaminen langattomien viestintavalineiden signaloinnissa on erityisen te-hokasta. Esimerkiksi kapeita antennikeiloja hyodyntava ns. massive ΜΙΜΟ -tekniikka voisi hyodyntaa myos ortogonaalisia ympyrapolarisoituneita signaa-livirtoja.
Tasoaallon maaritelma
Riittavan kaukana lahettimesta etenevaa sahkomagneettista aaltoa, tai tarkemmin sen sisaltamia diskreetteja taajuuskomponentteja voidaan kasitella tasoaaltona. Etenevassa tasoaallossa varahtelevat sahko- ja magneettikent-tavektorit ovat toisiinsa nahden kohtisuorassa, ja nama varahtelevat ete-nemissuunnan maarittamassa, ns. Poyntingin vektoriin nahden kohtisuorassa tasossa. Sahko- ja magneettikenttien voimakkuuksien suhdetta kuvataan aaltoimpedanssilla. Tavallisesti tukiasemalta rakennuksen ulkovaippaan saa-puva sahkomagneettinen signaali voidaan ajatella tasoaaltona 301 (kuva 2a), joskin seinan ulkopuolella lahiymparistosta aiheutuvat heijastukset voivat muokata signaalin ominaisuuksia.
Tasoaallon 301 polarisaatiotaso maaritellaan sen kasittaman sahkokentta-vektorin 308 mukaisesti. Tasoaalto 301 voi kasittaa ensimmaisessa polarisaatiossa varahtelevan sahkokenttavektorin 308’ (kuva 3), ja se voi lisaksi kasittaa myos toisessa polarisaatiossa varahtelevan sahkokenttavektorin 308”, jossa ensimmaisessa ja toisessa polarisaatiossa varahtelevat sahkokenttavektorit 308’ ja 308” ovat keskenaan ristikkaisia. Ensimmaisessa ja toisessa polarisaatiossa varahtelevat sahkokenttavektorit 308’ ja 308” voivat lisaksi olla keskenaan ortogonaaliset.
Tasoaalto 301’ voidaan maaritella tasoaaltona 301, jonka kantama sahkomagneettinen energia maaraytyy ensimmaisessa polarisaatiossa varahtelevan sahkokenttavektorin 308’ seka talle ortogonaalisen magneettikentan va-rahtelyn vuorovaikutuksessa.
Tasoaalto 301” voidaan maaritella tasoaaltona 301, jonka kantama sahkomagneettinen energia maaraytyy toisessa polarisaatiossa varahtelevan sah-kokenttavektorin 308” seka talle ortogonaalisen magneettikentan varahtelyn vuorovaikutuksessa.
Tasoaalto 301 voi kasittaa kaksi ristikkaisessa polarisaatiossa varahtelevaa sahkokenttavektoria 308’ ja 308”, jolloin tasoaallot 301’ ja 301” kuvaavat ensimmaisessa ja toisessa polarisaatiossa polarisoituneiden aaltorintamien etenemista, ja nama voivat edeta samansuuntaisesti.
Tasoaallon aaltorintamat 301’ ja 301” voivat myos saapua itsenaisista suun-nista, jolloin kumpaa tahansa tasoaallon aaltorintamaa 301’ tai 301” voidaan kuvata yleisemmin tasoaallolla 301.
Sahkomagneettinen diffraktio apertuurista (kapea vs. levea apertuuri)
Maaritellaan selkeyden vuoksi radiosignaalia lapaiseva apertuuri 201. Aper-tuurilla tarkoitetaan yleisesti mita tahansa avausta tai aukkoa. Tassa yhteydessa radiosignaalia lapaiseva apertuuri 201 matalaemissiviteettipinnassa 103 kasittaa pinta-alan, jonka lapaistessaan sahkomagneettinen signaali kokee huomattavasti pienemman lapaisyvastuksen kuin apertuurin kasittaman pinta-alan ulkopuolisilla alueilla samassa materiaalissa tai rakenteessa.
Radiosignaalia lapaiseva apertuuri 201 matalaemissiviteettipinnassa 103 kasittaa alueen, joka edelleen kasittaa mekaaniset tai keinotekoiset menetelmat sahkomagneettisen signaalin lapaisyn tehostamiseksi. Keinotekoisella mene-telmalla tassa yhteydessa tarkoitetaan sahkomagneettisen signaalin kasittaman energian hyodyntamista siten, etta matalaemissiviteettipintaan 103 muodostetuilla sahkoisen johdepinnan hairioilla luodaan keskittyneita sateily-lahteita 303, jotka aktivoituvat sateilylahteina sahkomagneettisen signaalin kantamasta energiasta. Nama uudet sateilylahteet emittoivat sahkomagneettista energiaa matalaemissiviteettipinnan 103 katvealueen puolelle. Kohda-tessaan matalaemissiviteettipinnan 103 sahkomagneettinen signaali lapaisee siihen muodostetun radiosignaalia lapaisevan apertuurin 201 huomattavasti pienemmalla lapaisyvastuksella kuin lapaistessaan matalaemissiviteettipintaa 103 radiosignaalia lapaisevan apertuurin 201 ulkopuolelta.
Kuvassa 2a on esitetty sahkomagneettisen aallon diffraktio leveasta apertuu-rista, seka kuvassa 2c sahkomagneettisen aallon diffraktio nyt esilla olevan keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaisessa kapeassa apertuurissa. Kuvassa 2a esitetaan tasoaallon 301 saapuminen matalaemissiviteettipinnan 103 kasittamaan lasilevyyn 102 tilanteessa, jossa matalaemissiviteettipintaan 103 on jarjestetty levea apertuuri. Levea apertuuri tarkoittaa apertuuria, jonka leveys on aallonpituutta 309 suurempi. Levea apertuuri voidaan toteuttaa tassa yhteydessa esimerkiksi tasomaisella taajuusselektiivi-sella suodattimella 109, tai jattamalla lasilevy 102 pinnoittamatta.
Kuvassa 2b on esimerkinomaisesti esitetty eras tunnettu tasomainen taajuusselektiivinen suodatin 109, jonka sahkomagneettisia signaalia lapaisevan apertuurin fyysinen leveys 305 on usean aallonpituuden mittainen. Kuvan 2a esimerkin kaltaisessa tapauksessa huonetilassa tuntemattomassa suunnassa sijaitsevat langattomat viestintalaitteet 401’, 401”, ja 401”’saavat signaali-peittoa vain satunnaisissa tilanteissa, joissa saapuva sahkomagneettinen tasoaalto 301 ei koe merkittavaa varjostusta edetessaan. Esimerkin kaltaisessa tapauksessa langaton viestintalaite 40T” vastaanottaa viistosti saapuvaa sahkomagneettisia tasoaaltoa 301, mutta katvealueelle jaavat langattomat viestintalaitteet 401’ ja 401” eivat kykene luomaan luotettavaa langatonta yhteytta tukiasemaan kapeasta lahetyssektorista 307 johtuen.
Kuvassa 2c esitetaan nyt esilla olevan keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukainen jarjestely, jossa tasoaallosta 301 vastaanotettua ensim-maisessa ja toisessa polarisaatiossa varahtelevaa sahkomagneettista energiaa uudelleensateillaan ja levitetaan tehokkaasti huonetilan katvealueelle leveassa lahetyssektorissa 307 kapean apertuurin diffraktiota hyodyntaen.
Lasilevyn 102 kasittamaan matalaemissiviteettipintaan 103 muodostetaan kapea, leveydeltaan edullisesti alle puolen aallonpituuden mittainen radiosignaalia lapaiseva apertuuri 201’ (kuva 2d) usealla keskittyneena sateilylahtee-na 303’ toimivalla rakosateilijalla 207. Radiosignaalia lapaisevan apertuurin 201’ kasittamat rakosateilijat 207 on polarisoitu ensimmaisen polarisaation suuntaisesti, ja on jarjestetty rakosateilijaryhmaksi, joka aktivoituu sateilylahteena sen vastaanottaman sahkomagneettisen tasoaallon 301 kantaman sahkomagneettisen energian vaikutuksesta.
Lasilevyn 102 kasittamaan matalaemissiviteettipintaan 103 muodostetaan lisaksi toinen kapea, leveydeltaan edullisesti alle puolen aallonpituuden mittainen radiosignaalia lapaiseva apertuuri 201” usealla keskittyneena sateilylahteena 303” toimivalla rakosateilijalla 207’. Radiosignaalia lapaisevan apertuurin 201” kasittamat rakosateilijat 207’ on polarisoitu ensimmaiselle polari-saatiolle ristikkaisen, toisen polarisaation suuntaisesti, ja on jarjestetty rakosateilijaryhmaksi, joka aktivoituu sateilylahteena sen vastaanottaman sahkomagneettisen tasoaallon 301 kantaman sahkomagneettisen energian vaikutuksesta.
Kuvassa 2d on havainnollistettu, kuinka rakosateilijoilla 207 toteutettu radiosignaalia lapaiseva apertuuri 20T, seka radiosignaalia lapaiseva apertuuri 201” voidaan toteuttaa nyt esilla olevan keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon kaltaisessa rakenteessa, jossa eristyslasielementti 100 kasittaa ensimmaisessa polarisaatiossa polarisoidun radiosignaalia lapaisevan apertuurin 201’ ja toisessa polarisaatiossa polarisoidun radiosignaalia lapaisevan apertuurin 201”, jossa ensimmainen ja toinen polarisaatio ovat ristikkaiset.
Maaritetaan selkeyden vuoksi radiosignaalia lapaiseva apertuuri 201 kuvaa-maan yleisesti kumpaa tahansa, ensimmaisessa polarisaatiossa polarisoitunutta radiosignaalia lapaisevaa apertuuria 201’ tai toisessa polarisaatiossa polarisoitunutta radiosignaalia lapaisevaa apertuuria 201”. Vastaavasti maaritetaan apertuurin fyysisen leveyden 305 kuvaavan joko ensimmaisessa polarisaatiossa polarisoituneen radiosignaalia lapaisevan apertuuria leveytta 305’ tai toisessa polarisaatiossa polarisoituneen radiosignaalia lapaisevan apertuuria leveytta 305”.
Radiosignaalia lapaisevan apertuurin 201 fyysinen leveys 305 on edullisesti alle puolen aallonpituuden mittainen. Kapean apertuurin diffraktiokuvion ai-kaansaamiseksi ja lahetyssektorissa 307 esiintyvien sateilyn nollakohtien minimoimiseksi saapuvan tasoaallon 301 on valaistava koko radiosignaalia lapaiseva apertuuri 201 edetessaan enintaan yhden aallonpituuden 309 mat- kan siita hetkesta lahtien kun saapuvan tasoaallon 301 aaltorintama ensim-maisena kohtaa radiosignaalia lapaisevan apertuurin 201 maarittaman alueen reunan. Asian havainnollistamiseksi voidaan mainita ei-rajoittavana esi-merkkina 800 MHz:n taajuusalue, jolla kapeita apertuureja ovat esimerkiksi leveydet 5 mm, 10 mm, 30 mm, 50 mm, 100 mm, ja 150 mm. Selvyyden vuoksi todetaan, etta kuvassa 2d esitetyn radiosignaalia lapaisevan apertuurin 201 fyysinen leveys 305 maaritellaan kuvassa esitetyn X-akselin suuntai-seksi, ja vastaavasti radiosignaalia lapaisevan apertuurin 201 korkeus maari-tetaan Y-akselin suunnassa. Riittavan suuntaavuuden aikaansaamiseksi radiosignaalia lapaisevan apertuurin 201 korkeuden tulee olla vahintaan yhden toimintataajuuden aallonpituuden 309 mittainen.
Nyt esilla olevan keksinnon mukaista kapean apertuurin diffraktiokuviota on kuvassa 2c havainnollistettu levealla lahetyssektorilla 307, jossa keskittynyt sateilylahde 303 kuvaa asiayhteydesta riippuen kumpaa tahansa, joko ensimmaisessa polarisaatiossa polarisoidun radiosignaalia lapaisevan apertuurin 201’ kasittamaa keskittynytta sateilylahdetta 303’, tai toisessa polarisaatiossa polarisoidun radiosignaalia lapaisevan apertuurin 201” kasittamaa keskittynytta sateilylahdetta 303”, jossa ensimmainen ja toinen polarisaatio ovat ristikkaiset.
Esimerkin havainnollistamassa tilanteessa kuvassa 2c tuntemattomissa suunnissa sijaitsevat langattomat viestintalaitteet 40T, 401”, ja 401’” saavat nyt suuremmalla todennakoisyydella riittavan yhteyden tukiasemaan, koska tukiasemasta saapuvan signaalin energiaa levitetaan levealle lahetyssektoril-le 307 kapean apertuurin diffraktioon perustuen.
Nyt esilla olevan keksinnon mukainen radiosignaalia lapaiseva apertuuri 201 hyodyntaa kapean apertuurin diffraktiota, ja on edullisesti alle puolen aallonpituuden mittainen fyysiselta leveydeltaan 305. Tarkennuksena mainitaan, etta apertuuri voi olla myos monitaajuusrakenne, tai se voi toimia laajakais-taisesti. Talloin apertuurin edullinen maksimileveys maaraytyy alimman toimintataajuuden aallonpituuden 309 mukaisesti.
Nyt esilla olevan keksinnon mukainen radiosignaalia lapaiseva apertuuri 201 voi kasittaa useampiakin keskittyneita sateilylahteita 303 vierekkain apertuu- rin fyysisen leveyden 305 maarittamassa suunnassa. Talloin matalaemissiviteettipinnan 103 lapaiseva sahkomagneettinen aalto muodostaa interferens-sikuvion, joka maaraa lahetyssektorin 307 kayttaytymista. Kahden keskittyneen sateilylahteen 303 aiheuttaman interferenssikuvion maaraaman lahetyssektorin 307 keilanleveys voidaan pitaa leveana ja tasaisena, kun keskittyneiden sateilylahteiden valimatka apertuurin leveyssuunnassa X pidetaan edullisesti alle puolen aallonpituuden mittaisena. Kun kahden keskittyneen sateilylahteen etaisyytta toisistaan kasvatetaan puolen aallonpituuden etaisyytta suuremmaksi, alkaa interferenssikuvioon muodostua useita nolla- ja maksimikohtia ja naiden lukumaara kasvaa sateilylahteiden valisen etaisyyden kasvaessa. Useat nollakohdat lahetyssektorissa 307 aiheuttaisivat mahdollisia yhteyksien patkimista katvealueilla. Lisaksi useiden nolla-ja maksimi-kohtien maaraamassa lahetyssektorissa 307 langaton viestintalaite 401 voisi liikkuessaan suorittaa tukiasemien valista vaihtoa useammin kuin laajan ja tasaisen lahetyssektorin 307 maaraamassa tilassa, minka nyt esilla olevan keksinnon mukainen eristyslasielementti toteuttaa.
Eraana oleellisena erona levean apertuurin ja nyt esilla olevan kapean apertuurin valilla voidaan mainita seuraava. Edullisesti horisontista saapuva tuki-aseman lahettama sahkomagneettisen tasoaallon 301 aaltorintama valaisee koko radiosignaalia lapaisevan apertuurin 201 pinta-alan kulkiessaan enin-taan yhden aallonpituuden 309 matkan apertuurin kohdatessaan riippumatta siita, saapuuko sahkomagneettinen tasoaalto 301 matalaemissiviteettipinnan 103 normaalin suunnasta, vai siita oleellisesti poikkeavasta atsimuuttikulmas-ta.
Tasoaallon herate matalaemissiviteettipinnassa
Kun sahkomagneettinen tasoaalto 301 kohtaa sahkoa johtavan matalaemissiviteettipinnan 103, osa aallon energiasta heijastuu takaisin tulosuuntaansa tai muihin suuntiin, joissa heijastunut aaltorintama 306 jatkaa etenemistaan, ja osa aallon energiasta muuttuu lammoksi johtavan pinnan resistiivisten havioiden seurauksena.
Kuvassa 3 seka kuvissa 4a ja 4b on esitetty tasoaallon 301 kasittaman sahkokenttavektorin 308 aaltorintaman kohtaamista matalaemissiviteettipinnan 103 kanssa. Etenevan aaltorintaman sahkokenttavektorin 308 varahtelyjakso on yhden aallonpituuden 309 mittainen. Yhden varahtelyjakson aikana sahkokenttavektorin vaihekulma muuttuu 360 astetta. Ensimmaisessa polarisaatiossa polarisoitunut tasoaallon aaltorintama 301’ kasittaa aallonpituuden 309’, ja toisessa polarisaatiossa polarisoitunut tasoaallon aaltorintama 301” kasittaa aallonpituuden 309”.
Esimerkin kaltaisessa tilanteessa edullisesti horisontin suunnalta saapuva sahkomagneettinen tasoaalto 301 saapuu satunnaisesta atsimuuttikulmasta 311. Ensimmaisessa polarisaatiossa polarisoitunut tasoaallon aaltorintama 301’ saapuu atsimuuttikulmassa 31T, ja toisessa polarisaatiossa polarisoitunut tasoaallon aaltorintama 301” saapuu atsimuuttikulmassa 311”.
Saapuvan tasoaallon 301 varahteleva sahkokentta saa aikaan samalla taajuudella varahtelevaa elektronien liiketta johdepinnassa. Elektronien hike pakkautuu johdepinnan ulkopinnoille muodostaen johteen pinnalla varahtelevan pintavirtakuvion. Pintavirran kasittama paikallinen pintavirtavektori 214 johdepinnassa on aina pinnan suuntaisen magneettikentan suuntaan nahden kohtisuora. Taydellisen sahkonjohteen pinnassa pinnan suuntainen sahkokentta haviaa taysin. Epaideaalisen johdepinnan pintaresistanssi muuttaa osan signaalin sisaltamasta energiasta lammoksi resistiivisista havioista joh-tuen. Tama pintaresistanssi riippuu kaytossa olevasta matalaemissiviteetti-pinnasta 103.
Ensimmaisessa polarisaatiossa varahteleva sahkokenttavektori 308’ indusoi matalaemissiviteettipintaan 103 pintavirtavektorin 214’. Toisessa polarisaatiossa varahteleva sahkokenttavektori 308” indusoi matalaemissiviteettipintaan 103 pintavirtavektorin 214”.
Maaritellaan selvyyden vuoksi atsimuuttikulma XZ-tason suuntaiseksi, ja ele-vaatiokulma YZ-tason suuntaiseksi. Atsimuuttikulmassa 311 saapuvan tasoaallon 301 sahkomagneettisen energian indusoimat pintavirtavektorit 214 muodostavat matalaemissiviteettipinnalla 103 virtaavan levean aaltomaisena etenevien elektronien virtausliikkeen, jossa virtauskuvion varahtelyjakson mitta on todettavissa saapuvan tasoaallon aallonpituuden 309 projektiona 310 matalaemissiviteettipinnassa 103. Saapuvan tasoaallon 301 sahkokent- tavektorin 308 maaraama polarisaatiotaso maaraa myos ensisijaisesti matalaemissiviteettipinnassa 103 muodostuneiden pintavirtavektorien 214 varahtelysuunnan. Polarisaatiotasona voi olla vertikaalinen varahtelytaso, horison-taalinen varahtelytaso, tai mita vain naiden valilta. Varahtelevana pintavirta-mattona etenevan aaltokuvion ensisijainen kulkusuunta matalaemissiviteetti-pinnalla 103 maaraytyy heratteena toimivan saapuvan tasoaallon 301 tulo-suunnan mukaan. Saapuvan tasoaallon 301 sahkomagneettisen energian aiheuttama herate aikaansaa pintavirtavektorien 214 varahtelyn matalaemissiviteettipinnassa 103 saapuvan aallon sahkokenttavektorin 308 maaraamassa polarisaatiossa. Taman polarisaation ja virtaussuunnan lisaksi matalaemissiviteettipinnassa 103 esiintyy toissijaista pintavirran liiketta, joka aiheutuu ensisijaisesti pintaan indusoituneiden pintavirtavektorien 214 aiheuttamasta elektronien virtausliikkeesta. Tama nakyy tyypillisesti pyorrevirtoina, jotka paaasiassa virtaavat alueilla, joita saapuvan tasoaallon 301 sahkokenttavek-tori 308 ei ensisijaisesti valaise. Pintavirran paluuvirta muodostaa tavanomaisesti silmukkamaisia virtauskuvioita.
Nyt esilla olevan keksinnon mukaisen radiosignaalia lapaisevan apertuurin 201 kasittama kapeista viivamaisista avauksista 203 muodostettu keskitty-neista sateilylahteista 303 koostuva rakosateilijaryhma 202 perustuu pintavirtavektorien 214 virtausreittien tarkoituksenmukaiseen hairintaan.
Nyt esilla olevan keksinnon mukainen kapea viivamainen avaus 203 on jarjestetty toteuttamaan hairio sahkokenttavektorin 308 indusoiman pintavirta-vektorin 214 virtaukselle siten, etta tama hairio aikaansaa ensimmaisen posi-tiivisen varausjakauman 208 muodostumisen kapean viivamaisen avauksen 203 ensimmaiselle reunalle, ja ensimmaisen negatiivisen varausjakauman 209 muodostumisen kapean viivamaisen avauksen 203 toiselle reunalle seka naiden valilla kapean viivamaisen avauksen 203 sahkoa johtamattomalla alueella vaikuttavan sahkomotorisen voiman 204. Nyt esitetty sahkomotori-nen voima 204 toimii keskitettyna sateilylahteena 303 sahkomagneettisen energian uudelleensateilemiseksi eristyslasielementin 100 aiheuttamalle katvealueelle.
Nyt esilla olevan keksinnon mukainen matalaemissiviteettipintaan 103 jarjestetty radiosignaalia lapaiseva apertuuri 201’ on jarjestetty vastaanottamaan ja uudelleensateilemaan sahkomagneettista energiaa ensimmaisessa polarisaatiossa, jossa ensimmaisen polarisaation kasittama sahkokenttavektori 308’ aikaansaa ensimmaisen polarisaation suuntaisen sahkomotorisen voi-man 204’ matalaemissiviteettipintaan jarjestetyn kapean viivamaisen avauksen 203 sahkoa johtamattomalle alueelle. Muodostunut sahkomotorinen voi-ma 204’ on jarjestetty tuottamaan resonanssipiiri yhdessa avausta kiertavan virtasilmukan 210’ kanssa, joka toimii ensimmaisessa polarisaatiossa polari-soituneena keskittyneena sateilylahteena 303’.
Nyt esilla olevan keksinnon mukainen matalaemissiviteettipintaan 103 jarjestetty radiosignaalia lapaiseva apertuuri 201” on jarjestetty vastaanottamaan ja uudelleensateilemaan sahkomagneettista energiaa toisessa polarisaatiossa, jossa toisen polarisaation kasittama sahkokenttavektori 308” aikaansaa toisen polarisaation suuntaisen sahkomotorisen voiman 204” matalaemissiviteettipintaan jarjestetyn kapean viivamaisen avauksen 203 sahkoa johtamattomalle alueelle. Muodostunut sahkomotorinen voima 204” on jarjestetty tuottamaan resonanssipiiri yhdessa avausta kiertavan virtasilmukan 210” kanssa, joka toimii toisessa polarisaatiossa polarisoituneena keskittyneena sateilylahteena 303”.
Kun pintavirtavektorin 214 virtausta matalaemissiviteettipinnassa 103 tarkoi-tuksenmukaisesti hairitaan kapeilla viivamaisilla avauksilla 203 joko katko-malla tai uudelleenohjaamalla virran kulkua, aikaansaadaan sahkomotoristen voimien 204 joukko, jonka indusoimien sahkomagneettisten sateilyrintamien etenemista hyodynnetaan konstruktiiviseen interferenssiin perustuen. Tama sahkomotoristen voimien joukko muodostaa keskittyneista sateilylahteista 303 koostuvan rakosateilijaryhman 202.
Tarkasteltaessa yksittaisen kapean viivamaisen avauksen 203 vaikutusta pintavirtavektoriin 214 voidaan todeta, etta pintavirran indusoiman sahkokenttavektorin 308 edelleen vaikuttaessa johdepinnan elektronien liikkee-seen, pintavirtavektorin 214 kulkureitti kaareutuu ja muodostaa avausta kiertavan virtasilmukan 210. Kuva 3 esittaa nyt esilla olevan keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon, jossa kapea viivamainen avaus 203 on orientoitu saapuvan tasoaallon 301 sahkokenttavektorin 308 suuntaan nahden ortogonaalisesti. Taman kaltainen avaus aikaansaa kaksi symmetrista, avausta 203 kiertavaa virtasilmukkaa 210, jotka kiertavat kapean viivamaisen avauksen 203 sen molemmilta puolilta.
Kapeaa viivamaista avausta 203 kiertava virtasilmukka 210 muodostaa yhdessa sahkomotorisen voiman 204 kanssa resonanssipiirin, joka mahdollis-taa kapean viivamaisen avauksen toiminnan tehokkaana sateilijana. Kapean viivamaisen avauksen 203 mitat saatetaan resonanssiin saapuvan sahkomagneettista energiaa kantavan tasoaallon 301 toimintataajuudella, jolloin kapeasta viivamaisesta avauksesta 203 muodostuu tehokkaasti sateileva rakosateilija 207, joka uudelleensateilee sahkomagneettisesta tasoaallosta 301 vastaanottamansa sahkomagneettisen energian.
Kapea viivamainen avaus matalaemissiviteettipinnassa 203 voidaan maaritella avauksena matalaemissiviteettipinnan sahkoa johtavassa pinnassa, jossa avaus sahkoa johtavassa pinnassa aiheuttaa oleellisen sahkonjohtavuu-den heikkenemisen avauksen kasittamalla alueella ja jossa avaus kasittaa reunakayran, jossa avausta vahintaan kahdella reunalla maarittavien reunakayran osien valinen valimatka on oleellisesti pienempi kuin jossain muussa suunnassa valitut kaksi reunakayran osiota. Esimerkinomaisesti, mutta ei poissulkevasti mainitaan, etta kapean viivamaisen avauksen leveys voi olla esimerkiksi 10-100 urn ja pituus esimerkiksi 20-50 mm. Kapean viivamaisen avauksen leveys voi olla myoskin esimerkiksi 0,5-2 mm. Lisaksi erailla me-kaanisilla valineilla kapean viivamaisen avauksen leveys voi olla 5-10 mm.
Kapea viivamainen avaus voidaan toteuttaa mil la tahansa ao. tarkoitukseen soveltuvalla menetelmalla, mutta tavanomaisia tapoja ovat mekaaninen tyos-taminen, kuten esimerkiksi hiominen. Muita tapoja ovat esimerkiksi laserointi tai jokin kemikaalinen tapa kuten etsaus, jolla heikennetaan sahkoa johtavan pinnoitteen sahkonjohtavuutta oleellisesti. Esimerkkina mainitaan menetel-ma, jossa pinnoitteen sahkonjohtavuutta heikennetaan tulostamalla haluttu kuviointi matalaemissiviteettipinnalle ja polttamalla kuviointi taman jalkeen korkeassa lampotilassa.
Kapean apertuurin kasittama keskittyneiden sateilylahteiden joukko koherentin aaltorintaman lahettajana
Rakosateilijaryhman 202 kasittava radiosignaalia lapaiseva apertuuri 201 emittoi kapean apertuurin diffraktioon perustuvan aaltorintaman lahetyssekto-riinsa 307. Radiosignaalia lapaisevan apertuurin fyysinen leveys 305 on edullisesti alle puolen aallonpituuden mittainen. Talloin edullisesti horisontista saapuva tukiaseman lahettama sahkomagneettisen tasoaallon 301 aaltorintama valaisee koko radiosignaalia lapaisevan apertuurin 201 pinta-alan kulkiessaan enintaan yhden, sopivimmin puolen aallonpituuden matkan apertuurin kohdatessaan riippumatta siita, saapuuko sahkomagneettinen tasoaalto 301 matalaemissiviteettipinnan 103 normaalin suunnasta, vai siita oleellisesti poikkeavasta atsimuuttikulmasta.
Edella kuvatulla ehdolla saavutetaan tilanne, jossa saapuvan tasoaallon 301 sahkokenttavektori 308 valaisee lahes samanaikaisesti ja saman vaiheisena koko radiosignaalia lapaisevan apertuurin. Tama aikaansaa radiosignaalia lapaisevan apertuurin 201 sisalle rakosateilijaryhman 202, jonka jokainen yksittainen rakosateilija 207 kasittaa samassa vaiheessa varahtelevan sahkomotorisen voiman 204. Kapean apertuurin kasittama rakosateilijaryhma 202, jonka rakosateilijat 207 varahtelevat samassa vaiheessa, aikaansaavat koherentin aaltorintaman 302, joka valittaa sahkomagneettisen tasoaallon 301 valittamaa sahkomagneettista energiaa eristyslasielementin 100 vastakkaisella puolella olevalle katvealueelle.
Levean apertuurin tapauksessa muodostuu yksittaisia keskittyneita sateily-lahteita, jotka eivat varahtele samassa vaiheessa ja joiden emittoima sahkomagneettinen sateily ei muodosta koherenttia aaltorintamaa katvealueella. Levean apertuurin kasittamat yksittaiset rakosateilijat varahtelevat eri vai-heissa toisiinsa nahden ja tasta syysta levean apertuurin aiheuttama heijas-tus- ja sateilykuvio riippuu voimakkaasti sita valaisevan sahkomagneettisen tasoaallon tulokulmasta. Tama on tyypillinen tekninen ominaisuus esimerkiksi levean apertuurin muodostavilla tasomaisilla taajuusselektiivisina pinnoilla.
Nyt esilla oleva keksinto hyodyntaa matalaemissiviteettipintaan 103 tasoaallosta muodostuneita pintavirtoja uusien keskittyneiden sateilylahteiden 303 muodostamiseksi siten, etta sateilylahteiden emittoima sahkomagneettinen aaltorintama summautuu koherentisti matalaemissiviteettipinnan vastakkai-sella puolella maksimaalisen leveassa horisontaalikeilassa, jonka kulma on edullisesti vahintaan 90 astetta, mutta voi olla myos yli 120 astetta. Nyt esilla oleva keksinto mahdollistaa taten sahkomagneettisen signaalin kulkeutumi-sen matalaemissiviteettipinnan kasittavan lampolasielementin lavitse luomal-la siihen virtuaalisen apertuurin, jonka efektiivinen pinta-ala on suurempi kuin matalaemissiviteettipintaan muodostetut fyysiset avaukset. Lisaksi nyt esilla olevan keksinnon mukainen eristyslasielementti 100 kykenee vastaanottamaan sahkomagneettista energiaa maksimaalisen leveasta horisontaali-keilasta tasoaallon tulosuunnan kasittamassa avaruudessa.
Kuvat 4a ja 4b esittavat erasta esimerkkia kapean apertuurin kasittaman keskittyneiden sateilylahteiden joukon aiheuttamasta koherentista aaltorinta-masta. Kuva 4a esittaa ylhaalta pain katsottuna tilannetta, jossa koherentti aaltorintama 301 saapuu eristyslasielementin 100 ulommaisen lasilevyn 102 pintaan, jonka ulkopinnassa olevaan matalaemissiviteettipintaan 103 on muodostettu viivamaisia avauksia 203. Nama avaukset muodostavat keskittyneita sateilylahteita 303, joiden avulla aaltorintaman 301 sahkomagneettista energiaa siirretaan lasilevyn 102 toiselle puolelle ja joista sahkomagneettista energiaa sateilee huonetilan puolelle muodostuvana koherenttina aalto-rintamana 302. Kuva 4b esittaa kuvan 4a tilannetta sivulta pain katsottuna. Siita voidaan havaita, etta pystysuunnassa aaltorintama 302 leviaa olennaisesti vahintaan ikkunan korkuisena, mutta kaytannossa on tassakin suunnassa hyvin laaja ja kattaa olennaisesti koko huoneen korkeussuunnassa, erityisesti kauempana eristyslasielementista 100.
Keskittyneen sateilylahteen 303 emittoima uudelleenohjattu aalto 304 muodostaa verkkopeiton eristyslasielementin 100 luomalle katvealueelle.
Saapuvan sahkomagneettisen aallon energian vastaanotto ja uudelleensatei-ly usean keskittyneen sateilylahteen 303 kautta toteutetaan tarkoin asemoi-duilla kapeilla viivamaisilla avauksilla matalaemissiviteettipinnassa. Ylla kuva-tun mukaisesti, saapuva sahkomagneettinen aalto luo sahkoisesti johtavaan pinnoitteeseen pintavirtoja. Pintavirtojen kulkusuunta johteessa maaraytyy saapuvan aallon magneettikenttavektoriin nahden kohtisuorassa suunnassa.
Kun muodostuneiden pintavirtojen kulkusuuntaa hairitaan kapeilla viivamaisil-la avauksilla 203 matalaemissiviteettipinnassa, pintavirta kiertaa muodostet-tua avausta sen reunoja myotaillen ja luoden resonanssipiirin yhdessa kapean viivamaisen avauksen 203 ylitse vaikuttavan sahkomotorisen voiman 204 kanssa.
Koherentti vastaanotto ja lahetys useasta rakosateilijasta
Kuva 5a esittaa nyt esilla olevan keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaisesti jarjestettya rakosateilijaryhmaa ja kuva 5b esittaa nyt esilla olevan keksinnon viela eraan edullisen suoritusmuodon mukaisesti jarjestettya rakosateilijaryhmaa. Kuvan 5a rakenteessa matalaemissiviteettipintaan 103 on muodostettu useita kapeita, leveydeltaan edullisesti alle puolen aallonpituuden mittaisia radiosignaalia lapaisevia apertuureja 201’ usealla keskittyneena sateilylahteena 303’ toimivalla rakosateilijalla 207. Rakosateilijat kasittavat +45 asteen ja -45 asteen polarisaatiot ja ovat lineaarisesti polarisoituja. Rakosateilijat 207 ovat siis 90 asteen kulmassa toisiinsa nahden. Kun aaltorintama saapuu nuolen 301’ osoittamasta suunnasta, jolloin sahkokentta varah-telee nuolten 308’ suunnassa, eli aaltorintaman etenemissuuntaan nahden kohtisuorassa suunnassa, sahkokentta aikaansaa aaltorintaman kulkusuun-nassa avautuvan avauksen reunoille sahkokentan. Avauksen toinen paa on oikosuljettu, jolloin sen laheisyyteen muodostuu avauksen kiertava virtasilmukka 210’. Nuolet 214’ kuvaavat taman sahkokentan matalaemissiviteettipintaan 103 aikaansaamaa pintavirtavektoria kauempana rakosateilijoista. Vastaavasti nuolen 301” osoittamasta suunnasta saapuvan aaltorintaman sahkokentta varahtelee nuolten 308” suunnassa, tama sahkokentta aikaansaa aaltorintaman kulkusuunnassa avautuvan avauksen reunoille sahkokentan. Tama avaus on edelliseen avaukseen nahden kohtisuorassa suunnassa oleva avaus, jonka toinen paa on oikosuljettu. Talloin taman toisen avauksen laheisyyteen muodostuu avauksen kiertava virtasilmukka 210”. Nuolet 214” kuvaavat taman toisen sahkokentan matalaemissiviteettipintaan 103 aikaansaamaa pintavirtavektoria kauempana rakosateilijoista.
Molemmissa edella kuvatuissa tilanteissa yksittaisten rakosateilijoiden 207 muodostama keskittyneiden sateilylahteiden 303 ryhma muodostaa saapuvan tasoaallon 301’, 301” sahkomagneettisesta energiasta muodostetun ko- herentin aaltorintaman lampolasielementin 100 rakennuksen sisapuoliseen tilaan muodostuneelle katvealueelle.
Kuvan 5b rakenteessa matalaemissiviteettipintaan 103 on muodostettu useita kapeita, leveydeltaan edullisesti alle puolen aallonpituuden mittaisia radiosignaalia lapaisevia apertuureja. Nama avaukset 203 kiertyvat matalaemissiviteettipinnassa 103 siten, etta kunkin avauksen avoimet paat ovat lahella toisiaan ja niiden valissa on kapea johtava alue. Vierekkaisten rakosateilijoi-den avaukset ovat toisiinsa nahden 45 asteen kulmassa, jolloin nama rakosateilijat kasittavat +45 asteen ja -45 asteen polarisaatiot ja ovat lineaarisesti polarisoituja. Sisa-ja ulkopuolen matalaemissiviteettipinnan 103 oikosulku eli em. kapea alue pakottaa sahkokentan nollakohdan noihin nurkkiin. Tama vaikuttaa kaistanleveytta laajentavasti. Avaukset toimivat keskittyneina satei-lylahteina 303’. Se, kumpaa polarisaatiota avaus pystyy vastaanottamaan ja edelleen sateilemaan, riippuu saapuvan aaltorintaman sahkokentan suunnasta suhteessa avauksessa olevan oikosulun sijaintiin, eli siihen, miten sahkokentta muodostuu avauksen ymparille. Kun aaltorintama kasittaa avauksen polarisaation mukaisesti orientoidun sahkokenttavektorin, avaus 203 aktivoi-tuu keskittyneena sateilylahteena 303, joka on polarisoitunut sita valaisevan sahkokenttavektorin 308 mukaisesti. Sen sijaan tahan suuntaan nahden kohtisuorassa suunnassa polarisoitunut sahkokentta ei aikaansaa vastaavaa sahkokenttaa avauksen ymparille.
Kuvan 5b mukaisen esimerkin kaltaisilla rakosateilijoilla voidaan kontrolloida matalaemissiviteettipinnan 103 lapaisevan ympyrapolarisoidun lahetteen lapaisyn voimakkuutta. Kaarelle taitetun kapean viivamaisen avauksen 203 kasittama oikosulku maarittaa varahtelevan sahkokentan nollakohdan. Kun useita tallaisia ortogonaalisesti polarisoituneita rakosateilijoita 207 asemoi-daan ryhmiin kuvan 5b mukaisesti, voidaan muodostaa yhdessa suunnassa kiertynytta ympyrapolarisoitunutta lahetetta lapaiseva rakosateilijaryhma 202. Talloin ympyrapolarisaation ensimmainen sahkokenttakomponentti valaisee ja aktivoi sille suotuisasti polarisoituneita rakosateilijoita, kun taas ympyrapolarisaation toinen sahkokenttakomponentti, joka on ensimmaiselle sahkokent-takomponentille ortogonaalinen, valaisee vastakkaisesti polarisoituneita rakosateilijoita. Ympyrapolarisoidun lahetteen osakomponenttien lapaisy voi siten jakautua erillisten rakosateilijoiden emittoimaksi, jossa ne taas yhdisty- vat yhtenaiseksi ympyrapolarisoiduksi aaltorintamaksi matalaemissiiviteetti-pinnan 103 vastakkaisella puolella.
Edella kuvatun esimerkin kaltaisessa tilanteessa lapaisevan ympyrapolarisoidun lahetteen sahkokenttavektorin kiertosuuntaa voidaan kontrolloida vai-kuttamalla eri polarisaatioissa asemoitujen rakosateilijoiden oikosulkujen paikkoja muuttamalla.
Yksittaisen kapean viivamaisen avauksen toiminta keskittyneena sateilylahteena
Nyt esilla olevan keksinnon mukaisen laitteen eraan edullisen suoritusmuo-don kaltainen jarjestely kasittaa rakosateilijaryhman 202, joka on muodostettu kapeista viivamaisista avauksista matalaemissiviteettipinnassa 203, ja jossa kapeaa viivamaista avausta 203 kiertava virtasilmukka 210 muodostaa yhdessa kapean viivamaisen avauksen 203 ylitse vaikuttavan sahkomotorisen voiman 204 kanssa resonanssipiirin, joka toimii keskittyneena sateilylahteena 303.
Kuva 6a esittaa nyt esilla olevan keksinnon mukaisen rakosateilijan 207 eraan edullisen suoritusmuodon, jossa kapea viivamainen avaus 203 on jarjestetty tuottamaan ensimmainen positiivinen varausjakauma 208, seka ensimmainen negatiivinen varausjakauma 209 kapean viivamaisen avauksen reunoilla ja joissa naiden kahden vastakkaismerkkisen varaustiheyden indu-soima sahkomotorinen voima 204 vaikuttaa kapean viivamaisen avauksen 203 reunakayran rajaamalla sahkoa johtamattomalla alueella. Tassa esitetyn rakosateilijan 207 eraan edullisen suoritusmuodon mukainen jarjestely kasittaa lisaksi kapean viivamaisen avauksen 203 muodostaman oikosuljetun paadyn 205, seka tata oikosuljettua paatya 205 kiertavan virtasilmukan 210. Rakosateilijan kasittama sahkomotorinen voima 204 seka siihen kytkeytyva virtasilmukka 210 muodostavat resonanssitaajuudella varahtelevan resonanssipiirin. Nyt esitetty kapea viivamainen avaus 203 kasittaa lisaksi myos toisen oikosuljetun paadyn 205, seka sita kiertavan toisen virtasilmukan 210.
Kuvan 6a esittamassa, nyt esilla olevan keksinnon mukaisen eraan edullisen suoritusmuodon kaltaisen kapean viivamaisen avauksen 203 muodostaman rakosateilijan 207 kasittama resonoiva mitta 215 on jarjestetty edullisesti puolen aallon mittaiseksi saapuvan tasoaallon 301 varahtelytaajuudella.
Kuva 6b esittaa nyt esilla olevan keksinnon mukaisen rakosateilijan 207 eraan edullisen suoritusmuodon, jossa kapea viivamainen avaus 203 on jarjestetty tuottamaan ensimmainen positiivinen varausjakauma 208, seka ensimmainen negatiivinen varausjakauma 209 kapean viivamaisen avauksen reunoilla, ja joissa naiden kahden vastakkaismerkkisen varaustiheyden indu-soima sahkomotorinen voima 204 vaikuttaa kapean viivamaisen avauksen 203 reunakayran rajaamalla sahkoa johtamattomalla alueella. Nyt esitetyn mukaisen rakosateilijan 207 eraan edullisen suoritusmuodon mukainen jar-jestely kasittaa lisaksi kapean viivamaisen avauksen 203 muodostaman oi-kosuljetun paadyn 205, seka tata oikosuljettua paatya 205 kiertavan virtasil-mukan 210. Rakosateilijan kasittama sahkomotorinen voima 204, seka siihen kytkeytyva virtasilmukka 210 muodostavat resonanssitaajuudella varahtelevan resonoivan jarjestelman. Nyt esitetty kapea viivamainen avaus 203 kasittaa lisaksi myos toisen oikosuljetun paadyn 205 seka sita kiertavan toisen virtasilmukan 210. Kuvan 6b esittama keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukainen jarjestely kasittaa lisaksi myos kapean viivamaisen alueen 203 reunakayran rajaamalla alueella sijaitsevan matalaemissiviteettipinnan 103 kasittaman alueen, joka on jarjestetty muodostamaan toinen positiivinen varausjakauma 211 seka toinen negatiivinen varausjakauma 212, jolloin nyt esitetty jarjestely on jarjestetty muodostamaan kaksi sahkomotorista voimaa 204, jotka yksittain toimivat keskittyneina sateilylahteina 303 ja joiden indu-soima sahkomagneettinen sateily muodostaa katvealueella etenevan kohe-rentin aaltorintaman 302.
Kuvan 6b esittamassa, nyt esilla olevan keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaisen kapean viivamaisen avauksen 203 muodostaman rakosateilijan 207 kasittama resonoiva mitta 215 on jarjestetty edullisesti puolen aallon mittaiseksi saapuvan tasoaallon 301 varahtelytaajuudella.
Kuva 6c esittaa nyt esilla olevan keksinnon mukaisen rakosateilijan 207 eraan edullisen suoritusmuodon, jossa kapea viivamainen avaus 203 on jarjestetty tuottamaan ensimmainen positiivinen varausjakauma 208, seka ensimmainen negatiivinen varausjakauma 209 kapean viivamaisen avauksen reunoilla, ja joissa naiden kahden vastakkaismerkkisen varaustiheyden indu-soima sahkomotorinen voima 204 vaikuttaa kapean viivamaisen avauksen 203 reunakayran rajaamalla sahkoa johtamattomalla alueella. Tassa esitetyn rakosateilijan 207 eraan edullisen suoritusmuodon mukainen jarjestely kasittaa lisaksi kapean viivamaisen avauksen 203 muodostaman oikosuljetun paadyn 205 seka tata oikosuljettua paatya 205 kiertavan virtasilmukan 210. Rakosateilijan kasittama sahkomotorinen voima 204 seka siihen kytkeytyva virtasilmukka 210 muodostavat resonanssitaajuudella varahtelevan resonoi-van jarjestelman. Nyt esitetty kapea viivamainen avaus 203 kasittaa lisaksi myos toisen oikosuljetun paadyn 205 seka sita kiertavan toisen virtasilmukan 210. Kuvan 6c esittama keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukainen jarjestely kasittaa lisaksi myos kapean viivamaisen alueen 203 reunakayran rajaamalla alueella sijaitsevan matalaemissiviteettipinnan 103 kasittaman alueen, joka on jarjestetty muodostamaan toinen positiivinen varaus-jakauma 211 seka toinen negatiivinen varausjakauma 212, jolloin nyt esitetty jarjestely kasittaa kaksi sahkomotorista voimaa 204, jotka yksittain toimivat keskittyneina sateilylahteina 303 ja joiden indusoima sahkomagneettinen sateily muodostaa katvealueella etenevan koherentin aaltorintaman 302. Kuva 6c esittaa lisaksi myos paluuvirran 213, joka on muodostunut toisen positiivi-sen varausjakauman 211 ja toisen negatiivisen jannitevarauksen 212 valille.
Kuvan 6c esittamassa, nyt esilla olevan keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaisen kapean viivamaisen avauksen 203 muodostaman rakosateilijan 207 kasittama resonoiva mitta 215 on jarjestetty edullisesti puolen aallon mittaiseksi saapuvan tasoaallon 301 varahtelytaajuudella.
Kuva 6d esittaa nyt esilla olevan keksinnon mukaisen rakosateilijan 207 eraan edullisen suoritusmuodon, jossa kapea viivamainen avaus 203 on jarjestetty tuottamaan ensimmainen positiivinen varausjakauma 208 seka ensimmainen negatiivinen varausjakauma 209 kapean viivamaisen avauksen reunoilla ja joissa naiden kahden vastakkaismerkkisen varaustiheyden indusoima sahkomotorinen voima 204 vaikuttaa kapean viivamaisen avauksen 203 reunakayran rajaamalla sahkoa johtamattomalla alueella. Tassa esitetyn rakosateilijan 207 eraan edullisen suoritusmuodon mukainen jarjestely kasittaa lisaksi kapean viivamaisen avauksen 203 muodostaman oikosuljetun paadyn 205 seka tata oikosuljettua paatya 205 kiertavan virtasilmukan 210.
Rakosateilijan kasittama sahkomotorinen voima 204 seka siihen kytkeytyva virtasilmukka 210 muodostavat resonanssitaajuudella varahtelevan resonoi-van jarjestelman. Nyt esitetty kapea viivamainen avaus 203 kasittaa lisaksi myos avoimen paadyn 206, joka on edullisesti yhdistettyna matalaemissiviteettipinnan 103 reunaan. Nyt esilla olevan keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaisessa jarjestelyssa kapean viivamaisen avauksen 203 reu-nakayra muodostaa yhtenaisen reunakayran matalaemissiviteettipinnan 103 reunakayran kanssa. Kuvan 6d esittama eraan edullisen suoritusmuodon mukainen jarjestely kasittaa lisaksi myos kapean viivamaisen alueen 203 reunakayran rajaamalla alueella sijaitsevan matalaemissiviteettipinnan 103 kasittaman alueen, joka on jarjestetty muodostamaan toinen positiivinen varausjakauma 211 seka toinen negatiivinen varausjakauma 212, jolloin nyt esitetty jarjestely kasittaa kaksi sahkomotorista voimaa 204, jotka yksittain toimivat keskittyneena sateilylahteena 303 ja joiden indusoima sahkomagneettinen sateily muodostaa katvealueella etenevan koherentin aaltorintaman 302.
Kuvan 6d esittamassa, nyt esilla olevan keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaisen kapean viivamaisen avauksen 203 muodostaman rakosateilijan 207 kasittama resonoiva mitta 215 on jarjestetty edullisesti puolen aallon mittaiseksi saapuvan tasoaallon 301 varahtelytaajuudella.
Kaksoispolarisoidut ja monitaajuusrakenteet
Kuvat 7a ja 7b esittavat nyt esilla olevan keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaisesti jarjestetyt rakosateilijat 207, joissa kapean viivamaisen avauksen 203 avulla muodostetut keskittyneet sateilylahteet 303 on jarjestetty toimimaan kahdessa polarisaatiossa.
Kuvassa 7a on esitetty kaksi ristikkaista polarisaatiokomponenttia kasittava rakosateilija matalaemissiviteettipinnassa 103, ja kuvassa 7b on esitetty kaksi ristikkaista polarisaatiokomponenttia kahdella toimintataajuudella kasittava rakosateilija matalaemissiviteettipinnassa 103.
Kuvan 7a mukainen jarjestely kasittaa matalaemissiviteettipintaan 103 jarjestetyn rakosateilijan 207, jossa kapea viivamainen avaus 203 matalaemissivi- teettipinnassa on jarjestetty tuottamaan ensimmaisessa polarisaatiossa saapuvan tasoaallon sahkokenttavektorista 308’ ensimmainen positiivinen varausjakauma 208’ ja ensimmainen negatiivinen varausjakauma 209’, seka naiden valilla positiivisen ja negatiivisen varausjakauman valilla, avauksen 203 oikosuljettua reunaa kiertavaa virtasilmukkaa 210’. Kapean viivamaisen avauksen 203 rajaaman sahkoa johtavan alueen reunalle muodostuu myos toinen positiivinen varausjakauma 21T, seka toinen negatiivinen varausjakauma 212’ siten, etta kapean viivamaisen avauksen 203 rajaaman sahkoa johtamattoman alueen sisalle muodostuu kaksi samassa vaiheessa varahtelevaa sahkomotorista voimaa 204’ Varahtelevat sahkomotoriset voimat 204’ yhdessa avausta kiertavien virtasilmukoiden 210’ kanssa muodostavat ensimmaisessa polarisaatiossa varahtelevan resonanssipiirin, joka toimii keskittyneena sateilylahteena 303’, joka on polarisoitunut yhdensuuntaisesti saapuvan tasoaallon ensimmaisen sahkokenttavektorin 308’ kanssa.
Kuvan 7a mukainen jarjestely kasittaa lisaksi matalaemissiviteettipintaan 103 jarjestetyn rakosateilijan 207, jossa kapea viivamainen avaus 203 matalaemissiviteettipinnassa on jarjestetty tuottamaan toisessa polarisaatiossa saapuvan tasoaallon sahkokenttavektorista 308” ensimmainen positiivinen varausjakauma 208” ja ensimmainen negatiivinen varausjakauma 209”, seka naiden valilla positiivisen ja negatiivisen varausjakauman valilla, avauksen 203 oikosuljettua reunaa kiertavaa virtasilmukkaa 210”. Kapean viivamaisen avauksen 203 rajaaman sahkoa johtavan alueen reunalle muodostuu myos toinen positiivinen varausjakauma 211”, seka toinen negatiivinen varausjakauma 212” siten, etta kapean viivamaisen avauksen 203 rajaaman sahkoa johtamattoman alueen sisalle muodostuu kaksi samassa vaiheessa varahtelevaa sahkomotorista voimaa 204” Varahtelevat sahkomotoriset voimat 204” yhdessa avausta kiertavien virtasilmukoiden 210” kanssa muodostavat toisessa polarisaatiossa varahtelevan resonanssipiirin, joka toimii keskittyneena sateilylahteena 303”, joka on polarisoitunut yhdensuuntaisesti saapuvan tasoaallon toisen sahkokenttavektorin 308” kanssa.
Kuvassa 7b on esitetty nyt esilla olevan keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaisesti kaksi ristikkaisia polarisaatiokomponenttia kahdella toimintataajuudella kasittava rakosateilija 207 matalaemissiviteettipinnassa 103.
Kuvan 7b mukainen jarjestely kasittaa matalaemissiviteettipintaan 103 jarjestetyn rakosateilijan 207, jossa kapea viivamainen avaus 203 matalaemissiviteettipinnassa on jarjestetty tuottamaan ensimmaisella toimintataajuudella ensimmaisessa polarisaatiossa saapuvan tasoaallon sahkokenttavektorista 308’ ensimmaisen polarisaation suuntaiset ja ensimmaisella toimintataajuudella samassa vaiheessa varahtelevat sahkomotoriset voimat 204’, jossa sahkomotoristen voimien 204’ aiheuttajina toimivien varausjakaumien, seka naita kiertavien virtasilmukoiden 210 muodostuminen matalaemissiviteettipinnassa 103 muodostuu aiemmin kuvatun mukaisesti.
Kuvan 7b mukainen jarjestely kasittaa myos matalaemissiviteettipintaan 103 jarjestetyn rakosateilijan 207, jossa kapea viivamainen avaus 203 matalaemissiviteettipinnassa on edellisen lisaksi jarjestetty tuottamaan ensimmaisella toimintataajuudella toisessa polarisaatiossa saapuvan tasoaallon sahkokenttavektorista 308” toisen polarisaation suuntaiset ja ensimmaisella toimintataajuudella samassa vaiheessa varahtelevat sahkomotoriset voimat 204”, jossa sahkomotoristen voimien 204” aiheuttajina toimivien varausjakaumien, seka naita kiertavien virtasilmukoiden 210 muodostuminen matalaemissiviteettipinnassa 103 muodostuu aiemmin kuvatun mukaisesti.
Kuvan 7b mukainen jarjestely kasittaa myos matalaemissiviteettipintaan 103 jarjestetyn rakosateilijan 207, jossa kapea viivamainen avaus 203 matalaemissiviteettipinnassa on edellisen lisaksi jarjestetty tuottamaan toisella toimintataajuudella ensimmaisessa polarisaatiossa saapuvan tasoaallon sahkokenttavektorista 308’ ensimmaisen polarisaation suuntaiset ja toisella toimintataajuudella samassa vaiheessa varahtelevat sahkomotoriset voimat 204’”, jossa sahkomotoristen voimien 204’” aiheuttajina toimivien varausjakaumien, seka naita kiertavien virtasilmukoiden 210 muodostuminen matalaemissiviteettipinnassa 103 muodostuu aiemmin kuvatun mukaisesti.
Kuvan 7b mukainen jarjestely kasittaa myos matalaemissiviteettipintaan 103 jarjestetyn rakosateilijan 207, jossa kapea viivamainen avaus 203 matalaemissiviteettipinnassa on edellisen lisaksi jarjestetty tuottamaan toisella toimintataajuudella toisessa polarisaatiossa saapuvan tasoaallon sahkokenttavektorista 308” toisessa polarisaation suuntaiset ja toisella toimintataajuudella samassa vaiheessa varahtelevat sahkomotoriset voimat 204””, jossa sah- komotoristen voimien 204”” aiheuttajina toimivien varausjakaumien, seka naita kiertavien virtasilmukoiden 210 muodostuminen matalaemissiviteettipinnassa 103 muodostuu aiemmin kuvatun mukaisesti.
Edella esitetyn esimerkin kaltaisesti kapea viivamainen avaus 203 matalaemissiviteettipinnassa 103 voidaan jarjestaa vastaanottamaan ja uudelleen-lahettamaan kahta ristikkaista polarisaatiota saapuvan tasoaallon sahkomagneettisesta energiasta.
Edella esitetyn esimerkin kaltaisissa tapauksissa kuvissa 7a ja 7b esitettiin symmetrisia muotoja kasittavia rakosateilijoita 207, jossa rakosateilijat olivat nelion ja ympyran muotoisia. Alan asiantuntijalle on kuitenkin ilmiselvaa, etta muotoina voidaan kayttaa muitakin symmetrisia muotoja, kuten tahtia, viisi-kulmioita, tai kolmioita, mutta taman lisaksi myos epasymmetrisia kuvioita.
Epasymmetrisilla kuvioilla, joissa joko avauksen kasittama muoto, tai kapean viivamaisen avauksen 203 leveys ristikkaisille polarisaatioille ei ole identti-nen, voidaan vaikuttaa lapaisevien polarisaatioiden tehokkuuteen. Tama nakyy siten, etta ristikkaiset polarisaatiot voivat nahda toisistaan poikkeavat lapaisyimpedanssit samalla tai eri taajuuksilla. Tallaisella jarjestelylla on mahdollista vaikuttaa lapaisevan signaalin polarisaation kayttaytymiseen.
Kun kaksi ortogonaalista polarisaatiota lapaisevat keskittyneena sateilylahteena 303 toimivan rakosateilijan 207 saman kaltaisilla tai yhta suurilla lapai-syimpedansseilla, yksittainen rakosateilija 207 voi toimia ympyrapolarisoidun sahkomagneettisen aallon uudelleenvalittajana.
Seuraavassa esitetaan viela joitakin edullisia esimerkkeja keksinnon eri suo-ritusmuodoista seka menetelmista keksinnon soveltamiseksi.
Keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukainen eristyslasielementti 100 kasittaa ainakin kaksi lasilevya 102 seka naiden erottaman valitilan 105. Vahintaan yksi lasilevy 102 kasittaa matalaemissiviteettipinnan 103. Vahintaan yhteen matalaemissiviteettipintaan 103 on jarjestetty radiosignaalia lapaiseva ensimmainen apertuuri 201’ vastaanottamaan sahkomagneettista energiaa ja uudelleensateilemaan tata vastaanotettua sahkomagneettista energiaa ensimmaisessa polarisaatiossa, ja vahintaan yhteen matalaemissiviteettipintaan 103 on jarjestetty radiosignaalia lapaiseva toinen apertuuri 201” vastaanottamaan ja uudelleensateilemaan tata vastaanotettua sahkomagneettista energiaa toisessa polarisaatiossa siten, etta ensimmainen ja toinen polarisaatio ovat ristikkaisia.
Keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaisessa eristyslasielementis-sa 100 vahintaan yksi radiosignaalia lapaisevista apertuureista 201’ tai 201” on leveydeltaan alle yhden aallonpituuden mittainen alimmalla toimintataa-juudellaan.
Keksinnon eraassa edullisessa suoritusmuodossa ensimmainen ja toinen polarisaatio ovat lineaarisia tai elliptisia polarisaatioita.
Keksinnon eraassa edullisessa suoritusmuodossa ensimmainen ja toinen polarisaatio ovat ympyrapolarisaatioita.
Keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaisessa eristyslasielementis-sa 100 radiosignaalia lapaiseva apertuuri 201’ja radiosignaalia lapaiseva apertuuri 201” on jarjestetty ainakin osittain paallekkaisiksi.
Keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaisessa eristyslasielementis-sa 100 radiosignaalia lapaiseva apertuuri 201’ kasittaa rakosateilijaryhman 202’, joka on jarjestetty vastaanottamaan saapuvaa sahkomagneettista energiaa ensimmaisessa polarisaatiossa ja uudelleensateilemaan vastaanotettua sahkomagneettista energiaa vahintaan kahden rakosateilijaryhmaan 202’ vastaanotetun sahkomagneettisen energian aikaansaaman sahkomotorisen voiman 204’ johdosta muodostuvan keskittyneen sateilylahteen 303’ valityksella.
Keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaisessa eristyslasielementis-sa 100 radiosignaalia lapaiseva apertuuri 201” kasittaa rakosateilijaryhman 202”, joka on jarjestetty vastaanottamaan saapuvaa sahkomagneettista energiaa toisessa polarisaatiossa ja uudelleensateilemaan vastaanotettua sahkomagneettista energiaa vahintaan kahden rakosateilijaryhmaan 202” vastaanotetun sahkomagneettisen energian aikaansaaman sahkomotorisen voiman 204” johdosta muodostuvan keskittyneen sateilylahteen 303” valityk-sella.
Keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaisessa eristyslasielementissa 100 radiosignaalia lapaiseva apertuuri 201’ on jarjestetty muodostamaan vahintaan yhden kaksoispolarisoidun keskittyneen sateilylahteen 303.
Keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaisessa eristyslasielementissa 100 radiosignaalia lapaiseva apertuuri 201’ on jarjestetty muodostamaan vahintaan yhden ympyrapolarisoidun keskittyneen sateilylahteen 303.
Keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaista menetelmaa sovelle-taan eristyslasielementissa 100, joka kasittaa ainakin kaksi lasilevya 102 seka naiden erottaman valitilan 105. Vahintaan yksi lasilevy 102 kasittaa matalaemissiviteettipinnan 103. Menetelmassa vahintaan yhteen matalaemissiviteettipintaan 103 jarjestettya radiosignaalia lapaisevaa ensimmaista apertuuria 201’ kaytetaan vastaanottamaan sahkomagneettista energiaa ja uudelleensateilemaan tata vastaanotettua sahkomagneettista energiaa ensimmaisessa polarisaatiossa. Lisaksi menetelmassa vastaanotetaan sahkomagneettista energiaa vahintaan yhteen matalaemissiviteettipintaan 103 jarjestetylla radiosignaalia lapaisevalla toisella apertuurilla 201”, jolloin tata toista apertuuria 201” kaytetaan lisaksi uudelleensateilemaan tata vastaanotettua sahkomagneettista energiaa toisessa polarisaatiossa siten, etta ensimmainen ja toinen polarisaatio ovat ristikkaisia.
Keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmassa radiosignaalia lapaiseville apertuureille 20T, 201’’valitaan ainakin alin toimintataajuus.
Keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmassa kaytetaan vahintaan yhta radiosignaalia lapaisevaa apertuuria 20T, 201”, joka on leveydeltaan alle yhden aallonpituuden mittainen alimmalla toimintataa-juudellaan.
Keksinnon eraassa edullisessa suoritusmuodossa ensimmaisena ja toisena polarisaationa kaytetaan lineaarisia tai elliptisia polarisaatioita.
Keksinnon eraassa edullisessa suoritusmuodossa ensimmaisena ja toisena polarisaationa kaytetaan ympyrapolarisaatioita.
Keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmassa radiosignaalia lapaisevana ensimmaisena apertuurina 201’ ja radiosignaalia lapaisevana toisena apertuurina 201” kaytetaan ainakin osittain paallekkaisia apertuureja.
Keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmassa radiosignaalia lapaisevana apertuurina 201’ kaytetaan rakosateilijaryhmaa 202’, joka vastaanottaa saapuvaa sahkomagneettista energiaa ensimmaisessa polarisaatiossa ja uudelleensateilee vastaanotettua sahkomagneettista energiaa vahintaan kahden rakosateilijaryhmaan 202’ vastaanotetun sahkomagneettisen energian aikaansaaman sahkomotorisen voiman 204’ johdosta muodostuvan keskittyneen sateilylahteen 303’ valityksella.
Keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmassa radiosignaalia lapaisevana apertuurina 201” kaytetaan rakosateilijaryhmaa 202”, joka vastaanottaa saapuvaa sahkomagneettista energiaa toisessa polarisaatiossa ja uudelleensateilee vastaanotettua sahkomagneettista energiaa vahintaan kahden rakosateilijaryhmaan 202” vastaanotetun sahkomagneettisen energian aikaansaaman sahkomotorisen voiman 204” johdosta muodostuvan keskittyneen sateilylahteen 303” valityksella.
Keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmassa radiosignaalia lapaiseva apertuuri 201’ muodostaa vahintaan yhden kaksoispo-larisoidun keskittyneen sateilylahteen 303.
Keksinnon eraan edullisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmassa radiosignaalia lapaiseva apertuuri 201’ muodostaa vahintaan yhden ympyrapo-larisoidun keskittyneen sateilylahteen 303.

Claims (9)

Suojavaatimukset:
1. Isoleringsglaselement (100) som omfattar minst tva glaspaneler (102) samt ett med dessa avskilt mellanrum (105), varav minst en glaspanel (102) omfattar en lagemissivitetsyta (103), kannetecknat av att: - minst en lagemissivitetsyta (103) ar forsedd med en radiosignaler transmitterande forsta apertur (20T) for att motta elektromagnetisk energi och att aterstrala den mottagna elektromagnetiska energin i en forsta polarisation, och - minst en lagemissivitetsyta (103) ar forsedd med en radiosignaler transmitterande andra apertur (201") for att motta elektromagnetisk energi och att aterstrala den mottagna elektromagnetiska energin i en andra polarisation pa sa satt att - den forsta och den andra polarisationen ar korslagda.
1. Eristyslasielementti (100), joka kasittaa ainakin kaksi lasilevya (102), seka naiden erottaman valitilan (105), ja joista vahintaan yksi lasilevy (102) kasittaa matalaemissiviteettipinnan (103), tunnettu siita, etta: - vahintaan yhteen matalaemissiviteettipintaan (103) on jarjestetty radiosignaalia lapaiseva ensimmainen apertuuri (201’), vastaanottamaan sahkomagneettista energiaa ja uudelleensateilemaan tata vastaan-otettua sahkomagneettista energiaa ensimmaisessa polarisaatiossa, ja - vahintaan yhteen matalaemissiviteettipintaan (103) on jarjestetty radiosignaalia lapaiseva toinen apertuuri (201”), vastaanottamaan ja uudelleensateilemaan tata vastaanotettua sahkomagneettista energiaa toi-sessa polarisaatiossa siten, etta - ensimmainen ja toinen polarisaatio ovat ristikkaisia
2. Isoleringsglaselement (100) enligt skyddskrav 1, kannetecknat av att minst en av de radiosignaler transmitterande aperturerna (201', 201") har en bredd mindre an en vaglangd pa sin lagsta funktionsfrekvens.
2. Suojavaatimuksen 1 mukainen eristyslasielementti (100), tunnettu siita, etta vahintaan yksi radiosignaalia lapaisevista apertuureista (20T, 201”) on leveydeltaan alle yhden aallonpituuden mittainen alimmalla toimintataajuudel-laan.
3. Isoleringsglaselement (100) enligt skyddskrav 2, kannetecknat av att den forsta och den andra polarisationen ar linjara eller elliptiska polarisationer.
3. Suojavaatimuksen 2 mukainen eristyslasielementti (100), tunnettu siita, etta ensimmainen ja toinen polarisaatio ovat lineaarisia tai elliptisia polarisaa-tioita.
4. Isoleringsglaselement (100) enligt skyddskrav 2, kannetecknat av att den forsta och den andra polarisationen ar cirkulara polarisationer.
4. Suojavaatimuksen 2 mukainen eristyslasielementti (100), tunnettu siita, etta ensimmainen ja toinen polarisaatio ovat ympyrapolarisaatioita.
5. Isoleringsglaselement (100) enligt nagot av skyddskraven 2-4, kannetecknat av att den radiosignaler transmitterande forsta aperturen (20T) och den radiosignaler transmitterande andra aperturen (201") ar anordnade atminstone delvis ovanpa varandra.
5. Jonkin suojavaatimuksen 2-4 mukainen eristyslasielementti (100), tunnettu siita, etta radiosignaalia lapaiseva ensimmainen apertuuri (20T) ja radiosignaalia lapaiseva toinen apertuuri (201”) on jarjestetty ainakin osittain paal-lekkaisiksi.
6. Isoleringsglaselement (100) enligt nagot av skyddskraven 2-5, kannetecknat av att den radiosignaler transmitterande aperturen (201') omfattar en mangd slitsstralare (202') som ar anordnad att motta inkommande elektromagnetisk energi i den forsta polarisationen och att aterstrala den mottagna elektromagnetiska energin genom minst tva fokuserade stralningskallor (303') som bildas till foljd av en elektromotorisk kraft (204') som alstras genom elektromagnetisk energi som mottagits i mangden av slitsstralare (202').
6. Jonkin suojavaatimuksen 2-5 mukainen eristyslasielementti (100), tunnettu siita, etta radiosignaalia lapaiseva apertuuri (20T) kasittaa rakosateilija-ryhman (202’), joka on jarjestetty vastaanottamaan saapuvaa sahkomagneet- tista energiaa ensimmaisessa polarisaatiossa ja uudelleensateilemaan vas-taanotettua sahkomagneettista energiaa vahintaan kahden rakosateilijaryhmaan (202’) vastaanotetun sahkomagneettisen energian aikaansaaman sah-komotorisen voiman (204’) johdosta muodostuvan keskittyneen sateilylah-teen (303’) valityksella.
7. Isoleringsglaselement (100) enligt nagot av skyddskraven 2-5, kanne-tecknat av att den radiosignaler transmitterande aperturen (201") omfattar en mangd slitsstralare (202") som ar anordnad att motta inkommande elektromagnetisk energi i den andra polarisationen och att aterstrala den mottagna elektromagnetiska energin genom minst tva fokuserade stralningskallor (303") som bildas till foljd av en elektromotorisk kraft (204") som alstras genom elektromagnetisk energi som mottagits i mangden slitsstralare (202").
7. Jonkin suojavaatimuksen 2-5 mukainen eristyslasielementti (100), tunnettu siita, etta radiosignaalia lapaiseva apertuuri (201”) kasittaa rakosateilija-ryhman (202”), joka on jarjestetty vastaanottamaan saapuvaa sahkomagneettista energiaa toisessa polarisaatiossa ja uudelleensateilemaan vastaan-otettua sahkomagneettista energiaa vahintaan kahden rakosateilijaryhmaan (202”) vastaanotetun sahkomagneettisen energian aikaansaaman sahkomo-torisen voiman (204”) johdosta muodostuvan keskittyneen sateilylahteen (303”) valityksella.
8. Isoleringsglaselement (100) enligt nagot av skyddskraven 2-6, kanne-tecknat av att den radiosignaler transmitterande aperturen (201') ar anordnad att utgora minst en dubbelpolariserad fokuserad stralningskalla (303).
8. Jonkin suojavaatimuksen 2-6 mukainen eristyslasielementti (100), tunnettu siita, etta radiosignaalia lapaiseva apertuuri (20Γ) on jarjestetty muodosta-maan vahintaan yhden kaksoispolarisoidun keskittyneen sateilylahteen (303).
9. Jonkin suojavaatimuksen 2-6 mukainen eristyslasielementti (100), tunnettu siita, etta radiosignaalia lapaiseva apertuuri (20Γ) on jarjestetty muodosta-maan vahintaan yhden ympyrapolarisoidun keskittyneen sateilylahteen (303). Skyddskrav:
9. Isoleringsglaselement (100) enligt nagot av skyddskraven 2-6, kanne-tecknat av att den radiosignaler transmitterande aperturen (201') ar anordnad att utgora minst en cirkularpolariserad fokuserad stralningskalla (303).
FIU20174243U 2017-10-10 2017-10-27 Eristyslasielementti FI12277U1 (fi)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20185031A FI127700B (fi) 2017-10-10 2018-01-11 Rakennustarvike
FI20185840A FI129517B (fi) 2017-10-10 2018-01-11 Rakennustarvike
PCT/FI2018/050719 WO2019073116A2 (en) 2017-10-10 2018-10-08 CONSTRUCTION MATERIAL
AU2018350236A AU2018350236A1 (en) 2017-10-10 2018-10-08 Building material
US16/753,525 US10879603B2 (en) 2017-10-10 2018-10-08 Building material
CA3078665A CA3078665A1 (en) 2017-10-10 2018-10-08 Building material
EP18865681.3A EP3673137B1 (en) 2017-10-10 2018-10-08 Building material
DK18865681.3T DK3673137T1 (da) 2017-10-10 2018-10-08 Byggemateriale
US17/102,516 US11721890B2 (en) 2017-10-10 2020-11-24 Building material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FIU20174233U FI12210U1 (fi) 2017-10-10 2017-10-10 Eristyslasielementti

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FI12277U1 true FI12277U1 (fi) 2019-02-15

Family

ID=64234011

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FIU20174233U FI12210U1 (fi) 2017-10-10 2017-10-10 Eristyslasielementti
FIU20174243U FI12277U1 (fi) 2017-10-10 2017-10-27 Eristyslasielementti
FIU20174269U FI12278U1 (fi) 2017-10-10 2017-11-22 Rakennustarvike
FIU20174270U FI12279U1 (fi) 2017-10-10 2017-11-22 Rakennustarvike

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FIU20174233U FI12210U1 (fi) 2017-10-10 2017-10-10 Eristyslasielementti

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FIU20174269U FI12278U1 (fi) 2017-10-10 2017-11-22 Rakennustarvike
FIU20174270U FI12279U1 (fi) 2017-10-10 2017-11-22 Rakennustarvike

Country Status (1)

Country Link
FI (4) FI12210U1 (fi)

Also Published As

Publication number Publication date
FI12279U1 (fi) 2019-02-15
FI12210U1 (fi) 2018-11-15
FI12278U1 (fi) 2019-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3673137B1 (en) Building material
KR102669018B1 (ko) 안테나 유닛, 안테나 유닛 구비 창 유리 및 정합체
KR102175681B1 (ko) 재방사 중계기
CA2958280A1 (en) Device and method for guiding electromagnetic waves
US20220260488A1 (en) Optically Transparent And Quasi-Transparent Reflectarrays For 5g Applications
KR102138855B1 (ko) 무급전 재방사 중계기 및 그의 제작 방법
KR20220043213A (ko) 빔 형성 시스템을 위한 메타 구조의 무선 인프라구조
EP2973849A2 (en) Low profile high performance integrated antenna for small cell base station
JP6965989B2 (ja) 電磁波伝搬制御部材、電磁波伝搬制御構造体、電磁波伝搬制御部材付きサッシ及び窓構造体
JP2004140194A (ja) 多周波帯対応電波吸収体
FI12277U1 (fi) Eristyslasielementti
Lee et al. High‐efficiency planar slot‐array antenna with a single waveguide‐fed cavity‐backed subarray
Njogu et al. Screen-printed FSS Plasterboard for Wireless indoor applications
FI127700B (fi) Rakennustarvike
Roja Radio wave propagation analysis with dominant path model using MIMO antenna element for vehicular base station application
US20220085866A1 (en) A diversity scattering device and method for using the same
JP2004119565A (ja) 電波吸収体及び電波吸収能を有する建材
FI12274U1 (fi) Julkisivuelementti
Sheikh et al. Will New Antenna Materials Enable Single Path Multiple Access (SPMA)?
FI12132U1 (fi) Laite sähkömagneettisten signaalien vastaanottamiseksi ja uudelleensäteilemiseksi
JP2002076671A (ja) 電磁波吸収体及び電磁波吸収方法
Cella et al. Mm-wave short range outdoor links with phased arrays
US11329386B2 (en) Device for receiving and re-radiating electromagnetic signal
JP4948810B2 (ja) 電波吸収体
Komiya et al. EFFECT OF NARROW-BEAM BASE STATION ANTENNA FOR LINE-OF-SIGHT PROPAGATION IN MICROWAVE FREQUENCY BAND

Legal Events

Date Code Title Description
FGU Utility model registered

Ref document number: 12277

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: U1