FI127700B - Building material - Google Patents
Building material Download PDFInfo
- Publication number
- FI127700B FI127700B FI20185031A FI20185031A FI127700B FI 127700 B FI127700 B FI 127700B FI 20185031 A FI20185031 A FI 20185031A FI 20185031 A FI20185031 A FI 20185031A FI 127700 B FI127700 B FI 127700B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- low
- opening
- building material
- aperture
- closed
- Prior art date
Links
- 239000004566 building material Substances 0.000 title claims abstract description 106
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 100
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 87
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 70
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 70
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 55
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 40
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 35
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 33
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 28
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 25
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 11
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 2
- 230000000475 sunscreen effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000516 sunscreening agent Substances 0.000 claims description 2
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 claims 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 41
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 25
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 25
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 21
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 19
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 17
- 230000006870 function Effects 0.000 description 16
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 11
- 239000010408 film Substances 0.000 description 11
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 7
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 7
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 6
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000005388 cross polarization Methods 0.000 description 5
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 5
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 4
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 230000001976 improved effect Effects 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 239000012799 electrically-conductive coating Substances 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 210000002257 embryonic structure Anatomy 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000013532 laser treatment Methods 0.000 description 1
- CNQCVBJFEGMYDW-UHFFFAOYSA-N lawrencium atom Chemical compound [Lr] CNQCVBJFEGMYDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000013468 resource allocation Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
- H01Q15/0006—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices
- H01Q15/0013—Devices 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B17/00—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres
- B32B17/06—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material
- B32B17/10—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin
- B32B17/10005—Layered products essentially comprising sheet glass, or glass, slag, or like fibres comprising glass as the main or only constituent of a layer, next to another layer of a specific material of synthetic resin laminated safety glass or glazing
- B32B17/10165—Functional features of the laminated safety glass or glazing
- B32B17/10174—Coatings of a metallic or dielectric material on a constituent layer of glass or polymer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/06—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
- C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
- C03C17/36—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal
- C03C17/3602—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer
- C03C17/3681—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions at least one coating being a metal the metal being present as a layer the multilayer coating being used in glazing, e.g. windows or windscreens
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
- E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
- E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
- E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls
- E04B1/76—Heat, 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
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
- E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
- E06B3/00—Window 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
- E06B3/66—Units comprising two or more parallel glass or like panes permanently secured together
- E06B3/67—Units 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
- E06B3/6715—Units 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
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
- E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
- E06B7/00—Special arrangements or measures in connection with doors or windows
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Architecture (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
- Building Environments (AREA)
Abstract
Den föreliggande uppfinningen avser ett byggnadsmaterial (110) som omfattar minst en elledande lågemissivitetsyta (103) som är försedd med en öppning (203) för att intensifiera överföring av en elektromagnetisk signal genom ett byggnadsmaterial, och varvid öppningen har en väsentlingen mindre elledningsförmåga än lågemissivitetsytan (103). Kanten av sagda i lågemissivitetsytan (103) anordnade öppning (203) bildar minst en sluten kantkurva (223), och sagda öppning (203) bestämmer en sluten enveloppkurva (224) så att sagda öppning (203) ligger innanför den slutna enveloppkurvan (224), och varvid området som begränsas av den slutna enveloppkurvan (224) har en yta väsentligen större än ytan av öppningen (203) innanför den slutna enveloppkurvan (224), och en längd väsentligen mindre än längden av den slutna kantkurvan (223), varvid minst ett område (231) av lågemissivitetsytan (103) bildats innanför området som begränsas av den slutna enveloppkurvan (224), vid vilket den slutna enveloppkurvan (224) inte är sammanfallande med kantkurvan (223). Sagda elledande område (231) av lågemissivitetsytan (103) bestämmer minst två kanter av öppningen (203), vilka är anordnade på minst ett avstånd (234) från varandra, och sagda kanter ligger minst delvis mellan varandra.The present invention relates to a building material (110) comprising at least one electrically conductive low-emissivity surface (103) provided with an aperture (203) for intensifying transmission of an electromagnetic signal through a building material, and wherein the aperture has a substantially less conductivity than the low-emissivity surface ( 103). The edge of said aperture (103) disposed in said low-passivity surface (103) forms at least one closed edge curve (223), and said aperture (203) determines a closed envelope curve (224) such that said aperture (203) lies within the closed envelope curve (224). and wherein the area bounded by the closed envelope curve (224) has a surface substantially larger than the surface of the opening (203) within the closed envelope curve (224), and a length substantially smaller than the length of the closed edge curve (223), a region (231) of the low missivity surface (103) formed within the region bounded by the closed envelope curve (224), at which the closed envelope curve (224) does not coincide with the edge curve (223). Said electrically conductive region (231) of the low-passivity surface (103) determines at least two edges of the aperture (203) which are arranged at least a distance (234) from each other, and said edges are at least partially spaced apart.
Description
Nyt esillä oleva keksintö kohdistuu rakennustarvikkeeseen, joka käsittää ainakin sähköä johtavan matalaemissiviteettipinnan, johon on järjestetty radiosignaalia läpäisevä apertuuri sähkömagneettisen signaalin läpäisyn tehostamiseksi. Keksintö kohdistuu lisäksi menetelmään eristyslasielementin valmistamiseksi, ja menetelmään radiosignaalien välittämiseksi eristyslasielementin yhdeltä puolelta toiselle puolelle.The present invention relates to a building material comprising at least an electrically conductive low-ejection surface having a radio-transmitting aperture for enhancing the transmission of an electromagnetic signal. The invention further relates to a method for manufacturing an insulating glass element, and to a method for transmitting radio signals from one side to the other side of an insulating glass element.
Keksinnön taustaaBackground of the Invention
Rakennusteollisuuden tavoitteet kohti passiivi- ja nollaenergiataloja on johta15 nut tilanteeseen, jossa tehokkaat lämpöeristeet vaimentavat voimakkaasti matkapuhelinten ja muiden langattomien järjestelmien signaaleja, jolloin rakennuksen sisällä voi olla jopa mahdotonta käyttää matkapuhelinta. Syitä vaimennukseen on monia, mutta yhdeksi syyksi on havaittu ns. selektiivilasien käyttö, jossa ikkunoita on pinnoitettu sähköisesti johtavilla pinnoitteilla, eli ns.The construction industry's ambitions for passive and zero energy houses have led to a situation where high-performance thermal insulation strongly suppresses signals from cellular phones and other wireless systems, which can make it even impossible to use a cellphone inside the building. There are many reasons for this suppression, but one of the causes is the so-called. use of selective glasses, where the windows are coated with electrically conductive coatings
matalaemissiviteettipinnoitteilla.matalaemissiviteettipinnoitteilla.
Langattomien viestimien, kuten matkapuhelinten, tablettitietokoneiden, tai erinäisten esineiden internetin (Internet of Things - IOT) alle luokiteltujen sensorien välinen kommunikaatio perustuu sähkömagneettisen energian, eli toisin sanoen etenevien sähkömagneettisten aaltojen ominaisuuksien hallintaan, sekä kykyyn vastaanottaa ja lukea näihin yhdistettynä oleva informaatio. Informaation hallittua yhdistämistä sähkömagneettisen aallon osaksi kutsutaan moduloinniksi, kun vastaavasti tämän informaation hallittua purkua sähkömagneettisesta aallosta kutsutaan demoduloinniksi. Sähkömagneettiseksi signaa30 liksi voidaan kutsua yksittäistä diskreettiä sinimuotoisesti värähtelevää taajuuskomponenttia, joka on osa sähkömagneettista spektriä. Vaihtoehtoisesti joissain yhteyksissä sähkömagneettiseksi signaaliksi voidaan myös kutsua määrätyn osan sähkömagneettisesta spektristä käsittävää aluetta, joiden si2 sältämien diskreettien taajuuskomponenttien yhdistelmänä etenevä sähkömagneettinen energia kantaa kokonaisuudessaan jonkin osan lähetettävänä olevasta informaatiosta.Communication between wireless communication devices such as mobile phones, tablets, or sensors classified as Internet of Things (IOT) is based on the management of electromagnetic energy, i.e., the properties of propagating electromagnetic waves, and the ability to receive and read information associated with them. Controlled combining of information into a portion of an electromagnetic wave is called modulation, while controlled decompression of this information from an electromagnetic wave is called demodulation. An individual discrete sinusoidal oscillating frequency component which is part of an electromagnetic spectrum can be called an electromagnetic signal. Alternatively, in some contexts, an electromagnetic signal may also be referred to as a region comprising a defined portion of the electromagnetic spectrum, wherein a combination of discrete frequency components contained within si2 carries some of the transmitted information in its entirety.
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Valtaosa matkapuhelinten nykyisin käytössä olevista sähkömagneettisen spektrin taajuusalueista on luokiteltu UHF-taajuusalueelle (300 MHz-3GHz), sekä lisääntyvässä määrin myös SHF-taajuuksille (3-30 GHz). Uusien lyhyen kantaman mobiiliviestinten taajuusallokointeja on suunnitteilla myös EHFalueelle (30-300 GHz).Most of the electromagnetic spectrum bands currently in use in mobile phones are classified in the UHF frequency band (300 MHz to 3GHz) and, to an increasing extent, also in the SHF frequencies (3-30 GHz). Frequency allocations for new short-range mobile communications are also planned in the EHF range (30-300 GHz).
Langaton viestintäyhteys voi olla joko yksisuuntainen tai kaksisuuntainen. Tavanomaisten mobiililaitteiden viestintä tukiasemien kanssa on kaksisuuntaista, kun taas esimerkiksi langattomien sensorien viestintä voi olla yksisuuntaista. Tällaisen langattoman viestintäyhteyden toiminnalle on edellytykset, kun sig15 naalia langattomasti vastaanottavan laitteen herkkyystaso on riittävän matala vastaanotetun signaalin tehotasoon nähden. Vastaanottavan laitteen herkkyystasoon olennaisesti vaikuttava asia on laitteen omien elektroniikkapiirien aiheuttama kohinataso; kohinatasoa heikompia tehotasoja käsittäviä signaaleita on hankala vastaanottaa menettämättä osaa signaalin informaatiosta.Wireless communication can be either one-way or two-way. For conventional mobile devices, communication with base stations is bidirectional, whereas communication with wireless sensors, for example, can be unidirectional. Operation of such a wireless communication connection is required when the sensitivity level of the device receiving the sig15 wireless signal is sufficiently low in relation to the power level of the received signal. A significant factor affecting the sensitivity of the receiving device is the noise level generated by the device's own electronic circuits; signals with lower power levels than noise are difficult to receive without losing some of the signal information.
Myös vastaanottimen ympäristöstä aiheutuvien sähkömagneettisten häiriöiden summautuminen vastaanotettavaan signaaliin voi heikentää viestintäyhteyden laatua ja aiheuttaa yhteysongelmia.Also, the addition of electromagnetic interference from the receiver environment to the received signal may reduce the quality of the communication connection and cause connection problems.
Vastaanotettavan signaalin tehotasoon vaikutetaan esimerkiksi lähettävän lait25 teen lähetystehoa säätämällä ja mobiiliverkkojen tapauksessa suunnittelemalla tukiasemien viestintäverkosto riittävän tiheäksi. Tälle viestintäyhteydelle merkittäväksi haitaksi osoittautuva rakennusvaimennus on kuitenkin erityisen haastava ongelma, koska se heikentää merkittävästi langattomien viestintäyhteyksien toimivuutta rakennusten seinien läpi. Tyypillisissä matalaenergiara30 kennuksissa mitattuja vaimennuksia voivat olla esimerkiksi arvot väliltä 20-50 dB. Vertailuna voidaan mainita, että jokainen kuuden desibelin (6 dB) tehonnosto lähetystehossa keskimäärin kaksinkertaistaa linkkiväliä vapaassa tilassa. Päinvastaisessa tilanteessa voidaan todeta, että jokainen kuuden desibelin lisävaimennus keskimäärin puolittaa maksimaalisen teoreettisen yhteys3The power level of the received signal is influenced, for example, by adjusting the transmission power of the transmitting device and, in the case of mobile networks, by designing a base station communication network sufficiently dense. However, building attenuation, which is a significant disadvantage to this communication link, is a particularly challenging problem because it significantly weakens the functionality of wireless communication links across building walls. In typical low energy buildings, the attenuations measured may be, for example, values between 20 and 50 dB. By way of comparison, each six decibel (6 dB) power increase in transmit power on average doubles the link spacing in free space. Conversely, each additional six decibel attenuation on average halves the maximum theoretical coupling3
20185031 prh 11-01-2018 välin. Rakennusvaimennus on siten merkittävä haitta langattomien linkkien toimintaetäisyyksiä suunniteltaessa, eikä sitä käytännön syistä kyetä kompensoimaan pelkällä lähetystehojen nostamisella. Lisäksi yhteysvälin vähintään toinen laite, kuten esimerkiksi matkapuhelin, on useimmiten akkukäyttöinen laite, joiden akunkeston maksimoinniksi lähetystehoja pyritään aina minimoimaan.20185031 prh 11-01-2018 Meanwhile. Building suppression is thus a major disadvantage in designing wireless link spacing and, for practical reasons, cannot be compensated for by merely increasing transmit power. In addition, at least one device in the communication interval, such as a cellular telephone, is most often a battery-powered device, which always aims to minimize the transmission power in order to maximize battery life.
Tavanomaisesti langattomien järjestelmien signaalit voivat päästä sisään rakennusten ikkunoista, mutta sähköä johtavat matalaemissiviteettipinnoitteet sulkevat nämä signaalien kulkureitit. Ikkunoiden lisäksi sähkömagneettiset sig10 naalit ovat aiemmin kyenneet tunkeutumaan rakennusten seinien läpi, mutta seinissä nykyisin usein käytettävät alumiinipinnoitteiset lämpöeristelevyt estävät tehokkaasti signaalien pääsyn rakennukseen. Myös betonirakenteissa olevat raudoitukset yhdessä sähköisesti suurihäviöisen sementin kanssa voivat vaimentaa sähkömagneettisia signaaleja, jolloin myös tällaisen rakenteen läpi kulkiessaan signaalinvoimakkuus voi heikentyä liikaa, jotta rakenteen toisella puolella olisi esim. matkapuhelimen käyttämiseen riittävä signaalinvoimakkuus.Conventionally, signals from wireless systems can enter through windows in buildings, but electrically conductive low-activity coatings block these signal paths. In addition to windows, sig10 electromagnetic signals have previously been able to penetrate walls of buildings, but aluminum-coated thermal insulation panels, which are now commonly used in walls, effectively prevent signals from entering the building. Also, reinforcements in concrete structures, together with electrically high-loss cement, can dampen electromagnetic signals, whereby, even when passing through such a structure, the signal strength may be too weak to have, for example, sufficient signal strength on the other side of the structure.
Tätä ongelmaa on pyritty ratkaisemaan esimerkiksi sellaisen passiivisen an20 tennijärjestelmän avulla, joka käsittää kaksi erillistä antennia ja siirtojohdon, joka yhdistää nämä kaksi antennia. Passiivisen antennitoistimen haasteena on kuitenkin se, että toimiakseen edes välttävällä tasolla sen on oltava tarkasti suunnattuna kohti operaattorin tukiasemaa.Attempts have been made to solve this problem by, for example, a passive antenna antenna system comprising two separate antennas and a transmission line connecting the two antennas. However, the challenge of a passive antenna repeater is that, in order to operate at an even level, it must be precisely directed towards the operator's base station.
Tunnetaan myös muita ratkaisuja, kuten taajuusselektiiviset pinnat (Frequency Selective Surface - FSS), joissa laajalla lasin alueella selektiivipintaan on muodostettu jaksollisia hilarakenteita lasin läpäisyvaimennuksen pienentämiseksi. Lasien pintaan muodostetut taajuusselektiiviset pinnat ovat luonteeltaan tasomaisia, kaksiulotteisia suodattimia, joita voidaan suunnitella joko kaistan30 esto-, kaistanpäästö, ylipäästö-, tai alipäästösuodattimiksi. Taajuusselektiiviset pinnat ovat yleisesti hyvin tunnettuja myös selektiivilasien yhteydessä. Esimerkiksi patentissa US 5,364,685 A - Central Glass Company, sähkömagneettisen signaalin läpäisyn parantamiseksi on muodostettu laminoituun selektiivilasiin jaksollisia epäjatkuvia osioita, kuten koko lasipinnan halkaiseviaOther solutions are also known, such as Frequency Selective Surface (FSS), in which periodic lattice structures are formed over a wide area of the glass to reduce the permeability of the glass. The frequency-selective surfaces formed on the glass surfaces are planar, two-dimensional filters that can be designed as either band 30 block, band pass, high pass, or low pass filters. Frequency-selective surfaces are also generally well known in the art of selective glasses. For example, in U.S. Patent No. 5,364,685 A to Central Glass Company, periodic discontinuous portions, such as partitions of the entire glass surface, are formed in a laminated selective glass to improve transmission of the electromagnetic signal.
20185031 prh 11-01-2018 viiltoja tai ristikkomaisia FSS-suodattimia. Myöskin patentissa US 6,730,389 B2 on muodostettu selektiivikalvon pintaan FSS-suodattimia saman ongelman ratkaisemiseksi. FSS-suodattimen elementeissä tyypillisesti käytettäviä topologioita ovat myös erinäiset silmukat, kuten patentissa US 8,633,866 B2.20185031 prh 11-01-2018 incised or gridded FSS filters. Also in US 6,730,389 B2, FSS filters are formed on the surface of a selective film to solve the same problem. Typically, the topologies used in the elements of the FSS filter are various loops, as in US 8,633,866 B2.
Patentissa US 6356236 B1 on myös esitetty eräs matalaemissiviteettipintaan järjestetty taajuusselektiivinen pinta, jossa mainittu pinta käsittää ristikkomaisen taajuusselektiivisen alueen, ja jossa mainittu matalaemissiviteettipinta on laminoitu kahden lasin väliin.US 6356236 B1 also discloses a frequency-selective surface arranged on a low-emissivity surface, wherein said surface comprises a lattice-frequency-selective region, and wherein said low-emissivity surface is laminated between two glasses.
Lasien pintaan muodostetuilla taajuusselektiivisillä pinnoilla ensimmäinen tekninen ongelma on niiden vaatima laaja prosessointipinta-ala. Pinnoitteen poisto voidaan suorittaa esimerkiksi laserilla, etsaamalla, tai mekaanisella työstämisellä. Pinnoitetta poistavan laitteen on kyettävä prosessoimaan selek15 tiivipintaa sekä lasin leveyssuunnassa että lasin pituussuunnassa. Jatkuvatoimisessa massatuotannossa tämä on teknisesti hankalaa toteuttaa prosessin vaatimalla tarkkuudella ja nopeudella. Laajan prosessointialan käsittävä taajuusselektiivinen pinta on myös herkästi silmillä havaittava laatuhäiriö ikkunalasissa.For frequency-selective surfaces formed on glass surfaces, the first technical problem is the wide processing area they require. The coating can be removed by, for example, laser, etching, or mechanical machining. The coating removal device must be capable of processing the selective sealing surface both in the width direction and in the longitudinal direction of the glass. In continuous mass production, this is technically difficult to accomplish with the precision and speed required by the process. The frequency-selective surface, which encompasses a wide processing industry, is also a delicate eye-quality defect in the window glass.
Lasien pintaan muodostetuilla taajuusselektiivisillä pinnoilla on myös toinen tekninen ongelma, joka johtuu selektiivipinnan matalasta sähkönjohtavuudesta. Tyypillisten metallien, kuten alumiinin tai kuparin pintaan valmistetuissa taajuusselektiivisissä pinnoissa voidaan saavuttaa hyvin matalia läpäisyvaimen25 nuksia sähkömagneettiselle signaalille. Lasin selektiivipintaan järjestetyllä taajuusselektiivisellä pinnalla on kuitenkin huomattavasti korkeammat resistiiviset häviöt, mikä näkyy pinnan läpäisyn hyötysuhteen heikentymisenä. Lasien pinnoissa käytettyjen matalaemissiviteettipintojen pintaresistanssit voivat olla esimerkiksi välillä 10-100 Ω/neliö, joskin joissain tapauksissa myös jonkin verran vähemmän ja joissain tapauksissa myös paljon enemmän. Laaja kirjo pintavastuksissa johtuu pinnoitteiden laajasta käyttötavasta. Osaa matalaemissiviteettipinnoitteista käytetään lämpölasielementin kaasueristeisessä tilassa, kun taas osaa käytetään lämpölasien ulommaisissa kerroksissa tai laminoituna kahden lasilevyn väliin. Yleisesti kaasueristeiseen tilaan on järjestetty ns. peh35 meä kalvo, kun taas uloimmissa lasipinnoissa käytetään ns. kovaa kalvoa mm.The frequency-selective surfaces formed on the glass surface also have another technical problem due to the low electrical conductivity of the selective surface. Frequency-selective surfaces made on the surface of typical metals such as aluminum or copper can achieve very low transmittance for the electromagnetic signal. However, the frequency-selective surface provided on the selective surface of the glass has significantly higher resistive losses, which is reflected in a decrease in the permeation efficiency. For example, the surface resistances of low-emissivity surfaces used on glass surfaces may be in the range of 10-100 Ω / square, though in some cases also somewhat less and in some cases much more. The wide range of surface resistances is due to the wide application of coatings. Some of the low-emissivity coatings are used in the gas-insulated space of the thermal glazing element, while some are used in the outer layers of the thermal glazing or laminated between two glass panes. In a generally gas-insulated space, so-called. a soft film, while the outer glass surfaces use so-called "soft" film. hard film mm.
20185031 prh 11-01-2018 ulkoilman ja puhtaanapidon ikkunalle aiheuttaman rasituksen eliminoimiseksi. Uloimpien lasipintojen pinnoitteilla voidaan vaikuttaa muun muassa valomäärän läpäisyyn, aurinkoenergian suodattamiseen, tai lasien huurtumiseen.20185031 prh 11-01-2018 To eliminate the strain on the window from the open air and cleaning. Coatings on the outermost glass surfaces can influence, for example, light transmission, solar energy filtering, or fogging of the glasses.
Lasien pintaan muodostetuilla taajuusselektiivisillä pinnoilla on myös kolmas tekninen ongelma, joka johtuu läpäisevän apertuurin koon kasvattamisen vaikutuksesta läpäisevien aaltojen summautumiseen. Käytännössä tämä näkyy siten, että pinnan muodostama heijastuskuvio, jota voidaan myös kuvata antenniteknisesti suuntakuviolla, määräytyy tavanomaisesti kapeassa keilassa yksittäisessä maksimisuunnassa, jossa maksimisuunnan orientaatio määräytyy saapuvan sähkömagneettisen aallon suunnasta. Taajuusselektiivisen pinnan läpäisyominaisuudet tyypillisesti heikkenevät, kun pintaa valaiseva sähkömagneettinen signaali saapuu jostain muusta kuin ensisijaisesta maksimisuunnasta. Toisin sanoen, jos pinnan läpäisyominaisuudet optimoidaan esi15 merkiksi lasipinnan normaalin suunnasta saapuvalle sähkömagneettiselle signaalille, symmetrisyydestä johtuen sen läpäisevän sähkömagneettisen aallon suuntakuvio keskittyy suhteellisen kapeaan keilaan sisätiloissa lasipinnan normaalin suunnassa. Tämä ei ole suotuisa ominaisuus matkapuhelinverkon sisätilapeiton parantamisessa siksi, että tukiasemien sijainti ja langattoman lait20 teen sijainti ovat molemmat tuntemattomia ja ennustamattomia. Käytännössä läpäisy voi olla tehokasta vain yksittäisissä tapauksissa, joissa sekä tukiaseman sijainti ulkona että langattoman laitteen sijainti rakennuksen sisällä ovat tarkoin valituissa suunnissa.The frequency-selective surfaces formed on the glass surface also have a third technical problem due to the effect of increasing the size of the transmitting aperture on the summing of the transmitting waves. In practice, this is reflected in the fact that the reflection pattern formed by the surface, which can also be depicted antenna-technically in the directional pattern, is usually determined by a narrow beam in a single maximum direction, where the maximum direction orientation is determined by the incoming electromagnetic wave. The frequency-selective surface penetration characteristics typically decrease when an electromagnetic signal illuminating the surface arrives from a direction other than the primary maximum. In other words, if the permeability properties of the surface are optimized, for example, for an electromagnetic signal coming from the normal direction of the glass surface, due to its symmetry the direction pattern of the electromagnetic wave passing through it is concentrated inside the relatively narrow beam. This is not a favorable feature for improving the coverage of the cellular network because the location of the base stations and the location of the wireless device are both unknown and unpredictable. In practice, penetration can be effective only in individual cases where both the base station's outdoor location and the wireless device's location inside the building are in carefully selected directions.
Eräs tekninen ongelma liittyy rakennustarvikkeen matalaemissiviteettipinnan avausten pinta-alojen ja lämmöneristyskyvyn väliseen riippuvuuteen. Esimerkiksi hyödyllisyysmallihakemuksessa U20144180 - StealthCase Oy, on mainittu, että yhteen tai useampaan lasin sähköä johtavaan pintaan voidaan tehdä sähköä johtamattomia kohtia (aukkoja), eli jätetään pinnoittamatta sellaisista kohdista, joihin on tarkoitus muodostaa rakosäteilijät, jossa rakosäteilijät on mainittu sähköä johtavassa pinnassa olennaisesti sähköä johtamattomiksi epäjatkuvuuskohdiksi, ja joiden muoto voi olla edullisesti pitkänomainen. Laajakaistaisesti toimiva rakosäteilijä voidaan toteuttaa esimerkiksi leveällä avauksella, jonka resonanssissa ilmenevä impedanssi voidaan sovittaa ilmassa etenevän sähkömagneettisen aallon aaltoimpedanssiin, mutta leveänOne technical problem is related to the dependence between the open areas of the low-surface area of the building material and the heat insulation capacity. For example, in Utility Model Application U20144180 - StealthCase Oy, it is stated that one or more electrically conductive surfaces of a glass can be made non-conductive (openings), i.e., not coated at sites intended to form fracture radiators, where , and may preferably have an elongated shape. For example, a wide band gap radiator can be implemented with a wide aperture whose resonance impedance can be matched to a wave impedance of an electromagnetic wave propagating in the air, but
20185031 prh 11-01-2018 avauksen pinta-ala muodostaa lämpöenergiaa vuotavan alueen, mikäli se toteutettaisiin matalaemissiviteettipintaan. Yksittäisen kapean avauksen impedanssista johtuvan aallon heijastuksen lisäksi yksittäisen kapean avauksen toimintaa heikentää myös virtojen käyttäytyminen avauksen ympärillä.20185031 prh 11-01-2018 The surface area of the opening will form a heat leaking area if it is implemented on a low emptying surface. In addition to reflecting the wave due to the impedance of a single narrow aperture, the behavior of a single narrow aperture is also impaired by the behavior of currents around the aperture.
Kapealla avauksella varsinainen sähkömagneettisen säteilyn muodostavan virtamoodin muodostava virta jää suhteellisesti liian pieneksi, kun taas kapean avauksen molemminpuolinen, vastakkaissuuntainen virta muodostuu liian suureksi. Kaksi lähekkäin vihaavaa, vastakkaisiin suuntiin kulkevaa lähes yhtä suurta virtaa kumoavat toistensa aiheuttaman säteilyn. Lämpöhukkaa lisäävä ratkaisutapa olisi leventää avausta, jolloin virtojen käyttäytymisestä muodostuu säteilyn muodostumiselle edullisempaa. Nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen ratkaisu kumoaa mainittuja vastakkaissuuntaisia säteilyä heikentäviä virtoja, jolloin kapeita avauksia saadaan tehokkaammaksi säteilijöiksi.With a narrow opening, the actual current generating the current forming the electromagnetic radiation remains relatively small, while the two-way current in the opposite direction of the narrow opening becomes too large. The two equally hateful currents of almost equal magnitude in opposite directions cancel out the radiation from each other. A solution to increase heat loss would be to widen the aperture, which makes the behavior of the currents more favorable to the formation of radiation. A solution according to a preferred embodiment of the present invention cancels out said reverse radiation attenuating currents, thereby making narrow openings more efficient radiators.
Lasin pinnassa sijaitsevaan selektiivipintaan muodostetulla tasomaisella taajuusselektiivisellä pinnalla on teknisen toiminnan kannalta samankaltaisia ominaisuuksia kuin ilman selektiivikalvoa olevalla suurella valoaukolla. Käytännössä tämä tarkoittaa, että sähkömagneettisen aallon diffraktio kyseisestä apertuurista käyttäytyy molemmissa leveän apertuurin tavoin, jossa apertuurin leveys on useiden aallonpituuksien mittainen. Leveän apertuurin aiheuttama diffraktiokuvio poikkeaa merkittävästi kapean apertuurin diffraktiokuviosta.The planar frequency-selective surface formed on the selective surface on the glass surface has similar technical properties to a large light aperture without a selective film. In practice, this means that the diffraction of an electromagnetic wave from the aperture in question behaves in the same way as a wide aperture, where the aperture width is several wavelengths. The diffraction pattern caused by the wide aperture differs significantly from the diffraction pattern of the narrow aperture.
Langattoman viestintäsignaalin vaimennuksen minimointi on usein primääri25 nen keino parantaa yhteyden laatua, tai ylipäätään luoda edellytykset langattomalle yhteydelle katvealueilla. Modernit langattomat viestintäjärjestelmät kykenevät kasvattamaan langattoman yhteyden laatua myös useiden rinnakkaisten kommunikaatiokanavien välityksellä, jossa rinnakkaiset kanavat luodaan fyysisesti korreloimattomilla etenemiskanavilla. Tästä lähestymistavasta on tullut jo lähes välttämätön osa nykyaikaisia järjestelmiä, kuten on käytössä esimerkiksi 3G-ja 4G-verkkojen diversiteettitekniikoissa, sekä 4G-ja tulevien 5G (IMT-2020)-verkkojen ΜΙΜΟ (Multiple Input - Multiple Output), sekä Massive MIMO-tekniikoissa.Minimizing wireless signal attenuation is often a primary means of improving the quality of the connection, or even creating conditions for wireless communication in the dark. Modern wireless communication systems are also capable of increasing the quality of wireless communication over multiple parallel communication channels, in which parallel channels are established on physically unrelated propagation channels. This approach has already become an almost indispensable part of modern systems, such as those used in 3G and 4G network diversity technologies, as well as 4G and future 5G (IMT-2020) networks ΜΙΜΟ (Multiple Input - Multiple Output) and Massive MIMO technologies. .
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
MIMO-tekniikat perustuvat useilla lähetin- ja vastaanotinantenneilla luotuihin korreloimattomiin datavirtoihin. Tekniikoita voidaan käyttää monitie-etenemisestä johtuvien yhteysongelmien parantamiseen (diversiteettivahvistus), tai langattoman tiedonsiirtokanavan kapasiteetin ja spektritehokkuuden kasvatta5 miseen, jolloin määrätyn ajan kuluessa saavutettava maksimaalinen tiedonsiirtonopeus kasvaa.MIMO techniques are based on uncorrelated data streams created by multiple transmitter and receiver antennas. Techniques can be used to improve connectivity problems due to multipath propagation (diversity gain), or to increase the capacity and spectral efficiency of the wireless communication channel, thereby increasing the maximum data rate that can be achieved within a specified time.
Langaton siirtotie on itsessään ajan ja paikan suhteen jatkuvasti muuttuva sekä langattomalle signaalille erittäin haitallinen ympäristö. Monitie-etenemis10 tä voidaan kuitenkin hyödyntää yhteyden tehostamiseksi. Diversiteetti- ja MIMO-tekniikoiden hyödyntämisen lähtökohtana on rikas sirontaympäristö. Monitiekomponentteja on aina läsnä, mutta erilaisissa ympäristöissä sirontaympäristöissä on suuriakin eroavaisuuksia. Rakennusten sisätiloissa eräs merkittävä sirontaympäristöä heikentävä rakenteellinen haaste on signaalin erittäin rajatut saapumissuunnat. Välittömästi rakennuksen ulkovaipalla kyetään tavanomaisesti vastaanottamaan huomattavasti enemmän monitie-edenneitä signaalin komponentteja kuin rakennuksen sisätiloissa vaimentavien seinärakenteiden suodattaessa lähes kaikista muista kuin avoimista aukoista saapuvat signaalit.Wireless transmission itself is an environment that is constantly changing in time and place and is very damaging to the wireless signal. However, multipath propagation10 can be utilized to improve connection efficiency. The starting point for exploiting diversity and MIMO techniques is the rich scattering environment. Multipath components are always present, but there are major differences between scattering environments. In buildings, one of the major structural challenges to the scattering environment is the very limited signal direction. Conventionally, the building envelope is capable of receiving substantially more multipath-enhanced signal components than the interior damping wall structures filtering signals from almost any open aperture.
Yksi tapa tehostaa rakennuksen sisäistä sirontaympäristöä on taata rakennuksen ulkopuolisen tukiasemaverkoston signaalien sirottaminen sisätiloihin useammasta paikasta ja suunnasta. Useat suunnat tarkoittavat sekä lukumääräisesti useampien apertuurien käyttöä yksittäisen huonetilan seinärakenteissa, mutta myös useiden ulkovaipan ulkopuolisten saapumissuuntien huomioimista.One way to enhance the scattering environment inside a building is to ensure scattering of signals from a base station network outside the building from multiple locations and directions. Multiple directions mean not only the use of multiple apertures in the wall structure of a single room, but also the consideration of multiple directions of entry outside the mantle.
Eräs toinen tapa tehostaa rakennuksen sisäistä sirontaympäristöä on taata useampien korreloimattomissa polarisaatioissa saapuvien signaalien sirotta30 minen rakennuksen huonetiloihin.Another way to improve the scattering environment inside a building is to ensure that more signals arriving in non-correlated polarizations are scattered30 into the building's room.
Rakennusten sisätiloihin saatettu rikas sirontaympäristö ulkoiseen tukiasemaverkostoon pohjautuen on erityisen tehokas keino sisätilakuuluvuuden laadun parantamiseksi. Diversiteettivastaanottoon perustuvat langattomat viestintä8A rich scattering environment inside buildings, based on an external access point network, is a particularly effective way to improve the quality of indoor communication. Diversity Reception Wireless Communications8
20185031 prh 11-01-2018 laitteet kykenevät toimimaan heikommissa signaalinvoimakkuuksissa kuin ilman diversiteettivastaanottoa toimivat langattomat laitteet, mikäli korreloimattomia signaalivirtoja saatetaan rakennuksen sisätiloihin.20185031 prh 11-01-2018 Devices are capable of operating at lower signal strengths than wireless devices operating without diversity reception, if uncorrelated signal streams are placed indoors.
Keksinnön lyhyt yhteenvetoBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION
Nyt esillä olevan keksinnön eräänä tarkoituksena on aikaansaada parannettu rakennustarvike, jossa edellä mainitut epäkohdat on olennaisesti poistettu. Nyt esillä oleva keksintö perustuu ajatukseen, että mainitun matalaemissiviteetti10 pintaan järjestetyn avauksen reuna muodostaa ainakin yhden suljetun reunakäyrän, ja että mainitun matalaemissiviteettipintaan järjestetyn avauksen reuna muodostaa ainakin yhden suljetun reunakäyrän, ja että mainittu avaus määrittää suljetun verhokäyrän siten, että mainittu avaus on suljetun verhokäyrän sisäpuolella ja jonka suljetun verhokäyrän rajaaman alueen pinta-ala on olennaisesti suurempi kuin suljetun verhokäyrän sisäpuolisen avauksen pinta-ala ja pituus olennaisesti pienempi kuin suljetun reunakäyrän pituus, jolloin on muodostunut ainakin yksi suljetun verhokäyrän rajaaman alueen sisäpuolinen matalaemissiviteettipinnan alue, jonka kohdalla suljettu verhokäyrä ei ole yhtenevä reunakäyrän kanssa.It is an object of the present invention to provide an improved building material in which the above drawbacks are substantially eliminated. The present invention is based on the idea that the edge of said low-side opening 10 forms at least one closed edge curve, and that the edge of said low-side opening opening forms at least one closed edge curve, and that said opening defines a closed curve such that said opening is the area of the area enclosed by the closed curve being substantially larger than the area and length of the inner opening of the closed curve substantially less than the length of the closed boundary curve, thereby forming at least one area .
Edellä esitettyjen teknisten ongelmien ratkaisemisen lisäksi, nyt esillä olevan keksinnön eräs suotuisa ominaisuus on rakosäteilijän impedanssisovituksen ja kaistanleveyden optimointi siten, että matalaemissiviteettipintaan muodostetun sähköä johtamattoman alueen fyysistä pinta-alaa voidaan miniatyrisoida samanaikaisesti.In addition to solving the above technical problems, one of the advantageous features of the present invention is the optimization of the gap impedance matching and bandwidth of the gap radiator so that the physical area of the electrically non-conductive region formed on the low-emitting surface can be miniaturized simultaneously.
Perinteisten koaksiaalikaapelilla tai planaarisella siirtolinjalla, kuten mikroliuskalla tai koplanaarijohtimella syötettävien rakoantennien tekniikasta on yleisesti tiedossa, miten raon leveys vaikuttaa rakoantennin impedanssiin. Ba30 binefn periaatteen mukaisesti rakoantennin impedanssille on laskettavissa ekvivalenssi, joka on suhteessa dipoliantennin impedanssiin. Dipoliantenneista tiedetään, miten antennin metallijohtimen leventäminen leventää antennin toimintakaistaa, kun syöttävänä impedanssina käytetään esimerkiksi pe9It is well known in the art of conventional coaxial cable or planar transmission lines such as microstrip or coplanar wire how the gap width affects the impedance of the slot antenna. According to the Ba30 binefn principle, an impedance equivalent to the impedance of a dipole antenna can be calculated for the gap antenna impedance. It is known from dipole antennas how widening the antenna's metal conductor widens the antenna's operating band when used as an input impedance, e.g.
20185031 prh 11-01-2018 rinteistä 50 Ω siirtolinjaa. Vastaavasti siirtolinjalla syötettävän rakoantennin impedanssikäyttäytyminen taajuuden funktiona saadaan suotuisaksi tätä impedanssia vasten, kun rakoantennin raon leveyttä voidaan leventää. Vastaavanlainen analogia on todettavissa myös sähköä johtavaan pinnoittee5 seen muodostetulla resonoivalla avauksella, jossa avauksen sähköä johtamattoman alueen käsittämä sähkökenttävektori muodostaa resonanssipiirin avauksen reunakäyrän rajaamalla johtavalla alueella värähtelevän pintavirran kanssa. Avauksen impedanssi määräytyy avauksen käsittämän sähkö- ja magneettikentän suhteesta. Tyypillisessä tapauksessa, esimerkiksi suorakai10 teen muotoisen resonoivan avauksen impedanssin laajakaistainen sovittaminen vapaan tilan aaltoimpedanssiin tapahtuu esimerkiksi 20-40 mm leveillä avauksilla, joskin tämä riippuu voimakkaasti muun muassa avausta kuormittavan dielektrisen materiaalin ominaisuuksista.20185031 prh 11-01-2018 Slope 50 Ω transmission lines. Correspondingly, the impedance behavior of the slit antenna fed by the transmission line as a function of frequency is favored against this impedance when the slit antenna slit width can be widened. A similar analogy can also be observed with a resonant opening formed in an electrically conductive coating, wherein an electric field vector comprising a non-conductive region of the opening forms a resonant circuit with a surface current oscillating in the conductive region delimited by the edge. The impedance of the opening is determined by the ratio of the electric and magnetic fields contained in the opening. In a typical case, for example, wideband adaptation of the impedance of a rectangular resonant aperture to a free space wave impedance occurs, for example, with 20-40 mm wide apertures, although this strongly depends on the properties of the dielectric material, for example.
Matalaemissiviteettipinnan tarkoituksena on vähentää rakennuksen vaipan läpäisevän lämpösäteilyn määrää. Edellisen esimerkin kaltaisten leveiden avausten toteuttaminen matalaemissiviteettipintaan aiheuttaa paikallisia heikennyksiä lämpösäteilyn eristyskyvyssä. Vastaavasti kapeilla yksittäisillä avauksilla ilman rinnakkaisresonanssien hyödyntämistä, kuten esimerkiksiThe purpose of the low-level surface is to reduce the amount of thermal radiation that penetrates the building envelope. The implementation of wide openings such as the preceding example on a low-emitting surface causes local weakening of the thermal radiation insulation capacity. Similarly, with narrow single apertures without utilizing parallel resonances, such as
100 pm leveillä suorilla avauksilla laajan impedanssisovituksen saavuttaminen matalaemissiviteettipintaan muodostetuilla rakosäteilijöillä on haasteellista.At 100 µm wide openings, achieving wide impedance matching with low emitting surface gap radiators is challenging.
Nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon tarkoituksena on ratkaista edellä kuvattu ongelma siten, että matalaemissiviteettipintaan muo25 dostetun avauksen fyysistä pinta-alaa oleellisesti pienennetään siten, että samalla saavutetaan avauksen impedanssisovitukselle suotuinen käyttäytyminen, jossa avauksen impedanssia resonanssitaajuudella voidaan säätää muokkaamalla avauksen käsittämän sähkökentän sekä tätä kiertävän virtasiImukan käyttäytymistä. Matalaemissiviteettipintaan muodostetaan mutkittele30 van kapean viivamaisen avauksen käsittämä virtuaalinen apertuuri, jonka silhuetti määrittää pinta-alan, joka on oleellisesti suurempi kuin avauksen fyysinen pinta-ala.It is an object of a preferred embodiment of the present invention to solve the above problem by substantially reducing the physical surface area of the aperture formed on the low-emitting surface, while achieving a behavior favorable to the impedance matching of the aperture. behavior. A low aperture formed by a curved narrow linear aperture is formed on the low activity surface, the silhouette of which defines an area substantially larger than the physical surface area of the aperture.
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Kapean viivamaisen avauksen mutkitelevan reunakäyrän yksi edullinen vaikutus on myös resonoivan virtasilmukan kulkureitin pidentäminen. Tämä tarkoittaa sitä, että antennin vaatima fyysinen pinta-ala pienenee verrattuna vastaavanlaiseen, samalle taajuusalueelle viritettyyn avaukseen, joka ei hyö5 dynnä nyt esitettyä mutkitelevan avauksen reunakäyrää.One advantage of the curving edge curve of a narrow linear opening is also the extension of the path of the resonating current loop. This means that the physical surface area required by the antenna is reduced compared to a similar aperture tuned to the same frequency range, which does not utilize the curve of the curved opening shown herein.
Täsmällisemmin ilmaistuna nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle rakennuselementille on pääasiassa tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Nyt esillä olevan keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiassa tunnusomaista se, mitä on esitetty oheisen patenttivaatimuksen 22 tunnusmerkkiosassa.Specifically, the building element of the present invention is essentially characterized by what is set forth in the characterizing part of claim 1 of the appended claims. The method of the present invention is essentially characterized by what is set forth in the characterizing part of claim 22 of the appended claims.
Nyt esillä oleva keksintö tehostaa sähkömagneettisen signaalin läpäisyä sähköisesti johtavan matalaemissiviteettipinnan läpi kapean apertuurin diffrakti15 oon perustuen, jolloin rakennuksen sisätiloihin muodostuvalle katvealueelle voidaan tuoda laajempi sähkömagneettisen aallon peittoalue kuin leveän apertuurin diffraktioon perustuvilla ratkaisuilla.The present invention enhances the passage of an electromagnetic signal through an electrically conductive low emitting surface based on narrow aperture diffraction, whereby a broader electromagnetic wave coverage than a wide aperture diffraction solution can be applied to a blind spot formed inside a building.
Nyt esillä olevan keksinnön eräät edulliset suoritusmuodot kompensoivat hei20 kosti sähköä johtavan matalaemissiviteettipinnan häviöistä tyypillisesti johtuvaa hyötysuhteen heikentymistä järjestämällä differentiaalisia virtoja muodostavia matalaemissiviteettipinnan avausten osioita lähekkäin siten, että säteilyhyötysuhdetta heikentävät virrat osittain kumoavat toisiaan, jolloin säteilyhyötysuhteen kasvuun positiivisesti vaikuttavien virtamoodien osuus rakosäteilijän ympärillä kasvaa.Some preferred embodiments of the present invention compensate for the loss of efficiency typically caused by losses of the conductive low-surface area by arranging differential current-forming portions of the low-level surface openings so that the efficiency is partially reduced.
Nyt esillä oleva keksintö lisäksi kompensoi heikosti sähköä johtavan matalaemissiviteettipinnan häviöistä tyypillisesti johtuvaa hyötysuhteen heikentymistä kasvattamalla signaalin läpäisyn hyötysuhdetta usean keskittyneen rakosä30 teilijän muodostamalla koherentilla aaltorintamalla.In addition, the present invention compensates for the loss of efficiency typically due to low conductivity low surface conductivity surface loss by increasing the signal throughput efficiency on a coherent wavefront formed by a plurality of focused gap radiators.
Nyt esillä oleva keksintö tehostaa sähkömagneettisen signaalin läpäisyä sähköisesti johtavan matalaemissiviteettipinnan lävitse luomalla matalaemissiviteettipintaan keskittyneiden säteilylähteiden muodostaman virtuaalisen aper35 tuurin, jonka efektiivinen sähkömagneettista energiaa vastaanottava pinta-alaThe present invention enhances the passage of an electromagnetic signal through an electrically conductive low-emitting surface by creating a virtual aper35 array of low-emitting surface radiation sources having an effective electromagnetic energy-receiving surface
20185031 prh 11-01-2018 on suurempi kuin matalaemissiviteettipintaan luodut fyysiset avaukset johtavassa pinnassa.20185031 prh 11-01-2018 is larger than the physical openings in the conductive surface created on the low ejection surface.
Nyt esillä oleva keksintö tehostaa lisäksi sähkömagneettisen signaalin läpäi5 syä sähköisesti johtavan matalaemissiviteettipinnan läpi kapean apertuurin diffraktioon perustuen, jolloin sisätiloihin tunnettuja ratkaisuja käytettäessä muodostuvalle katvealueelle voidaan tuoda laajempi sähkömagneettisen aallon peittoalue kuin leveän apertuurin diffraktioon perustuvilla ratkaisuilla.The present invention further enhances the passage of an electromagnetic signal through an electrically conductive low-emitting surface based on narrow aperture diffraction, whereby a broader electromagnetic wave coverage than a wide aperture diffraction can be introduced into the blind spot formed using known solutions.
Nyt esillä olevan keksinnön mukaisen laitteen toiminta perustuu matalaemissiviteettipinnassa sähkömagneettisesta tasoaallosta vastaanotetun sähkömagneettisen energian uudelleensäteilyyn useiden keskittyneiden aaltolähteiden yhdistelmänä, jossa osa tasoaallosta vastaanotetusta sähkömagneettisesta aallosta uudelleenohjataan matalaemissiviteettipinnan saapuvaa sähkö15 magneettista aaltoa vastakkaiselle puolelle konstruktiivista interferenssiä hyödyntäen. Koherentti lähetys useasta toisiaan vahvistavasta keskittyneestä säteilylähteestä kompensoi resistiivisen johdepinnan häviöistä johtuvaa hyötysuhteen heikentymistä.The operation of the device of the present invention is based on the re-emitting of electromagnetic energy received from the electromagnetic planar surface in a low emitted surface as a combination of a plurality of concentrated wave sources in which part of the planar received electromagnetic wave Coherent transmission from multiple mutually reinforcing concentrated radiation sources compensates for the loss of efficiency due to resistive conductor surface losses.
Nyt esillä olevan keksinnön mukaisen laitteen toiminta perustuu lisäksi matalaemissiviteettipintaan muodostettujen rakosäteilijöiden toimintaan pistemäisinä, keskitettyinä säteilylähteinä, jossa edullisesti alle toimintataajuuden aallonpituuden välein sijoitettujen rakosäteilijöiden muodostama koherentti aaltorintama summautuu tavoitellussa hyötysuunnassa eristyslasielementin muo25 dostamalla katvealueella. Edullinen hyötysuunta eristyslasielementin yhteyteen toteutetulla rakosäteilijäryhmällä on horisontaalitaso, jossa rakosäteilijäryhmän muodostama aaltorintama muodostaa laakean suuntakuvion. Horisontaalisessa tasossa maksimaalisen laaja suuntakuvio eristyslasin sekä sisäettä ulkopuolella vastaanottaa tehokkaasti horisontista saapuvaa tukiaseman signaalia, sekä luo laajaa sisätilapeittoa seinään asennetun ikkunan eristyslasielementtiin nähden vaakasuunnassa tasossa.The operation of the device according to the present invention is further based on the operation of slot radiators formed on a low-emitting surface as point-centered radiation sources, whereby a coherent wavefront formed by slot radiators preferably located below the operating frequency is A preferred utility direction for the slit radiator array realized with the insulating glass element is a horizontal plane in which the wavefront formed by the slit radiator array forms a flat directional pattern. In the horizontal plane, the maximum wide directional pattern outside the insulating glass and the interior effectively receives the base station signal from the horizon, and creates a wide indoor coverage relative to the insulating glass element of the wall-mounted window in the horizontal plane.
Paikallisesti keskittynyt säteilylähde on nähtävissä pistemäisenä säteilylähteenä, kun sen emittoimaa sähkömagneettista aaltoa tarkastellaan sen kauko35 kentässä. Esimerkiksi aallonpituuden, puolen aallonpituuden, tai esimerkiksiA locally concentrated radiation source can be seen as a point source radiation when viewed in its distant field by the electromagnetic wave it emits. For example, the wavelength, half wavelength, or e.g.
20185031 prh 11-01-2018 neljännesaallon mittainen säteilylähde nähdään pistemäisenä säteilylähteenä, kun sen emittoimaa aaltorintamaa tarkastellaan riittävän etäältä, eli toisin sanoen kaukokentässä.20185031 prh 11-01-2018 A quarter-wave radiation source is seen as a point-source radiation source when its emitted wavefront is viewed from a sufficient distance, that is, in the far field.
Nyt esillä olevan keksinnön tarkoituksena on tehostaa rakennusten sisätiloissa käytettävien, ulkoiseen tukiasemaverkostoon perustuvien langattomien tietoliikenneyhteyksien laatua ja kapasiteettia lisäämällä rakennuksen ulkovaipan läpäisevien korreloimattomien yhteyskanavien määrää. Nyt esillä olevan keksinnön mukainen laite parantaa rakennuksen sisällä ilmenevää sirontaympäristöä vastaanottamalla kahta ristikkäisessä polarisaatiossa saapuvaa sähkömagneettista signaalia rakennuksen ulkovaipalta, ja uudelleenlähettämällä näitä kahta ristikkäisessä polarisaatiossa vastaanotettua sähkömagneettista signaalia rakennuksen sisätiloihin.It is an object of the present invention to enhance the quality and capacity of wireless communication connections based on an external base station network used inside buildings by increasing the number of uncorrelated communication channels that pass through the building envelope. The device of the present invention improves the scattering environment inside a building by receiving two cross-polarization electromagnetic signals from the building envelope and retransmitting these two cross-polarized electromagnetic signals to the interior of the building.
Nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen toteutus käsittää kaksi ristikkäin polarisoitunutta radiosignaalia läpäisevää apertuuria, jotka edelleen käsittävät ristikkäisesti polarisoituneita keskittyneitä säteilylähteitä rakennustarvikkeen kohtaavan sähkömagneettisen signaalin sähkömagneettisen energian uudelleensäteilemiseksi.An embodiment of a preferred embodiment of the present invention comprises two cross-polarized apertures transmitting a radio signal, which further comprise cross-polarized concentrated radiation sources to repel the electromagnetic energy of the building material encountering an electromagnetic signal.
Nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen toteutus käsittää kaksi ympyräpolarisoitunutta radiosignaalia läpäisevää apertuuria, jossa polarisaatioiden kiertymäsuunnat ovat ristikkäiset.An embodiment of a preferred embodiment of the present invention comprises two circularly polarized radio-transmissive apertures in which the directions of rotation of the polarizations are transverse.
Nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen toteutus käsittää matalaemissiviteettipinnan yhteyteen järjestetyn kuormitusimpedanssin ja ohjausyksikön, joita voidaan käyttää rakennustarvikkeen muodostaman säteilykuvion ohjaamiseksi. Mainittua säteilykuvion ohjausta voidaan käyttää esimerkiksi tukiasemiin muodostettujen langattomien yhteyksien parantamiseksi, häiriösignaalien suodattamiseksi, tai langattoman verkon resursoinnin optimoimiseksi.An embodiment of a preferred embodiment of the present invention comprises a load impedance arranged in connection with a low-emitting surface and a control unit which can be used to control the radiation pattern formed by the Building Material. Said radiation pattern control can be used, for example, to improve wireless connections to base stations, filter interference signals, or optimize wireless network resourcing.
Piirustusten kuvausDescription of the drawings
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Nyt esillä olevaa keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viitaten samalla oheisiin piirustuksiin, joissaThe present invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings in which
Kuva 1a esittää nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista rakennustarviketta,Fig. 1a shows a construction material according to a preferred embodiment of the present invention,
Kuva 1b esittää kuvan 1a rakennustarvikkeen yksityiskohtaa,Figure 1b shows a detail of the Building Material in Figure 1a,
Kuvissa 2a-2d on esitetty eristyslasielementti, joka käsittää vähintään kaksi lasilevyä, näiden välisen välitilan, ja joista lasilevyistä vähintään yhteen on järjestetty mainittu matalaemissiviteettipinta,Figures 2a-2d show an insulating glass element comprising at least two glass sheets, with an intermediate space between them, at least one of which is provided with said low edge surface,
Kuvat 3a ja 3b esittävät erästä esimerkkiä kapean apertuurin käsittämän keskittyneiden säteilylähteiden joukon aiheuttamasta koherentista aaltorintamasta,Figures 3a and 3b illustrate an example of a coherent wavefront caused by a plurality of concentrated radiation sources comprising a narrow aperture,
Kuva 3c esittää kuvan 3b rakosäteilijän yksityiskohtaa,Figure 3c shows a detail of the slit radiator of Figure 3b,
Kuva 4 esittää nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti rakennustarvikkeen käsittämään matalaemis25 siviteettipintaan järjestettyä rakosäteilijäryhmää,Figure 4 illustrates, in accordance with a preferred embodiment of the present invention, a gap radiator array arranged on a low surface area of civilization comprising a building material,
Kuvissa 5a-5c on esitetty esimerkkejä nyt esillä olevan keksinnön eräiden edullisten suoritusmuotojen mukaisista avauksista matalaemissivitetti30 pinnassa,Figures 5a-5c show examples of openings in a low-relief web 30 in accordance with some preferred embodiments of the present invention,
Kuvat 6a—6c esittävät esimerkkejä nyt esillä olevan keksinnön eräiden edullisten suoritusmuotojen mukaisia avauksia matalaemissivitettipinnassa,Figures 6a-6c show examples of openings in a low-relief sidewall according to some preferred embodiments of the present invention,
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Kuvat 7a-7c esittävät nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisen radiosignaalia läpäisevä apertuurin käsittämän rakosäteilijäryhmän rakosäteilijöitä järjestettynä hilarakenteen yhteyteen.Figures 7a-7c show slit radiators of a gap-transmitting aperture group of a radio-transmitting aperture according to a preferred embodiment of the present invention arranged in connection with a grid structure.
Kuvat 8a-8c esittävät nyt esillä olevan keksinnön eräiden edullisten suori10 tusmuotojen mukaisten matalaemissiviteettipinnan avausten järjestelyitä säteilyhyötysuhdetta heikentävien differentiaalisten virta-alkioiden kumoamiseksi,Figures 8a-8c illustrate arrangements for opening low-level surface openings in accordance with certain preferred embodiments of the present invention for canceling differential current elements that reduce radiation efficiency,
Kuvat 9a ja 9b esittävät nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisia matalaemissiviteettipintaan järjestettyjä pitkittäisjakautuneita komponentteja avauksen kuormitusimpedanssin järjestämiseksi,Figures 9a and 9b show longitudinally distributed components provided in a preferred embodiment of the present invention to provide an opening loading impedance,
Kuvat 10a-10d esittävät esimerkkejä nyt esillä olevan keksinnön eräiden edullisten suoritusmuotojen mukaisten kuormitusimpedanssien toteuttamiseksi, jaFigures 10a-10d show examples for implementing load impedances according to some preferred embodiments of the present invention, and
Kuvat 11 a-11 e esittävät esimerkkejä nyt esillä olevan keksinnön eräiden edullisten suoritusmuotojen mukaisista toteutuksista matalaemissiviteettipinnan käsittämän radiosignaalia läpäisevän apertuurin läpäisyominaisuuksien säätämiseksi.Figures 11a-11e illustrate examples of embodiments according to some preferred embodiments of the present invention for adjusting the transmission characteristics of an aperture comprising a radio-emitting aperture having a low-emitting surface.
Keksinnön yksityiskohtainen kuvausDetailed Description of the Invention
Kuvassa 1a on esitetty eräs tyypillinen rakennustarvike 110, joka käsittää rakennustarvikkeen lämmöneristysominaisuuksien tehostamiseksi järjestetynFig. 1a shows a typical building material 110 which comprises a building material arranged to enhance the thermal insulation properties of the building material.
20185031 prh 11-01-2018 sähköisesti johtavan matalaemissiviteettipinnan 103. Tyypillisiä rakennustarvikkeita, joissa käytetään matalaemissiviteettipintoja, kuten selektiivikalvoja, tai alumiinipinnoitteita, voivat olla esimerkiksi energiatehokkaat ikkunat ja julkisivuissa käytettävät eristyslasielementit, kuten lisäksi myös esimerkiksi alu5 miinipinnoitteiset eristelevyt tai julkisivujen alumiini-muovikomposiitit.20185031 prh 11-01-2018 Electrically conductive low-emissivity surface 103. Typical building materials using low-emissivity surfaces, such as selective films, or aluminum coatings may include, for example, energy-efficient windows and insulating glazing elements used in facades, as well as aluminum foil or aluminum foil.
Kuvassa 1a on esitetty nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen järjestely, jossa rakennustarvike 110 käsittää ainakin yhden sähköä johtavan matalaemissiviteettipinnan 103, johon on järjestetty avausFig. 1a illustrates an arrangement according to a preferred embodiment of the present invention, wherein the building material 110 comprises at least one electrically conductive low-emptying surface 103 provided with an opening
203 sähkömagneettisen signaalin kulun rakennustarvikkeen läpi tehostamiseksi ja jonka avauksen sähkönjohtavuus on olennaisesti pienempi kuin matalaemissiviteettipinnan 103.203 to enhance the passage of the electromagnetic signal through the Building Material, and the opening of which has a substantially lower electrical conductivity than the low emptying surface 103.
Kuvassa 1b on kuvattu tarkemmin kuvassa 1a mainittua avausta 203, jossa mainitun matalaemissiviteettipintaan 103 järjestetyn avauksen 203 reuna muodostaa ainakin yhden suljetun reunakäyrän 223, ja että mainittu avaus 203 määrittää suljetun verhokäyrän 224 siten, että mainittu avaus 203 on suljetun verhokäyrän 224 sisäpuolella ja jonka suljetun verhokäyrän 224 rajaaman alueen pinta-ala on olennaisesti suurempi kuin suljetun verhokäyrän 224 sisäpuo20 lisen avauksen 203 pinta-ala ja pituus olennaisesti pienempi kuin suljetun reunakäyrän 223 pituus, jolloin on muodostunut ainakin yksi suljetun verhokäyrän 224 rajaaman alueen sisäpuolinen matalaemissiviteettipinnan 103 alue 231, jonka kohdalla suljettu verhokäyrä 224 ei ole yhtenevä reunakäyrän 223 kanssa.Fig. 1b illustrates in more detail the opening 203 in Fig. 1a, wherein the edge of said opening 203 provided on the low-facing surface 103 forms at least one closed edge curve 223, and said opening 203 defines a closed curve 224 such that said opening 203 is enclosed by a closed curve 224. The area of the bounded area 224 is substantially larger than the area and length of the inner opening 203 of the closed curve 224 and substantially less than the length of the closed peripheral curve 223 to form at least one area 231 224 does not coincide with boundary curve 223.
Kuvan 1b mukaisessa, nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisessa järjestelyssä avauksen suljettu reunakäyrä 223 on yhtenevä matalaemissiviteettipintaa 103 rajaavan suljetun reunakäyrän 227 kanssa. Mainitun avauksen 203 eräs edullinen suoritusmuoto on järjestetty ka30 peaksi ja viivamaiseksi. Kapea viivamainen avaus voidaan järjestää edullisesti esimerkiksi alle 100 pm leveäksi avaukseksi matalaemissiviteettipinnassa 103.In the arrangement according to Fig. 1b, according to a preferred embodiment of the present invention, the closed edge curve 223 of the opening coincides with the closed edge curve 227 defining the low ejection surface 103. A preferred embodiment of said opening 203 is arranged in a caudal and linear fashion. Preferably, the narrow linear opening may be provided as an opening of less than 100 µm in the low emptying surface 103.
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Tasoaallon määritelmäDefinition of plane wave
Riittävän kaukana lähettimestä etenevää sähkömagneettista aaltoa, tai tarkemmin sen sisältämiä diskreettejä taajuuskomponentteja voidaan käsitellä ta5 soaaltona. Etenevässä tasoaallossa värähtelevät sähkö- ja magneettikenttävektorit ovat toisiinsa nähden kohtisuorassa, ja nämä värähtelevät etenemissuunnan määrittämässä, ns. Poyntingin vektoriin nähden kohtisuorassa tasossa. Sähkö-ja magneettikenttien voimakkuuksien suhdetta kuvataan aaltoimpedanssilla. Tavallisesti tukiasemalta rakennuksen ulkovaippaan saapuva sähkömagneettinen signaali voidaan ajatella tasoaaltona 301 (kuva 1 a), joskin seinän ulkopuolella lähiympäristöstä aiheutuvat heijastukset voivat muokata signaalin ominaisuuksia.An electromagnetic wave propagated far enough away from the transmitter, or more precisely, the discrete frequency components contained therein, may be treated as a ta wave. In a propagating plane wave, the electric and magnetic field vectors are perpendicular to one another, and they oscillate in a direction determined by a so-called. In a plane perpendicular to the poynting vector. The relationship between electric and magnetic field intensities is described by wave impedance. Usually, the electromagnetic signal from the base station to the outer shell of the building can be thought of as a plane wave 301 (Figure 1a), although reflections from the surrounding area outside the wall may modify the characteristics of the signal.
Tasoaallon 301 polarisaatiotaso määritellään sen käsittämän sähkökenttävek15 torin 308 mukaisesti. Tasoaalto 301 voi käsittää ensimmäisessä polarisaatiossa värähtelevän sähkökenttävektorin 308’ (kuva 1a), ja se voi lisäksi käsittää myös toisessa polarisaatiossa värähtelevän sähkökenttävektorin 308”, jossa ensimmäisessä ja toisessa polarisaatiossa värähtelevät sähkökenttävektorit 308’ ja 308” ovat keskenään ristikkäisiä. Ensimmäisessä ja toisessa polarisaa20 tiossa värähtelevät sähkökenttävektorit 308’ ja 308” voivat lisäksi olla keskenään ortogonaaliset.The plane of polarization 301 of the plane wave 301 is defined according to the electric field vector 308 it comprises. The plane wave 301 may comprise an electric field vector 308 'oscillating in the first polarization, and may also comprise an electric field vector 308' oscillating in the second polarization, wherein the electric field vectors 308 'and 308' oscillating in the first and second polarization. In addition, in the first and second polarizations, the oscillating electric field vectors 308 'and 308' may be mutually orthogonal.
Tasoaalto 301’ voidaan määritellä tasoaaltona 301, jonka kantama sähkömagneettinen energia määräytyy ensimmäisessä polarisaatiossa värähtelevän sähkökenttävektorin 308’ sekä tälle ortogonaalisen magneettikentän värähtelyn vuorovaikutuksessa.The plane wave 301 'can be defined as the plane wave 301 whose electromagnetic energy is determined by the interaction of the electric field vector 308' oscillating in the first polarization with the oscillation of an orthogonal magnetic field.
Tasoaalto 301” voidaan määritellä tasoaaltona 301, jonka kantama sähkömagneettinen energia määräytyy toisessa polarisaatiossa värähtelevän säh30 kökenttävektorin 308” sekä tälle ortogonaalisen magneettikentän värähtelyn vuorovaikutuksessa.The plane wave 301 "can be defined as the plane wave 301 whose electromagnetic energy is determined by the interaction of the electromagnetic field 308" oscillating in another polarization with the oscillation of an orthogonal magnetic field.
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Tasoaalto 301 voi käsittää kaksi ristikkäisessä polarisaatiossa värähtelevää sähkökenttävektoria 308’ ja 308”, jolloin tasoaallot 301’ ja 301” kuvaavat ensimmäisessä ja toisessa polarisaatiossa polarisoituneiden aaltorintamien etenemistä, ja nämä voivat edetä samansuuntaisesti.The plane wave 301 may comprise two electric field vectors 308 'and 308 "oscillating in a cross polarization, wherein the plane waves 301' and 301" illustrate the propagation of the polarized wavefronts in the first and second polarization, and these may proceed in parallel.
Tasoaallon aaltorintamat 301’ ja 301” voivat myös saapua itsenäisistä suunnista, jolloin kumpaa tahansa tasoaallon aaltorintamaa 301’ tai 301” voidaan kuvata yleisemmin tasoaallolla 301.The plane wave wavefronts 301 'and 301' may also arrive in independent directions, whereby either plane wave wavefront 301 'or 301' may more generally be described by plane wave 301.
Sähkömagneettisen aallon polarisaatioElectromagnetic wave polarization
Sähkömagneettisen aallon polarisaatiotaso määritellään aallon sähkökentän värähtelytason mukaisesti. Aallon polarisaatio voi olla joko lineaarista, elliptistä, risti- tai ympyräpolarisaatiota. Lineaarinen polarisaatio käsittää yhden do15 minoivan sähkökentän värähtelysuunnan, jossa tälle ristikkäisen polarisaatiokomponentin amplitudi on merkittävästi pienempi. Elliptisessä polarisaatiossa sähkökenttä käsittää Poyntingin vektoriin nähden kohtisuorassa tasossa dominoivan sähkökentän värähtelysuunnan sekä sen lisäksi myös tätä pienemmän sähkökentän värähtelysuunnan. Näiden kahden polarisaatiokomponentin voimakkuuksien suhdetta kuvataan niin sanotuilla isoakselin ja pikkuakselin suuntaisilla komponenteilla. Käytännössä harva radiolähete säilyy puhtaasti lineaarisesti polarisoituna, vaikka se sellaisena lähetettäisiinkin, koska etenemistien lukuisat heijastukset, taittumiset ja diffraktiot muokkaavat signaalin ominaisuuksia sen kulkumatkalla.The level of polarization of an electromagnetic wave is defined by the vibration level of the electric field of the wave. The polarization of the wave can be either linear, elliptical, cross or circular polarization. Linear polarization comprises one oscillation direction of the do15 minifying electric field, in which the amplitude of the transverse polarization component is significantly smaller. In elliptic polarization, the electric field comprises the direction of oscillation of the electric field which is perpendicular to the Poynting vector, as well as the direction of oscillation of the electric field which is smaller than this. The relationship between the intensities of the two polarization components is described by the so-called iso-axis and minor-axis components. In practice, a few radio transmitters will remain purely linearly polarized, even if they are transmitted as multiple propagation reflections, refractions and diffractions modify the characteristics of the signal along its path.
Ristipolarisaatiossa aalto tyypillisesti kantaa kahta ortogonaalisesti värähtelevää sähkökenttäkomponenttia. Tämä on erityisen tärkeä polarisaatiomuoto moderneissa tietoliikennesovelluksissa, koska kahdessa ortogonaalisessa polarisaatiossa kyetään lähettämään lähes korreloimattomia viestintäkanavia sa30 manaikaisesti.In cross-polarization, the wave typically carries two orthogonally oscillating electric field components. This is a particularly important form of polarization in modern telecommunication applications, since two orthogonal polarizations are capable of transmitting almost non-correlated communication channels at the same time.
Ristipolarisaatiosta erityisempi muoto on ympyräpolarisaatio. Ympyräpolarisaatio käsittää kaksi sähkökenttävektoria, jotka ovat tyypillisesti yhtä suurilla amplitudeilla, ja 90 asteen vaihe-erolla lähetettyjä, samaa informaatiota kanta35 via aaltoja. Ympyräpolarisoidun aallon sähkökenttä kiertyy aallon edetessä, jaA more special form than cross polarization is circular polarization. Circular polarization comprises two electric field vectors, typically of equal amplitude, and waves transmitted with a 90 degree phase difference and carrying the same information. The electric field of a circularly polarized wave rotates as the wave propagates, and
20185031 prh 11-01-2018 aallon kiertymissuunta riippuu summautuvien polarisaatiokomponenttien vaihe-eron etumerkistä. Kaksi ympyräpolarisoitua lähetettä voivat olla toisilleen ristikkäisiä, kun niiden kiertymissuunnat ovat vastakkaisia. Täysin ortogonaaliset ympyräpolarisaatiot ovat keskenään korreloimattomia.20185031 prh 11-01-2018 The rotation direction of the wave depends on the sign of the phase difference of the summing polarization components. The two circularly polarized transmissions may be crosswise with their opposite directions of rotation. Fully orthogonal circular polarizations are uncorrelated.
Ympyräpolarisoitu lähete voidaan muodostaa esimerkiksi kahdella ortogonaalisella, lineaarisesti polarisoidulla antennilla tai antenniryhmällä, jonka erilliset polarisaatiokomponentit jaetaan samasta viestisignaalista esimerkiksi tehonjakajalla, ja jossa osakomponenteille toteutetaan 90° vaihe-ero. Vaihtoehtoi10 nen tapa toteuttaa ympyräpolarisoidun lähetteen vaiheistetut osakomponentit on esimerkiksi hybridin käyttö, jolla toteutetaan sekä jakaminen että vaiheistus samalla komponentilla. Myös ympyräpolarisoidulla antennilla voidaan toteuttaa ympyräpolarisoitu lähete ilman, että signaalia jaettaisiin ennen antennia. Tällöin antennielementti itsessään kykenee muodostamaan samasta signaa15 lista kaksi ortogonaalista polarisaatiokomponenttia, ja näille vaihe-eron.A circularly polarized transmitter may be formed, for example, by two orthogonal, linearly polarized antennas, or an array of antennas having separate polarization components divided by the same message signal, e.g., a power divider, and implementing a 90 ° phase difference between the subcomponents. An alternative way of implementing the phased subcomponents of a circularly polarized transmission is, for example, to use a hybrid that performs both splitting and phasing with the same component. Also, a circularly polarized antenna can provide a circularly polarized transmission without splitting the signal before the antenna. In this case, the antenna element itself is capable of forming two orthogonal polarization components of the same signal, with a phase difference between them.
Erityisesti ΜΙΜΟ- ja diversiteettikäytössä tukiasemien antenneissa vakiintuneita lineaarisen ristipolarisaation lähetystasoja ovat -45° ja +45° polarisaatiotasot, joissa voidaan lähettää toisiinsa nähden ortogonaaliset lähetteet. Tä20 män lisäksi myös ortogonaalisten ympyräpolarisoitujen lähetteiden hyödyntäminen langattomien viestintävälineiden signaloinnissa on erityisen tehokasta. Esimerkiksi kapeita antennikeiloja hyödyntävä ns. massive ΜΙΜΟ -tekniikka voisi hyödyntää myös ortogonaalisia ympyräpolarisoituneita signaalivirtoja.Particularly in ΜΙΜΟ and diversity applications, the transmitting levels of linear cross-polarization at the base station antennas are the polarization levels of -45 ° and + 45 °, which can transmit transmissions orthogonal to each other. In addition to this, the utilization of orthogonal circularly polarized transmissions in signaling of wireless communication devices is particularly effective. For example, the so-called narrow antenna beams. Massive ΜΙΜΟ technology could also utilize orthogonal circularly polarized signal currents.
Sähkömagneettinen diffraktio apertuurista (kapea vs. leveä apertuuri)Electromagnetic diffraction from aperture (narrow vs. wide aperture)
Määritellään selkeyden vuoksi radiosignaalia läpäisevä apertuuri 201. Apertuurilla tarkoitetaan yleisesti mitä tahansa avausta tai aukkoa. Tässä yhtey30 dessä radiosignaalia läpäisevä apertuuri 201 matalaemissiviteettipinnassa 103 käsittää pinta-alan, jota rajaa suljettu käyrä 230, jossa mainittu radiosignaalia läpäisevä apertuuri 201 on mainitun suljetun käyrän 230 sisäpuolella ja jonka suljetun käyrän 230 rajaaman alueen pinta-ala on olennaisesti pienempi kuin matalaemissiviteettipintaa 103 rajaavan suljetun reunakäyrän 227 rajaa19For clarity, an aperture 201 that transmits a radio signal is defined. Aperture is generally understood as any aperture or aperture. In this connection, the radio-transmissive aperture 201 on the low-emptying surface 103 comprises an area delimited by a closed curve 230, wherein said radio-transmissive aperture 201 is within said closed curve 230 and has a surface area less than 10 227 boundaries of the boundary curve19
20185031 prh 11-01-2018 man alueen pinta-ala, ja jonka läpäistessään sähkömagneettinen signaali kokee huomattavasti pienemmän läpäisyvastuksen kuin apertuurin käsittämän pinta-alan ulkopuolisilla alueilla samassa materiaalissa tai rakenteessa.20185031 prh 11-01-2018 man area, and when passed through, the electromagnetic signal experiences significantly less permeability than areas outside the aperture in the same material or structure.
Radiosignaalia läpäisevä apertuuri 201 matalaemissiviteettipinnassa 103 käsittää alueen, joka edelleen käsittää mekaaniset tai keinotekoiset menetelmät sähkömagneettisen signaalin läpäisyn tehostamiseksi. Keinotekoisella menetelmällä tässä yhteydessä tarkoitetaan sähkömagneettisen signaalin käsittämän energian hyödyntämistä siten, että matalaemissiviteettipintaan 103 muo10 dostetuilla sähköisen johdepinnan häiriöillä luodaan keskittyneitä säteilylähteitä 303, jotka aktivoituvat säteilylähteinä sähkömagneettisen signaalin kantamasta energiasta. Nämä uudet säteilylähteet emittoivat sähkömagneettista energiaa matalaemissiviteettipinnan 103 katvealueen puolelle sähkömagneettisen signaalin kulun rakennustarvikkeen läpi tehostamiseksi. Kohdatessaan matalaemissiviteettipinnan 103 sähkömagneettinen signaali läpäisee siihen muodostetun radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201 huomattavasti pienemmällä läpäisyvastuksella kuin läpäistessään matalaemissiviteettipintaa 103 radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201 ulkopuolelta.The radio-signal-transmitting aperture 201 on the low-emitting surface 103 comprises an area that further comprises mechanical or artificial methods for enhancing the transmission of the electromagnetic signal. An artificial method in this context is to utilize the energy contained in the electromagnetic signal by interfering with the electrical conductor surface generated by the low-emitting surface 103 to form concentrated radiation sources 303 which are activated as radiation sources by the energy carried by the electromagnetic signal. These new radiation sources emit electromagnetic energy to the shadow side of the low-emitting surface 103 to enhance the passage of the electromagnetic signal through the Building Material. When encountered, the electromagnetic signal of the low-emitting surface 103 passes through the aperture 201 transposed by the radio signal with a significantly lower transmittance than when it passes through the aperture 201 of the radio-emitting aperture 201.
Kuvassa 1a on esitetty nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen radiosignaalia läpäisevä apertuuri 201, joka on muodostettu matalaemissiviteettipintaan 103 kapeista viivamaisista avauksista 203 koostuvien rakosäteilijöiden 207 muodostamien rakosäteilijäryhmien 202 avulla sähkömagneettisen signaalin kulun rakennustarvikkeen läpi tehostami25 seksi. Mainitun apertuurin 201 mainitut rakosäteilijät 207 on järjestetty muodostamaan ainakin ensimmäisen polarisaation suuntaisen sähkökenttävektorin 308’ emittoivat keskittyneet säteilylähteet, sekä toisen polarisaation suuntaisen sähkökenttävektorin 308” emittoivat keskittyneet säteilylähteet, jossa ensimmäinen ja toinen polarisaatio ovat keskenään ristikkäiset.Fig. 1a illustrates a radio-transmissive aperture 201 according to a preferred embodiment of the present invention formed by a gap radiator array 207 formed by narrow-gap apertures 203 formed by narrow-gap openings 203 into an electromagnetic signal transducer. Said gap aperture emitters 207 of said aperture 201 are arranged to form concentrated radiation sources emitting at least a first polarization electric field vector 308 ', and a second polarization electric field vector 308' emitting concentrated radiation sources, the first and second polarization being mutually interpenetrating.
Mainittu radiosignaalia läpäisevä apertuuri 201 määrittelee rakennustarvikkeeseen 110 alueen, jota rajaa suljettu käyrä 230, jossa mainittu radiosignaalia läpäisevä apertuuri 201 on mainitun suljetun käyrän 230 sisäpuolella ja jonka suljetun käyrän 230 rajaaman alueen pinta-ala on olennaisesti pienempi kuinSaid radio-transmitting aperture 201 defines for building material 110 an area delimited by a closed curve 230, wherein said radio-transmitting aperture 201 is within said closed curve 230 and has a surface area substantially delimited by a closed curve 230.
20185031 prh 11-01-2018 matalaemissiviteettipintaa 103 rajaavan suljetun reunakäyrän 227 rajaaman alueen pinta-ala.20185031 prh 11-01-2018 Area of area bounded by closed edge curve 227 delimiting low surface area 103.
Kuvassa 1b on kuvattu tarkemmin kuvassa 1a mainittua rakosäteilijäryhmää 5 202, jossa mainitun avauksen 203 suljettu reunakäyrä 223 on järjestetty resonoivaksi järjestelmäksi ja vastaanottamaan ensimmäisen polarisaation suuntaisen sähkökenttävektorin 308’ käsittämää sähkömagneettista energiaa rakosäteilijän 207’ ensimmäisellä toimintataajuudella, sekä toisen polarisaation suuntaisen sähkökenttävektorin 308” käsittämää sähkömagneettista energiaa rakosäteilijän 207’” ensimmäisellä toimintataajuudella. Mainitut rakosäteilijät 207’ ja 207’” muodostavat ensimmäisellä taajuudella toimivan kaksoispolarisoidun rakosäteilijäryhmän.Fig. 1b illustrates in more detail the slit radiator array 5 202 mentioned in Fig. 1a, wherein said closed edge curve 223 of said opening 203 is arranged to resonate and receive electromagnetic energy comprised by a first polarization electric field vector 308 ' slot radiator 207 '' at first operating frequency. Said gap radiators 207 'and 207' 'form a dual-polarized gap radiator array operating at a first frequency.
Kuvassa 1b on kuvattu lisäksi toisella toimintataajuudella toimiva rakosäteilijä15 ryhmä, joka käsittää toisen polarisaation suuntaisen sähkökenttävektorin 308” käsittämää sähkömagneettista energiaa vastaanottavat rakosäteilijät 207”.Figure 1b further illustrates a group of slit radiators 15 operating at a second operating frequency, comprising slit radiators 207 'comprising electromagnetic energy contained in a second polarization electric field vector 308 ".
Kuvissa 2a-2d on esitetty eristyslasielementti 100, joka käsittää vähintään kaksi lasilevyä 102, näiden välisen välitilan 105, ja joista lasilevyistä 102 vä20 hintään yhteen on järjestetty mainittu matalaemissiviteettipinta 103.Figures 2a-2d show an insulating glass element 100 comprising at least two glass panels 102, with an intermediate space 105 between them, at least at least one of said glass panels 102 being provided with said low emissivity surface 103.
Kuvassa 2a on esitetty sähkömagneettisen aallon diffraktio leveästä apertuurista, sekä kuvassa 2c sähkömagneettisen aallon diffraktio nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisessa kapeassa apertuu25 rissa, jossa mainittu apertuuri 201 on järjestetty matalaemissiviteettipinnan 103 käsittävän lasilevyn 102 yhteyteen, ja lasilevyt 102 on järjestetty eristyslasielementiksi 100. Kuvassa 2a esitetään tasoaallon 301 saapuminen matalaemissiviteettipinnan 103 käsittämään lasilevyyn 102 tilanteessa, jossa matalaemissiviteettipintaan 103 on järjestetty leveä apertuuri. Leveä apertuuri tarkoit30 taa apertuuria, jonka leveys on aallonpituutta 309 suurempi. Leveä apertuuri voidaan toteuttaa tässä yhteydessä esimerkiksi tasomaisella taajuusselektiivisellä suodattimena 109, tai jättämällä lasilevy 102 pinnoittamatta.Fig. 2a illustrates diffraction of an electromagnetic wave from a wide aperture, and Fig. 2c illustrates a narrow aperture of an electromagnetic wave in a narrow aperture according to a preferred embodiment of the present invention, wherein said aperture 201 is arranged in a glass 2a illustrates the arrival of plane wave 301 on a glass plate 102 of low-emptiness surface 103 in a situation where a wide aperture is provided on low-emptiness surface 103. A wide aperture refers to an aperture that is 309 in width. The wide aperture may be realized in this context, for example, as a planar frequency-selective filter 109, or by leaving the glass plate 102 uncoated.
Kuvassa 2b on esimerkinomaisesti esitetty eräs tunnettu tasomainen taajuus35 selektiivinen suodatin 109, jonka sähkömagneettista signaalia läpäisevänFigure 2b shows, by way of example, a known planar frequency 35 selective filter 109 having an electromagnetic signal transmitting
20185031 prh 11-01-2018 apertuurin fyysinen leveys 305 on usean aallonpituuden mittainen. Kuvan 2a esimerkin kaltaisessa tapauksessa huonetilassa tuntemattomassa suunnassa sijaitsevat langattomat viestintälaitteet 40T, 401”, ja 401”’saavat signaalipeittoa vain satunnaisissa tilanteissa, joissa saapuva sähkömagneettinen taso5 aalto 301 ei koe merkittävää varjostusta edetessään. Esimerkin kaltaisessa tapauksessa langaton viestintälaite 40T” vastaanottaa viistosti saapuvaa sähkömagneettista tasoaaltoa 301, mutta katvealueelle jäävät langattomat viestintälaitteet 401’ ja 401” eivät kykene luomaan luotettavaa langatonta yhteyttä tukiasemaan kapeasta lähetyssektorista 307 johtuen20185031 prh 11-01-2018 The physical width 305 of the aperture is several wavelengths. In the case of the example of Figure 2a, wireless communication devices 40T, 401 ", and 401", located in an unfamiliar room in the room, receive signal coverage only in random situations where the incoming electromagnetic level 5 wave 301 does not experience significant shading as it advances. In the case of the example, the wireless communication device 40T 'receives an obliquely incoming electromagnetic plane wave 301, but the out-of-range wireless communication devices 401' and 401 'are unable to establish a reliable wireless connection to the base station due to the narrow transmission sector 307.
Kuvassa 2c esitetään nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen järjestely, jossa tasoaallosta 301 vastaanotettua ensimmäisessä ja toisessa polarisaatiossa värähtelevää sähkömagneettista energiaa uudelleensäteillään ja levitetään tehokkaasti huonetilan katvealueelle leve15 ässä lähetyssektorissa 307 kapean apertuurin diffraktiota hyödyntäen.Fig. 2c illustrates an arrangement according to a preferred embodiment of the present invention, in which the first and second polarization oscillating electromagnetic energy received from plane 301 are re-emitted and effectively applied to a room space wide beam transmission sector 307 utilizing narrow aperture diffraction.
Lasilevyn 102 käsittämään matalaemissiviteettipintaan 103 muodostetaan kapea, leveydeltään edullisesti alle puolen aallonpituuden mittainen radiosignaalia läpäisevä apertuuri 201’ (kuva 2d) usealla keskittyneenä säteilylähteenäThe glass plate 102 is formed to include a narrow matalaemissiviteettipintaan 103, preferably a width of less than half a length the radio signal wavelength permeable aperture 201 '(Figure 2d) the plurality of focused radiation source
303’ toimivalla rakosäteilijällä 207. Radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201’ käsittämät rakosäteilijät 207 on polarisoitu ensimmäisen polarisaation suuntaisesti, ja on järjestetty rakosäteilijäryhmäksi, joka aktivoituu säteilylähteenä sen vastaanottaman sähkömagneettisen tasoaallon 301 kantaman sähkömagneettisen energian vaikutuksesta.The gap radiators 207 comprised by the radio-transmitting aperture 201 'are polarized in the first polarization and are arranged as a gap radiator array which is activated as a radiation source by the electromagnetic level 301 electromagnetic radiation it receives.
Lasilevyn 102 käsittämään matalaemissiviteettipintaan 103 muodostetaan lisäksi toinen kapea, leveydeltään edullisesti alle puolen aallonpituuden mittainen radiosignaalia läpäisevä apertuuri 201” usealla keskittyneenä säteilylähteenä 303” toimivalla rakosäteilijällä 207’. Radiosignaalia läpäisevän apertuu30 rin 201” käsittämät rakosäteilijät 207’ on polarisoitu ensimmäiselle polarisaatiolle ristikkäisen, toisen polarisaation suuntaisesti, ja on järjestetty rakosäteilijäryhmäksi, joka aktivoituu säteilylähteenä sen vastaanottaman sähkömagneettisen tasoaallon 301 kantaman sähkömagneettisen energian vaikutuksesta.The glass plate 102 is formed to include matalaemissiviteettipintaan 103, a second narrow width, preferably less than half a length the radio signal wavelength permeable aperture 201, "a plurality of focused radiation source 303 'a working slot radiator 207'. The slit radiators 207 'comprised by the aperture radius 30' transmitted through the radio signal are polarized in a direction perpendicular to the second polarization and arranged as a slit radiator array which is activated as a source of radiation by an electromagnetic level magnetic field 301 received by it.
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Kuvassa 2d on havainnollistettu, kuinka rakosäteilijöillä 207 toteutettu radiosignaalia läpäisevä apertuuri 20T, sekä radiosignaalia läpäisevä apertuuri 201” voidaan toteuttaa nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon kaltaisessa rakenteessa, jossa eristyslasielementti 100 käsittää en5 simmäisessä polarisaatiossa polarisoidun radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201’ ja toisessa polarisaatiossa polarisoidun radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201”, jossa ensimmäinen ja toinen polarisaatio ovat ristikkäiset. Määritetään selkeyden vuoksi radiosignaalia läpäisevä apertuuri 201 kuvaamaan yleisesti kumpaa tahansa, ensimmäisessä polarisaatiossa polarisoitu10 nutta radiosignaalia läpäisevää apertuuria 201 ’ tai toisessa polarisaatiossa polarisoitunutta radiosignaalia läpäisevää apertuuria 201”. Vastaavasti määritetään apertuurin fyysisen leveyden 305 kuvaavan joko ensimmäisessä polarisaatiossa polarisoituneen radiosignaalia läpäisevän apertuuria leveyttä 305’ tai toisessa polarisaatiossa polarisoituneen radiosignaalia läpäisevän apertuu15 ria leveyttä 305”.Figure 2d illustrates how the radio-transmissive aperture 20T implemented with slot radiators 207 and the radio-transmissive aperture 201 'can be implemented in a structure similar to a preferred embodiment of the present invention, wherein the insulating glass element 100 in the polar aperture 201 ", where the first and second polarization are intersecting. For the sake of clarity, a radio-transmitting aperture 201 is generally defined to depict either of the transmitting radio-apertures 201 'in the first polarization or the transmitting-aperture 201 in the second polarization. Similarly, the physical width 305 of the aperture is defined to represent the aperture width 305 'of either the first polarization polarized radio signal or the aperture width 305' of the second polarization.
Radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201 fyysinen leveys 305 on edullisesti alle puolen aallonpituuden mittainen. Kapean apertuurin diffraktiokuvion aikaansaamiseksi ja lähetyssektorissa 307 esiintyvien säteilyn nollakohtien mi20 nimoimiseksi saapuvan tasoaallon 301 on valaistava koko radiosignaalia läpäisevä apertuuri 201 edetessään enintään yhden aallonpituuden 309 matkan siitä hetkestä lähtien kun saapuvan tasoaallon 301 aaltorintama ensimmäisenä kohtaa radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201 määrittämän alueen reunan. Asian havainnollistamiseksi voidaan mainita ei-rajoittavana esimerk25 kinä 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, että kuvassa 2d esitetyn radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201 fyysinen leveys 305 määritellään kuvassa esitetyn X-akselin suuntaiseksi, ja vastaavasti radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201 pituus määritetään Y-akselin suunnassa. Riittävän suuntaavuuden aikaansaamiseksi radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201 korkeuden tulee olla vähintään yhden toimintataajuuden aallonpituuden 309 mittainen.The radio signal permeable aperture 201 of physical width 305 is preferably less than the half-wavelength length. In order to obtain a narrow aperture diffraction pattern and to minimize the radiation zeroes mi20 in the transmission sector 307, the incoming plane wave 301 must illuminate the entire radio signal aperture 201 as it advances at least one wavelength 309 from To illustrate this, a non-limiting example is the 800 MHz frequency range with narrow apertures such as widths of 5mm, 10mm, 30mm, 50mm, 100mm, and 150mm. For clarity, it is noted that the physical width 305 of the radio-transmitting aperture 201 shown in Figure 2d is defined along the X-axis shown in the figure, and the length of the radio-transmitting aperture 201 is defined in the Y-axis. In order to achieve sufficient directivity, the height of the aperture 201 transmitting the radio signal must be at least one wavelength 309 of the operating frequency.
Nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen radiosignaalia läpäisevä apertuuri 201 käsittää reunakäyrän 230, joka rajaaThe radio-transmitting aperture 201 according to a preferred embodiment of the present invention comprises an edge curve 230 defining
20185031 prh 11-01-2018 matalaemissiviteettipinnasta 103 rajatun pinta-alan. Mainittu alue voi olla minkä tahansa muotoinen. Eräs edullinen muoto on suorakaide tai soikio, jonka leveys 305 on edullisesti alle yhden aallonpituuden mittainen mainitun apertuurin käsittämän rakosäteilijäryhmän 202 alimmalla toimintataajuudella.20185031 prh 11-01-2018 The low-emptying surface 103 is a limited area. Said region may be of any shape. A preferred form is a rectangle or an oval having a width 305 preferably less than one wavelength at the lowest operating frequency of the gap radiator array 202 comprising said aperture.
Mainitun pinta-alan leveys 305 voidaan määrittää myös horisontaalitasosta poikkeavassa suunnassa mainitun apertuurin 201 poiketessa vertikaalisesti orientoidusta suorakaiteesta tai soikiosta. Mainitun apertuurin pituus voidaan määrittää jossain leveyden 305 suunnasta poikkeavasta suunnassa, joka on olennaisesti pidempi, kuin mainittu leveys 305.The width 305 of said area may also be determined in a direction deviating from the horizontal plane, said aperture 201 deviating from a vertically oriented rectangle or oval. The length of said aperture can be determined somewhere other than the width 305 in a direction substantially longer than said width 305.
Nyt esillä olevan keksinnön mukaista kapean apertuurin diffraktiokuviota on kuvassa 2c havainnollistettu leveällä lähetyssektorilla 307, jossa keskittynyt säteilylähde 303 kuvaa asiayhteydestä riippuen kumpaa tahansa, joko ensimmäisessä polarisaatiossa polarisoidun radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201’ käsittämää keskittynyttä säteilylähdettä 303’, tai toisessa polarisaatiossa polarisoidun radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201” käsittämää keskittynyttä säteilylähdettä 303”, jossa ensimmäinen ja toinen polarisaatio ovat ristikkäiset.The narrow aperture diffraction pattern of the present invention is illustrated in Fig. 2c by a broad transmission sector 307, where the concentrated radiation source 303 depicts, depending on the context, either 303 ”, where the first and second polarization are crossed.
Esimerkin havainnollistamassa tilanteessa kuvassa 2c tuntemattomissa suun20 nissa sijaitsevat langattomat viestintälaitteet 40T, 401”, ja 40T” saavat nyt suuremmalla todennäköisyydellä riittävän yhteyden tukiasemaan, koska tukiasemasta saapuvan signaalin energiaa levitetään leveälle lähetyssektorille 307 kapean apertuurin diffraktioon perustuen.In the situation illustrated by the example, the wireless communication devices 40T, 401 ", and 40T" located in the unknown directions 20 of FIG. 2c are now more likely to have sufficient access to the base station because the energy from the base station signal is spread to wide transmit sector 307 based on narrow aperture diffraction.
Nyt esillä olevan keksinnön mukainen radiosignaalia läpäisevä apertuuri 201 hyödyntää kapean apertuurin diffraktiota, ja on edullisesti alle puolen aallonpituuden mittainen fyysiseltä leveydeltään 305. Tarkennuksena mainitaan, että apertuuri voi olla myös monitaajuusrakenne, tai se voi toimia laajakaistaisesti. Tällöin apertuurin edullinen maksimileveys määräytyy alimman toimintataajuu30 den aallonpituuden 309 mukaisesti.Now, the radio signal transmitting aperture according to the present invention, 201 to take advantage of the narrow aperture diffraction, and is preferably less than half the wave length to width 305. Refinements physical state that the aperture can also be a multi-band structure, or it can operate broadband speeds. The preferred maximum aperture width is then determined by the lowest operating frequency wavelength 309.
Nyt esillä olevan keksinnön mukainen radiosignaalia läpäisevä apertuuri 201 voi käsittää useampiakin keskittyneitä säteilylähteitä 303 vierekkäin apertuurin fyysisen leveyden 305 määrittämässä suunnassa. Tällöin matalaemissiviteet24The radio-transmitting aperture 201 of the present invention may comprise a plurality of focused radiation sources 303 adjacent to each other in the direction defined by the physical width 305 of the aperture. In this case, low-lying wipes24
20185031 prh 11-01-2018 tipinnan 103 läpäisevä sähkömagneettinen aalto muodostaa interferenssikuvion, joka määrää lähetyssektorin 307 käyttäytymistä. Kahden keskittyneen säteilylähteen 303 aiheuttaman interferenssikuvion määräämän lähetyssektorin 307 keilanleveys voidaan pitää leveänä ja tasaisena, kun keskittyneiden säteilylähteiden välimatka apertuurin leveyssuunnassa X pidetään edullisesti alle puolen aallonpituuden mittaisena. Kun kahden keskittyneen säteilylähteen etäisyyttä toisistaan kasvatetaan puolen aallonpituuden etäisyyttä suuremmaksi, alkaa interferenssikuvioon muodostua useita nolla-ja maksimikohtia ja näiden lukumäärä kasvaa säteilylähteiden välisen etäisyyden kasvaessa.20185031 prh 11-01-2018 The electromagnetic wave passing through the tip 103 forms an interference pattern that determines the behavior of the transmission sector 307. Two radiation from the source of the interference pattern 303 by the transmission sectors determined by the beam width of 307 can be considered a constant width, and the focusing distance of the radiation source aperture in the width direction X is preferably maintained at less than half the wave length lengths. When the two radiation from the source is increased the distance between the half-wavelength spacing greater, the interference pattern begins to form a plurality of zero points and maximum points, and the number increases with the distance between the radiation sources increases.
Useat nollakohdat lähetyssektorissa 307 aiheuttaisivat mahdollisia yhteyksien pätkimistä katvealueilla. Lisäksi useiden nolla- ja maksimikohtien määräämässä lähetyssektorissa 307 langaton viestintälaite 401 voisi liikkuessaan suorittaa tukiasemien välistä vaihtoa useammin kuin laajan ja tasaisen lähetyssektorin 307 määräämässä tilassa, minkä nyt esillä olevan keksinnön mu15 kainen rakennustarvike toteuttaa.Multiple zeroes in the transmission sector 307 would result in possible disconnections in the shadows. In addition, in a multiple zero and maximum transmission sector 307, the wireless communication device 401, when moving, could switch between base stations more frequently than in the state determined by the wide and flat transmission sector 307, which is implemented by the building material of the present invention.
Eräänä oleellisena erona leveän apertuurin ja nyt esillä olevan kapean apertuurin välillä voidaan mainita seuraava. Edullisesti horisontista saapuva tukiaseman lähettämä sähkömagneettisen tasoaallon 301 aaltorintama valaisee koko radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201 pinta-alan kulkiessaan enintään yhden aallonpituuden 309 matkan apertuurin kohdatessaan riippumatta siitä, saapuuko sähkömagneettinen tasoaalto 301 matalaemissiviteettipinnan 103 normaalin suunnasta, vai siitä oleellisesti poikkeavasta atsimuuttikulmasta.As one essential difference between the wide aperture and the present narrow aperture, the following may be mentioned. Advantageously, the wavefront of electromagnetic planar wave 301 emitted by the base station from the horizon illuminates the area of the aperture 201 transmitting the entire radio signal as it passes through the aperture of up to one wavelength 309, whether or not the electromagnetic plane
Tasoaallon heräte matalaemissiviteettipinnassaPlane wave excitation at low ejection surface
Kun sähkömagneettinen tasoaalto 301 kohtaa sähköä johtavan matalaemissiviteettipinnan 103, osa aallon energiasta heijastuu takaisin tulosuuntaansa tai muihin suuntiin, joissa heijastunut aaltorintama 306 jatkaa etenemistään, ja osa aallon energiasta muuttuu lämmöksi johtavan pinnan resistiivisten häviöiden seurauksena.When the electromagnetic planar wave 301 encounters an electrically conductive low emissivity surface 103, a portion of the energy of the wave is reflected back to its upstream or other directions where the reflected wave front 306 continues to propagate, and some of the wave energy is converted by resistive losses of the conductive surface.
Kuvassa 1a ja 1b, sekä 3a-3c on esitetty tasoaallon 301 käsittämän sähkökenttävektorin 308 aaltorintaman kohtaamista matalaemissiviteettipinnan 103 kanssa. Etenevän aaltorintaman sähkökenttävektorin 308 värähtelyjakso onFigures 1a and 1b and 3a-3c show the encounter of a wavefront of an electric field vector 308 with a plane-wave 301 with a low-emitting surface 103. The oscillation period of the propagating wavefront electric field vector 308 is
20185031 prh 11-01-2018 yhden aallonpituuden 309 mittainen. Yhden värähtelyjakson aikana sähkökenttävektorin vaihekulma muuttuu 360 astetta. Ensimmäisessä polarisaatiossa polarisoitunut tasoaallon aaltorintama 301’ käsittää aallonpituuden 309’, ja toisessa polarisaatiossa polarisoitunut tasoaallon aaltorintama 301 ” käsittää aallonpituuden 309”.20185031 prh 11-01-2018 309 single wavelength. During one oscillation period, the phase angle of the electric field vector changes by 360 degrees. In the first polarization, the polarized planar wavefront 301 'comprises a wavelength 309', and in the second polarization, the polarized planar wavefront 301 'comprises a wavelength 309'.
Esimerkin kaltaisessa tilanteessa edullisesti horisontin suunnalta saapuva sähkömagneettinen tasoaalto 301 saapuu satunnaisesta atsimuuttikulmasta 311. Ensimmäisessä polarisaatiossa polarisoitunut tasoaallon aaltorintamaIn a situation such as that of the example, the electromagnetic plane wave 301 arriving from the horizon preferably arrives at a random azimuth angle 311. In the first polarization, the polarized plane wave front
301’ saapuu atsimuuttikulmassa 31Γ, ja toisessa polarisaatiossa polarisoitunut tasoaallon aaltorintama 301” saapuu atsimuuttikulmassa 311”.301 'arrives at an azimuth angle 31Γ, and in another polarization, a polarized planar wave front 301' arrives at an azimuth angle 311 '.
Saapuvan tasoaallon 301 värähtelevä sähkökenttä saa aikaan samalla taajuudella värähtelevää elektronien liikettä johdepinnassa. Elektronien liike pakkau15 tuu johdepinnan ulkopinnoille muodostaen johteen pinnalla värähtelevän pintavirtakuvion. Pintavirran käsittämä paikallinen pintavirtavektori 214 johdepinnassa on aina pinnan suuntaisen magneettikentän suuntaan nähden kohtisuora. Täydellisen sähkönjohteen pinnassa pinnan suuntainen sähkökenttä häviää täysin. Epäideaalisen johdepinnan pintaresistanssi muuttaa osan sig20 naalin sisältämästä energiasta lämmöksi resistiivisistä häviöistä johtuen. Tämä pintaresistanssi riippuu käytössä olevasta matalaemissiviteettipinnasta 103.The oscillating electric field of the incoming plane wave 301 causes the electron to oscillate at the same frequency in the conductor surface. The motion of the electrons compresses on the outer surfaces of the conductor surface, forming a surface current pattern oscillating on the conductor surface. The surface current vector 214 in the conductive surface comprising the surface current is always perpendicular to the direction of the magnetic field parallel to the surface. On the surface of a complete electrical conductor, the electric field parallel to the surface disappears completely. The surface resistance of the non-ideal conductor surface converts some of the energy contained in the sig20 signal to heat due to resistive losses. This surface resistance depends on the low-ejection surface 103 in use.
Ensimmäisessä polarisaatiossa värähtelevä sähkökenttävektori 308’ indusoi matalaemissiviteettipintaan 103 pintavirtavektorin 214’. Toisessa polarisaa25 tiossa värähtelevä sähkökenttävektori 308” indusoi matalaemissiviteettipintaan 103 pintavirtavektorin 214”.In the first polarization, the oscillating electric field vector 308 'induces a surface current vector 214' on the low-emitting surface 103. In another polarization, the oscillating electric field vector 308 "induces a low current surface 103 on a surface current vector 214".
Määritellään selvyyden vuoksi atsimuuttikulma XZ-tason suuntaiseksi, ja elevaatiokulma YZ-tason suuntaiseksi. Atsimuuttikulmassa 311 saapuvan taso30 aallon 301 sähkömagneettisen energian indusoimat pintavirtavektorit 214 muodostavat matalaemissiviteettipinnalla 103 virtaavan leveän aaltomaisena etenevien elektronien virtausliikkeen, jossa virtauskuvion värähtelyjakson mitta on todettavissa saapuvan tasoaallon aallonpituuden 309 projektiona 310 matalaemissiviteettipinnassa 103. Saapuvan tasoaallon 301 sähkökenttävek26For the sake of clarity, define the azimuth angle parallel to the XZ plane and the elevation angle parallel to the YZ plane. In the azimuth angle 311, the incoming plane 30, the electromagnetic energy-induced surface current vectors 214 of the incoming plane 301 generate a wide wave propagation of electrons flowing at a low propagation surface 103, where a measure of the
20185031 prh 11-01-2018 torin 308 määräämä polarisaatiotaso määrää myös ensisijaisesti matalaemissiviteettipinnassa 103 muodostuneiden pintavirtavektorien 214 värähtelysuunnan. Polarisaatiotasona voi olla vertikaalinen värähtelytaso, horisontaalinen värähtelytaso, tai mitä vain näiden väliltä. Värähtelevänä pintavirtamattona etenevän aaltokuvion ensisijainen kulkusuunta matalaemissiviteettipinnalla 103 määräytyy herätteenä toimivan saapuvan tasoaallon 301 tulosuunnan mukaan. Saapuvan tasoaallon 301 sähkömagneettisen energian aiheuttama heräte aikaansaa pintavirtavektorien 214 värähtelyn matalaemissiviteettipinnassa 103 saapuvan aallon sähkökenttävektorin 308 määräämässä polarisaa10 tiossa. Tämän polarisaation ja virtaussuunnan lisäksi matalaemissiviteettipinnassa 103 esiintyy toissijaista pintavirran liikettä, joka aiheutuu ensisijaisesti pintaan indusoituneiden pintavirtavektorien 214 aiheuttamasta elektronien virtausliikkeestä. Tämä näkyy tyypillisesti pyörrevirtoina, jotka pääasiassa viilaavat alueilla, joita saapuvan tasoaallon 301 sähkökenttävektori 308 ei ensisijai15 sesti valaise. Pintavirran paluuvirta muodostaa tavanomaisesti silmukkamaisia virtauskuvioita.20185031 prh 11-01-2018 The level of polarization determined by the torque 308 also determines primarily the oscillation direction of the surface current vectors 214 formed in the low ejection surface 103. The polarization plane can be a vertical oscillation plane, a horizontal oscillation plane, or anything in between. The primary direction of travel of the wave pattern propagating as the oscillating surface current mat on the low ejection surface 103 is determined by the direction of incoming incoming planar wave 301. The excitation caused by the electromagnetic energy of the incoming planar wave 301 causes the vibration of the surface current vectors 214 in the low-emitting surface 103 to be determined by the polarization 10 of the incoming wave electric field vector 308. In addition to this polarization and flow direction, the low-emitting surface 103 exhibits a secondary surface current movement primarily caused by the electron flux motion induced by the surface-induced surface current vectors 214. This is typically manifested as eddy currents, which mainly file in areas that are not primarily illuminated by the electric field vector 308 of the incoming plane wave 301. Surface flow return current conventionally produces loop-like flow patterns.
Nyt esillä olevan keksinnön mukaisen radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201 käsittämä kapeista viivamaisista avauksista 203 muodostettu keskitty20 neistä säteilylähteistä 303 koostuva rakosäteilijäryhmä 202 perustuu pintavirtavektorien 214 virtausreittien tarkoituksenmukaiseen häirintään.The central 20 slot gap radiator array 202 formed by narrow line openings 203 of the radio transmitting aperture 201 of the present invention is based on appropriate interference with the flow paths of the surface current vectors 214.
Nyt esillä olevan keksinnön mukainen kapea viivamainen avaus 203 on järjestetty toteuttamaan häiriö sähkökenttävektorin 308 indusoiman pintavirtavekto25 rin 214 virtaukselle siten, että tämä häiriö aikaansaa ensimmäisen positiivisen varausjakauman 208 muodostumisen kapean viivamaisen avauksen 203 ensimmäiselle reunalle, ja ensimmäisen negatiivisen varausjakauman 209 muodostumisen kapean viivamaisen avauksen 203 toiselle reunalle sekä näiden välillä kapean viivamaisen avauksen 203 sähköä johtamattomalla alueella vai30 kutiavan sähkömotorisen voiman 204. Nyt esitetty sähkömotorinen voima 204 toimii keskitettynä säteilylähteenä 303 sähkömagneettisen energian uudelleensäteilemiseksi eristyslasielementin 100 aiheuttamalle katvealueelle.The narrow linear opening 203 of the present invention is arranged to effect an interference with the flow of the surface current vector 214 induced by the electric field vector 308 such that the first positive charge distribution 208 is formed at the first edge of the narrow line opening 203 and a narrow linear opening 203 therebetween in the non-conductive region of the electro-electric force 204. The present electromotive force 204 acts as a central radiation source 303 for re-irradiating the electromagnetic energy in the shade caused by the insulating glass element 100.
Keskittynyt säteilylähde 303, jonka käsittämä säteilylähteenä toimiva sähkö35 kenttä on järjestetty rakosäteilijän 207 sähköä johtamattomalle alueelle, jaA concentrated radiation source 303 comprising an electric field 35 acting as a radiation source arranged in a non-conductive region of the gap radiator 207, and
20185031 prh 11-01-2018 tämä säteilylähde voidaan järjestää tehokkaaksi säteilijäksi, kun mainittu sähkökenttä järjestetään resonoimaan yhdessä matalaemissiviteettipinnassa 103 kulkevan pintavirran kanssa. Mainitun pintavirran lähteenä ja napana toimivat matalaemissiviteettipintaan 103 järjestetyt ensimmäinen positiivinen 208 ja en5 simmäinen negatiivinen 209 varausjakauma. Mainitut varausjakaumat muodostetaan järjestämällä häiriö matalaemissiviteettipintaan sähkömagneettisesta tasoaallosta 301 indusoituneiden pintavirtavektorien 214 virtaukselle.20185031 prh 11-01-2018 This radiation source can be arranged as an efficient radiator when said electric field is arranged to resonate with the surface current flowing in the low-emitting surface 103. Said surface current source and hub serve as a first positive 208 and an en5 first negative 209 charge distribution arranged on the low side surface 103. Said charge distributions are formed by interfering with the low-emitting surface surface of the electromagnetic planar wave 301 for the flow of induced surface current vectors 214.
Nyt esillä olevan keksinnön mukainen matalaemissiviteettipintaan 103 järjes10 tetty radiosignaalia läpäisevä apertuuri 201 ’ on järjestetty vastaanottamaan ja uudelleensäteilemään sähkömagneettista energiaa ensimmäisessä polarisaatiossa, jossa ensimmäisen polarisaation käsittämä sähkökenttävektori 308’ aikaansaa ensimmäisen polarisaation suuntaisen sähkömotorisen voiman 204’ matalaemissiviteettipintaan järjestetyn kapean viivamaisen avauksen 203 säh15 köä johtamattomalle alueelle. Muodostunut sähkömotorinen voima 204’ on järjestetty tuottamaan resonanssipiiri yhdessä avausta kiertävän virtasilmukan 210’ kanssa, joka toimii ensimmäisessä polarisaatiossa polarisoituneena keskittyneenä säteilylähteenä 303’.The radio-transmitting aperture 201 'arranged in the low-emitting surface 103 of the present invention is arranged to receive and re-emit electromagnetic energy in the first polarization, wherein the electric field vector 308' comprising the first polarization provides an electro-motive The generated electromotive force 204 'is arranged to produce a resonant circuit together with an opening-circulating current loop 210' which acts as a polarized focused radiation source 303 'in the first polarization.
Mainitulla resonanssilla sähkömagneettisessa järjestelmässä tarkoitetaan yleisesti värähtelyilmiötä, jossa järjestelmä on vuorovaikutuksessa ympäristönsä kanssa, ja jollain ominaisvärähtelytaajuudellaan kykenee vastaanottamaan tai lähettämään sähkömagneettista energiaa. Sähkömagneettisessa resonanssissa värähtelevä energia on vuoroin varastoituneena järjestelmän sähkö- ja magneettikenttiin. Matalaemissiviteettipintaan 103 muodostetun rakosäteilijän 207 käsittämässä resonanssissa, rakosäteilijän 207 reunoille muodostuneet pintavirrat ovat oleellisesti yhteydessä resonoivan magneettikentän kanssa.Said resonance in an electromagnetic system is generally referred to as an oscillation phenomenon in which the system interacts with its environment and is capable of receiving or transmitting electromagnetic energy at some characteristic oscillation frequency. In electromagnetic resonance, the oscillating energy is alternately stored in the electrical and magnetic fields of the system. In the resonance of the gap emitter 207 formed on the low activity surface 103, the surface currents formed at the edges of the gap emitter 207 are substantially associated with a resonating magnetic field.
Nyt esillä olevan keksinnön mukainen matalaemissiviteettipintaan 103 järjes30 tetty radiosignaalia läpäisevä apertuuri 201 ” on järjestetty vastaanottamaan ja uudelleensäteilemään sähkömagneettista energiaa toisessa polarisaatiossa, jossa toisen polarisaation käsittämä sähkökenttävektori 308” aikaansaa toisen polarisaation suuntaisen sähkömotorisen voiman 204” matalaemissiviteettipintaan järjestetyn kapean viivamaisen avauksen 203 sähköä johtamattomalle alueelle. Muodostunut sähkömotorinen voima 204” on järjestetty tuottamaanThe radio-transmissive aperture 201 "provided in the low-emitting surface 103 of the present invention is arranged to receive and re-emit electromagnetic energy in a second polarization, wherein the electric field vector 308" comprising a second polarization provides an electromotive The generated electric motor force 204 ”is arranged to produce
20185031 prh 11-01-2018 resonanssipiiri yhdessä avausta kiertävän virtasilmukan 210” kanssa, joka toimii toisessa polarisaatiossa polarisoituneena keskittyneenä säteilylähteenä 303”.20185031 prh 11-01-2018 Resonance circuit with aperture current loop 210 "which serves as a polarized focused radiation source 303" in a second polarization.
Kun pintavirtavektorin 214 virtausta matalaemissiviteettipinnassa 103 tarkoituksenmukaisesti häiritään kapeilla viivamaisilla avauksilla 203 joko katkomalla tai uudelleenohjaamalla virran kulkua, aikaansaadaan sähkömotoristen voimien 204 joukko, jonka indusoimien sähkömagneettisten säteilyrintamien etenemistä hyödynnetään konstruktiiviseen interferenssiin perustuen. Tämä sähkömotoristen voimien joukko muodostaa keskittyneistä säteilylähteistä 303 koostuvan rakosäteilijäryhmän 202.When the flow of the surface current vector 214 at low emptying surface 103 is suitably disrupted by narrow linear openings 203 either by interruption or redirection of the current flow, a plurality of electromotive forces 204 are provided which are utilized to propagate electromagnetic radiation fronts. This set of electromotive forces forms a gap radiator array 202 consisting of concentrated radiation sources 303.
Tarkasteltaessa yksittäisen kapean viivamaisen avauksen 203 vaikutusta pintavirtavektoriin 214 voidaan todeta, että pintavirran indusoiman sähkökenttä15 vektorin 308 edelleen vaikuttaessa johdepinnan elektronien liikkeeseen, pintavirtavektorin 214 kulkureitti kaareutuu ja muodostaa avausta kiertävän virtasilmukan 210. Kuva 3 esittää nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon, jossa kapea viivamainen avaus 203 on orientoitu saapuvan tasoaallon 301 sähkökenttävektorin 308 suuntaan nähden ortogonaalisesti. Tämän kaltainen avaus aikaansaa kaksi symmetristä, avausta 203 kiertävää virtasilmukkaa 210, jotka kiertävät kapean viivamaisen avauksen 203 sen molemmilta puolilta.Examining the effect of a single narrow linear opening 203 on the surface current vector 214, it can be noted that while the surface current-induced electric field 15 vector 308 continues to influence the conductor surface electrons motion, the flow path 214 curves 203 is oriented orthogonally to the direction of the electric field vector 308 of the incoming planar wave 301. This type of opening provides two symmetrical current loops 210 rotating the opening 203 which rotate the narrow linear opening 203 on both sides thereof.
Kapeaa viivamaista avausta 203 kiertävä virtasilmukka 210 muodostaa yh25 dessä sähkömotorisen voiman 204 kanssa resonanssipiirin, joka mahdollistaa kapean viivamaisen avauksen toiminnan tehokkaana säteilijänä. Kapean viivamaisen avauksen 203 mitat saatetaan resonanssiin saapuvan sähkömagneettista energiaa kantavan tasoaallon 301 toimintataajuudella, jolloin kapeasta viivamaisesta avauksesta 203 muodostuu tehokkaasti säteilevä rakosä30 teilijä 207, joka uudelleensäteilee sähkömagneettisesta tasoaallosta 301 vastaanottamansa sähkömagneettisen energian.The current loop 210 circulating the narrow linear opening 203 together with the electromotive force 204 forms a resonant circuit which enables the narrow linear opening to function as an efficient radiator. The dimensions of the narrow linear opening 203 are resonated at the operating frequency of the incoming electromagnetic energy carrier plane 301, whereby the narrow linear opening 203 effectively forms a radiating slot 307 which re-radiates the electromagnetic energy received from the electromagnetic planar 301.
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Kapean apertuurin käsittämä keskittyneiden säteilylähteiden joukko koherentin aaltorintaman lähettäjänäA narrow aperture of concentrated radiation sources emitting a coherent wavefront
Rakosäteilijäryhmän 202 käsittävä radiosignaalia läpäisevä apertuuri 201 5 emittoi kapean apertuurin diffraktioon perustuvan aaltorintaman lähetyssektoriinsa 307. Radiosignaalia läpäisevän apertuurin fyysinen leveys 305 on edullisesti alle puolen aallonpituuden mittainen. Tällöin edullisesti horisontista saapuva tukiaseman lähettämä sähkömagneettisen tasoaallon 301 aaltorintama valaisee koko radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201 pinta-alan kulkiessaan enintään yhden, sopivimmin puolen aallonpituuden matkan apertuurin kohdatessaan riippumatta siitä, saapuuko sähkömagneettinen tasoaalto 301 matalaemissiviteettipinnan 103 normaalin suunnasta, vai siitä oleellisesti poikkeavasta atsimuuttikulmasta.202 comprising a radio signal transmitting aperture 201 Rakosäteilijäryhmän 5 emits a narrow aperture based on the diffraction of the wave front lähetyssektoriinsa 307. The radio signal to cross the physical width of the aperture 305 is preferably less than half a wavelength long. In this case, preferably arriving at the horizon transmitted by the base station electromagnetic plane wave 301 of the wave front illuminating the whole of a radio signal to cross the aperture 201 of the surface area of passes up to one, preferably a half-wave length distance of the aperture of the face regardless of whether or not an electromagnetic plane wave 301 matalaemissiviteettipinnan 103 normal direction or in substantially differing from the azimuthal angle.
Edellä kuvatulla ehdolla saavutetaan tilanne, jossa saapuvan tasoaallon 301 sähkökenttävektori 308 valaisee lähes samanaikaisesti ja saman vaiheisena koko radiosignaalia läpäisevän apertuurin. Tämä aikaansaa radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201 sisälle rakosäteilijäryhmän 202, jonka jokainen yksittäinen rakosäteilijä 207 käsittää samassa vaiheessa värähtelevän sähkömoto20 risen voiman 204. Kapean apertuurin käsittämä rakosäteilijäryhmä 202, jonka rakosäteilijät 207 värähtelevät samassa vaiheessa, aikaansaavat koherentin aaltorintaman 302, joka välittää sähkömagneettisen tasoaallon 301 välittämää sähkömagneettista energiaa eristyslasielementin 100 vastakkaisella puolella olevalle katvealueelle.The condition described above achieves a situation in which the electric field vector 308 of the incoming plane wave 301 illuminates the aperture through the radio signal almost simultaneously and in phase. This provides within the aperture 201 transmitting the radio signal, a gap radiator array 202 having each individual gap radiator 207 comprising an oscillating electric motor 204 in the same phase, a narrow aperture comprising an electric radiator emitting each other, in the shadow area on the opposite side of the insulating glass element 100.
Leveän apertuurin tapauksessa muodostuu yksittäisiä keskittyneitä säteilylähteitä, jotka eivät värähtele samassa vaiheessa ja joiden emittoima sähkömagneettinen säteily ei muodosta koherenttia aaltorintamaa katvealueella. Leveän apertuurin käsittämät yksittäiset rakosäteilijät värähtelevät eri vaiheissa toi30 siinsa nähden ja tästä syystä leveän apertuurin aiheuttama heijastus-ja säteilykuvio riippuu voimakkaasti sitä valaisevan sähkömagneettisen tasoaallon tulokulmasta. Tämä on tyypillinen tekninen ominaisuus esimerkiksi leveän apertuurin muodostavilla tasomaisilla taajuusselektiivisillä pinnoilla.In the case of a wide aperture, single concentrated radiation sources are formed which do not oscillate in the same phase and whose emitted electromagnetic radiation does not form a coherent wavefront in the blind spot. The individual slit radiators of the wide aperture oscillate at different stages with respect to each other, and for this reason the reflection and radiation pattern produced by the wide aperture is strongly dependent on the incident angle of the electromagnetic plane wave that illuminates it. This is a typical technical feature, for example, with flat frequency-selective surfaces forming a wide aperture.
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Nyt esillä oleva keksintö hyödyntää matalaemissiviteettipintaan 103 tasoaallosta muodostuneita pintavirtoja uusien keskittyneiden säteilylähteiden 303 muodostamiseksi siten, että säteilylähteiden emittoima sähkömagneettinen aaltorintama summautuu koherentisti matalaemissiviteettipinnan vastakkai5 sella puolella maksimaalisen leveässä horisontaalikeilassa, jonka kulma on edullisesti vähintään 90 astetta, mutta voi olla myös yli 120 astetta. Nyt esillä oleva keksintö mahdollistaa täten sähkömagneettisen signaalin kulkeutumisen matalaemissiviteettipinnan käsittävän lämpölasielementin lävitse luomalla siihen virtuaalisen apertuurin, jonka efektiivinen pinta-ala on suurempi kuin ma10 talaemissiviteettipintaan muodostetut fyysiset avaukset. Lisäksi nyt esillä olevan keksinnön mukainen eristyslasielementti 100 kykenee vastaanottamaan sähkömagneettista energiaa maksimaalisen leveästä horisontaalikeilasta tasoaallon tulosuunnan käsittämässä avaruudessa.The present invention utilizes surface currents generated by planar waves on the low-emitting surface 103 to form new concentrated radiation sources 303 such that the electromagnetic wavefront emitted by the radiation sources is coherently summed over the low-emittance surface opposite to, at least 90 The present invention thus permits the passage of an electromagnetic signal through a thermo-glass element having a low-emitting surface, by creating therein a virtual aperture having an effective surface area larger than the physical openings formed on the ma10-surface. In addition, the insulating glass element 100 of the present invention is capable of receiving electromagnetic energy from a maximum wide horizontal beam in space comprised by a plane wave.
Kuvat 3a ja 3b esittävät erästä esimerkkiä kapean apertuurin käsittämän keskittyneiden säteilylähteiden joukon aiheuttamasta koherentista aaltorintamasta, jossa mainittu apertuuri on järjestetty rakennustarvikkeen 110 yhteyteen.Figures 3a and 3b show an example of a coherent wavefront generated by a plurality of concentrated radiation sources comprising a narrow aperture, wherein said aperture is arranged in conjunction with Building Material 110.
Kuva 3a esittää ylhäältä päin katsottuna tilannetta, jossa koherentti aaltorintama 301 saapuu eristyslasielementin 100 ulommaisen lasilevyn 102 pintaan, jonka ulkopinnassa olevaan matalaemissiviteettipintaan 103 on muodostettu viivamaisia avauksia 203. Nämä avaukset muodostavat keskittyneitä säteilylähteitä 303, joiden avulla aaltorintaman 301 sähkömagneettista energiaa siir25 retään lasilevyn 102 toiselle puolelle ja joista sähkömagneettista energiaa säteilee huonetilan puolelle muodostuvana koherenttina aaltorintamana 302. Kuva 3b esittää kuvan 3a tilannetta sivulta päin katsottuna. Siitä voidaan havaita, että pystysuunnassa aaltorintama 302 leviää olennaisesti vähintään ikkunan korkuisena, mutta käytännössä on tässäkin suunnassa hyvin laaja ja kattaa olennaisesti koko huoneen korkeussuunnassa, erityisesti kauempana eristyslasielementistä 100.Fig. 3a is a top plan view of a coherent wavefront 301 arriving at the surface of an outer glass sheet 102 of insulating glass element 100 having an outer surface of low emptying surface 103 formed with linear apertures 203. These apertures form a central and from which the electromagnetic energy is emitted as a coherent wave front 302 formed on the side of the room. Figure 3b shows a side view of the situation of figure 3a. It can be seen that in the vertical direction the wavefront 302 spreads substantially at least at the height of the window, but in practice also in this direction is very wide and covers substantially the entire room in height, especially away from the insulating glass element 100.
Keskittyneen säteilylähteen 303 emittoima uudelleenohjattu aalto 304 muodostaa verkkopeiton eristyslasielementin 100 luomalle katvealueelle.The redirected wave 304 emitted by the central radiation source 303 forms a mesh over the shadow area created by the insulating glass element 100.
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Saapuvan sähkömagneettisen aallon energian vastaanottoja uudelleensäteily usean keskittyneen säteilylähteen 303 kautta toteutetaan tarkoin asemoiduilla kapeilla viivamaisilla avauksilla matalaemissiviteettipinnassa. Yllä kuvatun mukaisesti, saapuva sähkömagneettinen aalto luo sähköisesti johtavaan pin5 noitteeseen pintavirtoja. Pintavirtojen kulkusuunta johteessa määräytyy saapuvan aallon magneettikenttävektoriin nähden kohtisuorassa suunnassa. Kun muodostuneiden pintavirtojen kulkusuuntaa häiritään kapeilla viivamaisilla avauksilla 203 matalaemissiviteettipinnassa, pintavirta kiertää muodostettua avausta sen reunoja myötäillen ja luoden resonanssipiirin yhdessä kapean vii10 vamaisen avauksen 203 ylitse vaikuttavan sähkömotorisen voiman 204 kanssa.The energy reception of the incoming electromagnetic wave by multiple irradiation by multiple concentrated radiation sources 303 is accomplished by carefully positioned narrow linear openings in the low emitting surface. As described above, an incoming electromagnetic wave generates surface currents on the electrically conductive pin5. The direction of the surface currents in the conductor is determined in a direction perpendicular to the magnetic field vector of the incoming wave. When the direction of the formed surface currents is disturbed by narrow linear apertures 203 in the low-emitting sidewall surface, the surface current rotates the formed aperture along its edges and creates a resonant circuit along with an electromotive force 204 acting over the narrow vii10 handicap opening 203.
Nyt esillä olevan keksinnön mukainen rakennustarvike 110 voi käsittää yksittäisen radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201, joka on järjestetty toimimaan yhdessä tai useammassa polarisaatiossa yhdellä tai useammalla taajuusalueella. Rakennustarvike 110 voi myöskin käsittää useampia radiosignaalia läpäiseviä apertuureja, joiden polarisaatiot tai toimintataajuudet voivat keskenään poiketa toisistaan. Nyt esillä olevilla rakennustarvikkeilla voidaan lisäksi toteuttaa seinä- tai julkisivurakenteita, jotka käsittävät useita mainittuja radio20 signaaleita läpäiseviä apertuureja 201, jossa mainittujen apertuurien välimatka on järjestetty edullisesti alle kymmenen metrin mittaiseksi. Eräitä edullisia välimatkoja mainittujen apertuurien välillä voivat olla myöskin esimerkiksi 2-5 metriä, tai 1-2 metriä, jolloin yksittäisten apertuurien toiminnan välille voidaan järjestää isolaatio halutun toiminnan varmistamiseksi.The building material 110 of the present invention may comprise a single radio-transmitting aperture 201 arranged to operate in one or more polarizations in one or more frequency bands. The building material 110 may also comprise a plurality of radio-transmitting apertures, the polarizations or operating frequencies of which may differ from each other. In addition, the present building materials can be used to implement wall or facade structures comprising a plurality of said apertures 201 transmitting radio20 signals, wherein said apertures are preferably spaced less than ten meters in length. Some advantageous distances between said apertures can also be, for example, 2 to 5 meters, or 1 to 2 meters, whereby isolation can be provided between the individual apertures to ensure the desired function.
Koherentti vastaanotto ja lähetys useasta rakosäteilijästäCoherent reception and transmission from multiple slot radiators
On tunnettua, että passiivisten toistimien hyötysuhde on heikko. Tähän vaikuttavia tekijöitä ovat esimerkiksi antennien välisessä kaapeloinnissa tapahtuva lämpöhukka, sekä antennielementistä emittoidun sähkömagneettisen energian nopea vaimeneminen etäisyyden funktiona. Tätä toistimen hyötysuhdetta voidaan parantaa yksittäisissä suunnissa käyttämällä suuntaavia harava-antenneja, jolloin antennin vahvistuksella saavutetaan parantunut hyötysuhde kapeassa sektorissa. Tällaisen toistimen ongelmana on kuitenkin se, että senIt is known that the efficiency of passive repeaters is poor. Factors contributing to this include heat loss in cabling between antennas and rapid attenuation of the electromagnetic energy emitted from the antenna element as a function of distance. This repeater efficiency can be improved in individual directions by using directional rake antennas, whereby antenna gain achieves improved efficiency in a narrow sector. The problem with such a repeater, however, is that its
20185031 prh 11-01-2018 käsittämät harava-antennit, kuten esimerkiksi Yagi-antenni, täytyy suuntia yksittäiseen tukiasemaan. Kapean antennikeilan omaavat harava-antennit eivät vastaanota signaalia tehokkaasti sivusuunnista.20185031 prh 11-01-2018 Rake antennas, such as the Yagi antenna, must be pointing to a single base station. Rare antennas with narrow antenna beams do not receive signals efficiently from the side.
Nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti, matalaemissiviteettipintaan 103 järjestetyn kapean radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201 muodostamalla diffraktiokuviolla aikaansaadulla horisontaalisesti leveällä vastaanotto-ja säteilykeilalla saavutetaan etuja suunnittaviin kapeakeilaisiin antenneihin nähden.According to a preferred embodiment of the present invention, the horizontally wide reception and radiation beam provided by the diffraction pattern formed by the narrow radio-transmitting aperture 201 provided on the low-emitting surface 103 provides advantages over the designing narrow-band antennas.
Nyt esillä olevan keksinnön eräänä tarkoituksena on tehostaa passiivisena signaalia välittävänä järjestelmänä toimivan rakennustarvikkeen 110 hyötysuhdetta sähkömagneettisten aaltojen energian tarkoituksenmukaisella ohjauksella rakennustarvikkeen muodostamalla katvealueella, jossa matalaemissiviteettipintaan 103 on järjestetty avaus 203 sähkömagneettisen signaalin kulun rakennustarvikkeen läpi tehostamiseksi. Mainittu sähkömagneettinen signaali käsittää saapuvan tasoaallon 301, ja mainittu rakennustarvikkeen läpäissyt sähkömagneettinen signaali käsittää uudelleenohjatun aallon 304.It is an object of the present invention to enhance the efficiency of the building material 110 acting as a passive signal transmission system by appropriate control of the energy of the electromagnetic waves in the building material shaded area where an opening 203 is provided for low electromagnetic signal flow through the building material. Said electromagnetic signal comprises an incoming plane wave 301, and said building material passed electromagnetic signal comprises a redirected wave 304.
Edellä kuvatun kapean apertuurin muodostaman horisontaalisesti leveän vas20 taanotto-ja säteilykeilan lisäksi nyt esillä olevan keksinnön eräs edullinen piirre on hyötysuhteen kasvattaminen horisontaalisesti leveässä keilassa siten, että matalaemissiviteettipintaan 103 muodostetaan edullisesti vertikaalisessa suunnassa useita keskittyneitä säteilylähteitä 303, joiden emittoimien uudelleenohjattujen aaltojen 304 käsittämät sähkökenttävektorit summautuvat sa25 massa vaiheessa rakennustarvikkeen 110 muodostamalla katvealueella. Mainittu samassa vaiheessa summautuneiden sähkömagneettisten aaltojen muodostama uudelleenohjatun aallon 304 aaltorintama tunnetaan koherenttina aaltorintamana 302.In addition to the horizontally wide receiving and radiation beam formed by the narrow aperture described above, another advantageous feature of the present invention is to increase the efficiency in a horizontally wide beam such that a plurality of focused in the shaded area formed by Building Material 110. Said wavefront of the redirected wave 304 formed by summed electromagnetic waves in the same step is known as coherent wavefront 302.
Mainitun koherentin aaltorintaman 302 käsittämien uudelleenohjattujen aaltojen 304 muodostavat keskittyneet säteilylähteet 303 voidaan järjestää edullisesti alle aallonpituuden etäisyydelle toisistaan edullisesti vertikaalisessa jonossa, jossa jono voi olla joko suora tai mutkitteleva. Jonossa vierekkäisten keskittyneiden säteilylähteiden 303 etäisyyden kasvaessa toimintataajuudenThe concentrated radiation sources 303 constituting the redirected waves 304 comprised by said coherent wavefront 302 may be arranged preferably at less than a wavelength distance apart, preferably in a vertical queue in which the queue can be either straight or meandering. In the queue, as the distance of adjacent focused radiation sources 303 increases, the operating frequency increases
20185031 prh 11-01-2018 aallonpituutta suuremmaksi, muodostetussa säteilykeilassa ilmenevien sivukeilojen määrä kasvaa, jolloin osa hyötysuuntaan lähetettäväksi tarkoitetusta sähkömagneettisesta energiasta menetetään ei-haluttuihin suuntiin. Mainittujen keskittyneiden säteilylähteiden muodostama pystysuuntainen jono voidaan järjestää edullisesti yli toimintataajuuden aallonpituuden mittaiseksi, jolloin saavutetaan muodostetun säteily- ja vastaanottokeilan vahvistuksen kasvua hyötysuunnissa.20185031 prh 11-01-2018 The number of lateral beams occurring at a wavelength greater than the wavelength of the formed radiation beam is increased, thereby losing some of the electromagnetic energy to be transmitted in the desired direction in undesired directions. Advantageously, the vertical array formed by said concentrated radiation sources can be arranged over the operating frequency to a wavelength, whereby an increase in the generated radiation and reception beam gain in the directions of use is achieved.
Kuva 4 esittää nyt esillä olevan keksinnön mukaisen rakennustarvikkeen 110 10 erään edullisen suoritusmuodon, jossa mainittu rakennustarvike käsittää ainakin yhden sähköä johtavan matalaemissiviteettipinnan 103, johon on järjestetty avaus 203 sähkömagneettisen signaalin kulun rakennustarvikkeen läpi tehostamiseksi ja jonka avauksen sähkönjohtavuus on olennaisesti pienempi kuin matalaemissiviteettipinnan 103. Lisäksi mainitun matalaemissiviteettipintaanFigure 4 illustrates a preferred embodiment of the Building Material 110 10 of the present invention, wherein said building material comprises at least one electrically conductive low level surface 103 having an opening 203 for enhancing the passage of the electromagnetic signal through the Building Material and having an electrical conductivity substantially lower than matalaemissiviteettipintaan
103 järjestetyn avauksen 203 reuna muodostaa ainakin yhden suljetun reunakäyrän 223, ja mainittu avaus 203 määrittää suljetun verhokäyrän 224 siten, että mainittu avaus 203 on suljetun verhokäyrän 224 sisäpuolella ja jonka suljetun verhokäyrän 224 rajaaman alueen pinta-ala on olennaisesti suurempi kuin suljetun verhokäyrän 224 sisäpuolisen avauksen 203 pinta-ala ja pituus olennaisesti pienempi kuin suljetun reunakäyrän 223 pituus, jolloin on muodostunut ainakin yksi suljetun verhokäyrän 224 rajaaman alueen sisäpuolinen matalaemissiviteettipinnan 103 alue 231, jonka kohdalla suljettu verhokäyrä 224 ei ole yhtenevä reunakäyrän 223 kanssa.103, the periphery of the arranged opening 203 forms at least one closed edge curve 223, and said opening 203 defines a closed envelope 224 such that said opening 203 is within the closed envelope 224 and has an area substantially larger than the closed envelope 224. The surface area and the length 203 are substantially smaller than the length of the closed edge curve 223, thereby forming at least one area 231 of the low curvature surface 103 within the area delimited by the closed curve 224, where the closed curve 224 does not coincide with the edge curve 223.
Kuvan 4 esimerkissä matalaemissiviteettipintaan 103 on järjestetty vähintään kaksi mainittua rakosäteilijää 207 käsittävä rakosäteilijäryhmä 202 radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201 muodostamiseksi, jossa mainitut rakosäteilijät 207 on järjestetty muodostamaan ainakin mainitun ensimmäisen polarisaation suuntaisen sähkökenttävektorin emittoivat keskittyneet säteilylähteet 303, ja jossa mainittu radiosignaalia läpäisevä apertuuri 201 määrittelee rakennustarvikkeeseen 110 alueen, jota rajaa suljettu käyrä 230, jossa mainittu radiosignaalia läpäisevä apertuuri 201 on mainitun suljetun käyrän 230 sisäpuolella ja jonka suljetun käyrän 230 rajaaman alueen pinta-ala on olennaisesti pienempi kuin matalaemissiviteettipintaa 103 rajaavan suljetun reunakäyrän 227 rajaaman alueen pinta-ala.In the example of FIG. delimited by a closed curve 230, wherein said radio-transmitting aperture 201 is within said closed curve 230 and having a surface area defined by a closed curve 230 that is substantially smaller than an area defined by a closed edge curve 227 delimiting a low edge surface 103.
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Kuvan 4 esimerkissä matalaemissiviteettipintaan 103 on järjestetty myös lisäksi vähintään kaksi mainittua rakosäteilijää 207 käsittävä avaus 203, jossa mainittu avaus 203 on järjestetty muodostamaan ainakin yksi matalaemissiviteettipintaan 103 muodostuvan pintavirran napoina toimiva positiivinen 208 ja negatiivinen (209) varausjakauma toisessa polarisaatiossa värähtelevän, rakennustarvikkeen 110 kohtaavan sähkömagneettisen signaalin vaikutuksesta, sekä avauksen 203 sisäpuolinen, sen kahden reunan välinen toisessa polarisaatiossa värähtelevä sähkökenttävektori, joka yhdessä mainitun matalaemissiviteettipintaan 103 muodostuneen pintavirran kanssa muodostaa resonans10 sipiirin sähkömagneettisen signaalin kulkua rakennustarvikkeen läpi tehostavan keskittyneenä säteilylähteenä 303 toisessa polarisaatiossa toimivan rakosäteilijän 207 muodostamiseksi, jossa ensimmäinen ja toinen polarisaatio ovat keskenään ristikkäiset.In the example of Fig. 4, a low-emissivity surface 103 is further provided with an opening 203 comprising at least two of said gap radiators 207, wherein said opening 203 is arranged to form at least one positive 208 and negative and the inner field 203 of the opening 203 oscillating in a second polarization between its two edges, which, together with said surface current formed on the low-emitting surface 103, forms a resonant 10 crossbones.
Mainitun radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201 rajaavan suljetun käyrän 230 käsittämän alueen leveys 305’ ensimmäisessä polarisaatiossa voidaan järjestää edullisesti alle toimintataajuuden aallonpituuden mittaiseksi. Vastaavasti mainitun radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201 rajaavan suljetun käyrän 230 käsittämän alueen leveys 305” toisessa polarisaatiossa voidaan jär20 jestää edullisesti alle toimintataajuuden aallonpituuden mittaiseksi.The width 305 'of the area 305' enclosed by the closed aperture 201 defining said radio-transmitting aperture 201 may advantageously be arranged below the operating frequency to a wavelength. Correspondingly, the width 305 "of the region of the closed curve 230 defined by said radio-transmitting aperture 201 may advantageously be arranged below the operating frequency to a wavelength.
Kuva 4 esittää nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti rakennustarvikkeen 110 käsittämään matalaemissiviteettipintaan 103 järjestettyä rakosäteilijäryhmää 202, jossa matalaemissiviteettipintaanFig. 4 illustrates, in accordance with a preferred embodiment of the present invention, a gap radiator array 202 provided with a low emptying surface 103 of a building material 110 with a low emptying surface
103 on muodostettu useita kapeita, X-akselin suunnassa määritellyltä leveydeltään edullisesti alle puolen aallonpituuden mittaisia radiosignaalia läpäiseviä apertuureja 201’ usealla keskittyneenä säteilylähteenä 303’ toimivalla rakosäteilijällä 207. Rakosäteilijät käsittävät +45 asteen ja -45 asteen polarisaatiot ja ovat lineaarisesti polarisoituja. Rakosäteilijät 207 ovat siis 90 asteen kul30 massa toisiinsa nähden. Kun aaltorintama saapuu nuolen 301’ osoittamasta suunnasta, jolloin sähkökenttä värähtelee nuolten 308’ suunnassa, eli aaltorintaman etenemissuuntaan nähden kohtisuorassa suunnassa, sähkökenttä aikaansaa aaltorintaman kulkusuunnassa avautuvan avauksen reunoille sähkökentän. Avauksen toinen pää on oikosuljettu, jolloin sen läheisyyteen muo35103 is formed with a plurality of narrow, the X-axis direction of the width of the specified length is preferably less than the radio signal wavelength side of the permeable apertures 201 ', a plurality of focused radiation source 303' a working slot radiator 207. The slot radiators comprise 45 degree and -45 degree polarizations and are linearly polarized. Slit radiators 207 thus have a mass of 90 degrees relative to each other. When the wave front arrives at the direction of the arrow 301 'indicated by the direction in which the electric field oscillates in the direction of arrows 308' with respect to the direction of propagation of the wavefront that is perpendicular to the direction of the electric field causes the opening of the opening direction of travel of the wavefront along the edges of the electric field. The other end of the opening is short-circuited, thus forming a proximity to it35
20185031 prh 11-01-2018 dostuu avauksen kiertävä virtasilmukka 210’. Nuolet 214’ kuvaavat tämän sähkökentän matalaemissiviteettipintaan 103 aikaansaamaa pintavirtavektoria kauempana rakosäteilijöistä. Vastaavasti nuolen 301” osoittamasta suunnasta saapuvan aaltorintaman sähkökenttä värähtelee nuolten 308” suunnassa, tämä sähkökenttä aikaansaa aaltorintaman kulkusuunnassa avautuvan avauksen reunoille sähkökentän. Tämä avaus on edelliseen avaukseen nähden kohtisuorassa suunnassa oleva avaus, jonka toinen pää on oikosuljettu. Tällöin tämän toisen avauksen läheisyyteen muodostuu avauksen kiertävä virtasilmukka 210”. Nuolet 214” kuvaavat tämän toisen sähkökentän matala10 emissiviteettipintaan 103 aikaansaamaa pintavirtavektoria kauempana rakosäteilijöistä.20185031 prh 11-01-2018 An opening circulating current loop 210 'is provided. Arrows 214 'illustrate the surface current vector generated by this electric field on the low-emitting surface 103 further away from the slot radiators. Similarly, arrow 301 "indicated by the incoming wave front in the direction of the electric field oscillates in the direction of arrows 308 'direction, the electric field causes the opening of the opening direction of travel of the wavefront along the edges of the electric field. This opening is an opening perpendicular to the previous opening with one end short-circuited. Thereby a current loop 210 "is formed in the vicinity of this second opening. The arrows 214 "depict the surface current vector generated by the low 10 emissivity surface 103 of this second electric field, away from the gap radiators.
Molemmissa edellä kuvatuissa tilanteissa yksittäisten rakosäteilijöiden 207 muodostama keskittyneiden säteilylähteiden 303 ryhmä muodostaa saapuvan tasoaallon 301’, 301 ” sähkömagneettisesta energiasta muodostetun koherentin aaltorintaman rakennustarvikkeen 110 rakennuksen sisäpuoliseen tilaan muodostuneelle katvealueelle.In both of the above situations, a group of concentrated radiation sources 303 formed by individual slit radiators 207 forms an incoming plane wave 301 ', 301' of coherent wavefront formed of electromagnetic energy in the space inside the building material 110 building.
Kuvan 4 rakenteessa matalaemissiviteettipintaan 103 on muodostettu useita kapeita, leveydeltään edullisesti alle puolen aallonpituuden mittaisia radiosignaalia läpäiseviä apertuureja. Nämä apertuurit 201 käsittävät avauksia 203, jossa avaukset 203 kiertyvät matalaemissiviteettipinnassa 103 siten, että kunkin avauksen avoimet päät ovat lähellä toisiaan ja niiden välissä on kapea johtava alue. Vierekkäisten rakosäteilijöiden avaukset ovat toisiinsa nähden 45 asteen kulmassa, jolloin nämä rakosäteilijät käsittävät +45 asteen ja -45 asteen polarisaatiot ja ovat lineaarisesti polarisoituja. Sisä- ja ulkopuolen matalaemissiviteettipinnan 103 oikosulku eli em. kapea alue pakottaa sähkökentän nollakohdan noihin nurkkiin. Tämä vaikuttaa kaistanleveyttä laajentavasti. Avaukset toimivat keskittyneinä säteilylähteinä 303’. Se, kumpaa polarisaa30 tiota avaus pystyy vastaanottamaan ja edelleen säteilemään, riippuu saapuvan aaltorintaman sähkökentän suunnasta suhteessa avauksessa olevan oikosulun sijaintiin, eli siihen, miten sähkökenttä muodostuu avauksen ympärille. Kun aaltorintama käsittää avauksen polarisaation mukaisesti orientoidun sähkökenttävektorin, avaus 203 aktivoituu keskittyneenä säteilylähteenä 303, jokaThe structure of the 4 matalaemissiviteettipintaan 103 is formed with a plurality of narrow, having a width preferably less than a half-scale radio signal wavelength permeable apertures. These apertures 201 comprise apertures 203 in which apertures 203 rotate in the low-emptying surface 103 such that the open ends of each aperture are close to each other and have a narrow conductive region between them. The openings of adjacent gap radiators are at an angle of 45 degrees to each other, whereby these gap radiators have +45 degree and -45 degree polarizations and are linearly polarized. The inner and outer half 103 matalaemissiviteettipinnan a short circuit effect. Narrow range of force of the electric field zero in those corners. This expands the bandwidth. The openings serve as concentrated radiation sources 303 '. Which polarization30 the aperture is capable of receiving and further emitting depends on the direction of the electric field of the incoming wavefront relative to the location of the short circuit in the aperture, i.e. how the electric field is formed around the aperture. When the wavefront comprises an electric field vector oriented in accordance with the polarization of the opening, the opening 203 is activated as a concentrated radiation source 303 which
20185031 prh 11-01-2018 on polarisoitunut sitä valaisevan sähkökenttävektorin 308 mukaisesti. Sen sijaan tähän suuntaan nähden kohtisuorassa suunnassa polarisoitunut sähkökenttä ei aikaansaa vastaavaa sähkökenttää avauksen ympärille.20185031 prh 11-01-2018 is polarized according to the electric field vector 308 illuminating it. Instead, an electric field polarized perpendicular to this direction does not provide a corresponding electric field around the opening.
Kapean viivamaisen avauksen järjestäminenArranging a narrow, linear opening
Kapea viivamainen avaus matalaemissiviteettipinnassa 203 voidaan määritellä avauksena matalaemissiviteettipinnan sähköä johtavassa pinnassa, jossa avaus sähköä johtavassa pinnassa aiheuttaa oleellisen sähkönjohtavuuden heikkenemisen avauksen käsittämällä alueella ja jossa avaus käsittää reunakäyrän, jossa avausta vähintään kahdella reunalla määrittävien reunakäyrän osien välinen välimatka on oleellisesti pienempi kuin jossain muussa suunnassa valitut kaksi reunakäyrän osiota. Esimerkinomaisesti, mutta ei poissulkevasti voidaan mainita, että kapean viivamaisen avauksen leveys voi olla esi15 merkiksi 10-100 um ja pituus esimerkiksi 20-50 mm. Kapean viivamaisen avauksen leveys voi olla myöskin esimerkiksi 0,5-2 mm. Lisäksi eräillä mekaanisilla välineillä kapean viivamaisen avauksen leveys voi olla 5-10 mm.A narrow linear opening in a low-emptying surface 203 may be defined as an opening in a low-emitting surface of an electrically conductive surface wherein the opening in the electrically conductive surface causes substantial loss of electrical conductivity in the opening region border section. By way of example, but not exclusively, it may be mentioned that the narrow linear opening may, for example, be 10-100 µm wide and 20-50 mm long, for example. The width of the narrow linear opening may also be 0.5 to 2 mm, for example. In addition, some mechanical means may have a narrow linear opening width of 5 to 10 mm.
Geometriassa pisteellä tarkoitetaan suuretta, jolla on paikka, mutta ei ulottu20 vuutta. Kun matalaemissivitettipintaan 103 muodostetaan sähköä johtamaton fyysinen piste, kuten esimerkiksi kapealla jyrsimen terällä, tai pulssilaserin yksittäisellä impulssilla, muodostuu pintaan sähköä johtamaton alue, jolla on käytännössä tulkittavissa oleva pinta-ala, sekä kehä. Esimerkiksi pulssilaserilla tuotettu yksittäinen piste voi olla halkaisijaltaan mikrometrien tai kymmenien mikrometrien suuruusluokkaa, tai pienempi, riippuen käytettävästä tekniikasta, kuten femtolaser tai nanolaser.In geometry, a point is a quantity that has a place but does not extend20. When a non-conductive physical point, such as a narrow cutter blade, or a single pulse laser pulse is formed on the shallow side surface 103, a non-conductive area with a practically interpretable surface and a periphery is formed. For example, a single point produced by a pulsed laser may be of the order of micrometers or tens of micrometers in diameter, or less, depending on the technique used, such as a femtolaser or a nano laser.
Avaruudessa liikkuva piste muodostaa viivan. Viiva voi olla joko suora, tai se voi olla mutkiteleva tai kaareutuva, tai useammasta suorasta osiosta koostuva murtoviiva. Viivalla voi olla alku- ja loppupiste, tai se voi muodostaa suljetun kehän, jonka muoto voi olla mielivaltainen. Tällaisen mielivaltaisen suljetun kehän erikoistapauksia ovat esimerkiksi ympyrä, soikio, neliö, suorakaide, kolmio, sekä monikulmiot. Viiva voi myös leikata itsensä.A point moving in space forms a line. The line may be either straight, or it may be meandering or curved, or a broken line consisting of several straight sections. The line may have a start and end point, or it may form a closed circle of arbitrary shape. Special cases of such an arbitrary closed circle include, for example, a circle, an oval, a square, a rectangle, a triangle, and polygons. The line can also cut itself.
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Vektoreista koostuvalla viivalla tai viivojen yhdistelmällä voidaan ohjata laitetta matalaemissiviteettipinnan 103 avauksen 203 järjestämiseksi. Esimerkiksi jyrsimen tai pulssilaserin polttopisteen kulkureittiä voidaan ohjata viivamaisella kulkureitillä, kuten myöskin kemiallista tai muuta mahdollista kontaktitonta et5 saus- tai poistomenetelmää varten järjestettävää menetelmää tai laitetta. Vastaavanlaisella ohjauksella voidaan estää johdepinnan muodostumista halutuille alueille ennen matalaemissiviteettipinnan 103 järjestämistä rakennustarvikkeeseen 110.A line or combination of lines may be used to control the device to provide the opening 203 of the low-ejection surface 103. For example, the focal path of the milling or pulsed laser focal point may be guided by a linear path, as may a chemical or other method or device provided for a contactless et5 dry or removal process. Similar control can prevent the conductive surface from forming in the desired areas prior to providing the low-level surface 103 with the building material 110.
Avaruudessa liikkuva fyysinen piste, kuten esimerkiksi laserin polttopiste, käsittää myös kehän ja pinta-alan. Esimerkinomaisesti, mutta ei poissulkevasti voidaan mainita kehän halkaisijaksi 100 um. Kun esimerkinomainen fyysinen piste liikkuu pitkin matalaemissiviteettipintaa 103, se määrittelee siihen kapean viivamaisen avauksen 203. Avauksella on suljettu reunakäyrä 223, sekä tä15 män rajaama pinta-ala. Avauksen 203 käsittämä rakosäteilijä 207 voi sijaita suljetun reunakäyrän 223 sisäpuolella. Avauksen 203 käsittämä rakosäteilijä 207 voi sijaita myös suljetun reunakäyrän 223 ulkopuolella, mikäli mainittu suljettu reunakäyrä muodostaa matalaemissiviteettipintaa 103 rajaavan suljetun reunakäyrän 227 kanssa yhtenäisen reunakäyrän.A physical point moving in space, such as a laser focal point, also includes a circumference and a surface. By way of example, but not exclusively, a circumference of 100 µm may be mentioned. As the exemplary physical point moves along the low ejection surface 103, it defines a narrow linear opening 203. The opening has a closed edge curve 223, as well as the area delimited by it. Slit radiator 207 comprising opening 203 may be located inside closed edge curve 223. Slit radiator 207 comprising aperture 203 may also be located outside closed edge curve 223 if said closed edge curve forms a boundary curve 227 defining a low edge surface 103.
Suoran viivan, kuten esimerkiksi laserilla matalaemissiviteettipintaan 103 poltetun avauksen 203 kaksi vastakkaista reunaa ovat yleisimmin yhdensuuntaiset, ja ne määrittävät suorakaiteen muotoisen avauksen, mikäli reunojen pyöristymistä ei erikseen huomioida. Avauksen 203 kahden vastakkaisen reunan ei kuitenkaan tarvitse olla yhdensuuntaiset tai samanmuotoiset, vaan ne voivat olla mielivaltaisia. Esimerkiksi suoraa reunakäyrän osiota avauksen vastakkaisella puolella sijaitseva reunakäyrän osio voi olla kaareva, mutkiteleva, tai esimerkiksi sahalaitainen. Tällöin avauksen 203 sähköä johtamattoman alueen leveys voi vaihdella sen eri osioissa. Avauksella 203 voi olla useitakin reuna30 käyriä, kuten esimerkiksi Y- tai T-kirjaimen muotoisilla avauksilla, jotka leikkaavat matalaemissiviteettipintaa reunalta toiselle.The two opposite edges of a straight line, such as a laser-etched opening 203 on a low-emptying surface 103, are generally parallel and define a rectangular opening if the rounding of the edges is not specifically considered. However, the two opposite edges of the opening 203 need not be parallel or identical, but may be arbitrary. For example, the straight edge portion on the opposite side of the opening may be curved, meandering, or, for example, serrated. Thus, the width of the electrically non-conducting region of opening 203 may vary in different sections thereof. The opening 203 may have a plurality of edge curves, such as Y or T-shaped openings that intersect the low edge surface from one edge to another.
Sähköä johtamattomalla alueella tässä yhteydessä tarkoitetaan sähköä oleellisesti johtamatonta aluetta. Rajausta täydellisen sähkönjohteen ja täydellisenIn this context, a non-conductive area refers to a substantially non-conductive area. Delimit the perfect conductor and the perfect
20185031 prh 11-01-2018 eristeen välillä ei todellisuudessa ole olemassa, koska lähes kaikille materiaaleilla on tulkittavissa jokin sähkönjohtavuus, vaikka se olisi erittäin vähäinen. Käytännössä esimerkiksi kupari, hopea, alumiini, sekä selektiivipinnat, joiden pintaresistanssi on alle 400 Ω/neliö, ovat tulkittavissa johteiksi, kun taas esi5 merkiksi puu, PVC, ja lasi tunnetaan tyypillisinä sähköä johtamattomia eristeinä. Selektiivipinta, jonka pintaresistanssi on yli 100 Ω/neliö, on todellisuudessa kuitenkin jo heikosti toimiva johde, johon muodostetuilla antenneilla on jo erityisen heikko säteilyhyötysuhde, kun taas esimerkiksi 1-10 Ω/neliö pintaresistanssin omaavista selektiivipinnoista voidaan muodostaa käytännössä kohtalaisella hyötysuhteella toimivia antenneja ja alle 100 m Ω/neliö pintaresistanssin omaavista selektiivikalvoista saadaan jo hyviä antenneita. Pintaresistanssin ollessa lähellä vapaan tilan aaltoimpedanssia, johdepinta käyttäytyy jo tasomaisen vastuksen tavoin, jolloin se muuttaa sähkömagneettisen signaalin energiaa tehokkaasti lämmöksi.20185031 prh 11-01-2018 There is no real difference between the insulation because almost all materials have some electrical conductivity, even if very low. In practice, for example, copper, silver, aluminum, and selective surfaces with a surface resistance of less than 400 Ω / square can be interpreted as conductors, whereas, for example, wood, PVC, and glass are known as typical non-conductive insulators. However, a selective surface with a surface resistance of more than 100 Ω / square is in fact already a poorly conductive conductor, the antennas formed having a particularly low radiation efficiency, whereas for example, 1-10 Ω / square surface resistive selective surfaces can be formed m Ω / square of surface resistive selective films already provide good antennas. When the surface resistance is close to the wave impedance of the free space, the conductor surface already behaves like a planar resistor, whereby it effectively converts the energy of the electromagnetic signal into heat.
Avaus 203 matalaemissiviteettipinnassa 103 voidaan määritellä avauksena matalaemissiviteettipinnan sähköä johtavassa pinnassa, jossa mainittu avaus aiheuttaa oleellisen sähkönjohtavuuden heikkenemisen avauksen käsittämällä alueella, ja jossa avaus 203 käsittää suljetun reunakäyrän 223, jossa avausta vähintään kahdella reunalla määrittävien reunakäyrän osioiden välinen välimatka on oleellisesti pienempi, kuin jossain muussa suunnassa valitut kaksi reunakäyrän osiota. Esimerkinomaisesti, mutta ei poissulkevasti mainitaan, että kapean viivamaisen avauksen leveys voi olla esimerkiksi 10-100 um ja pituus esimerkiksi 20-50 mm. Kapean viivamaisen avauksen leveys voi olla myöskin esimerkiksi 0,5-2 mm. Lisäksi eräillä mekaanisilla välineillä kapean viivamaisen avauksen leveys voi olla 5-10 mm.The opening 203 in the low-ejection surface 103 may be defined as an opening in the electrically conductive surface of the low-ejection surface wherein said opening causes substantial loss of electrical conductivity within the opening region, and wherein the opening 203 comprises a closed two sections of the boundary curve selected. It is mentioned by way of example, but not exclusively, that the narrow linear opening can be, for example, 10 to 100 µm wide and 20 to 50 mm long, for example. The width of the narrow linear opening may also be 0.5 to 2 mm, for example. In addition, some mechanical means may have a narrow linear opening width of 5 to 10 mm.
Nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen avaus 203 järjestetään radiosignaalia läpäiseväksi apertuuriksi siten, että avaus jär30 jestetään mutkittelevaksi tai kaareutuvaksi muodoksi, joka muodostaa häiriön matalaemissivitettipintaan 103 muodostuneiden pintavirtavektorien 214 virtaukselle, ja jossa matalaemissiviteettipintaan 103 järjestetyn avauksen 203 reuna muodostaa ainakin yhden suljetun reunakäyrän 223, ja että mainittu avaus 203 määrittää suljetun verhokäyrän 224 siten, että mainittu avaus 203 on suljetun verhokäyrän 224 sisäpuolella ja jonka suljetun verhokäyrän 224An opening 203 according to a preferred embodiment of the present invention is arranged as a radio-transmissive aperture such that the opening is curved or curved, which interferes with the flow of the surface current vectors 214 formed on and that said aperture 203 defines a closed envelope 224 such that said aperture 203 is inside a closed envelope 224 and has a closed envelope 224.
20185031 prh 11-01-2018 rajaaman alueen pinta-ala on olennaisesti suurempi kuin suljetun verhokäyrän 224 sisäpuolisen avauksen 203 pinta-ala ja pituus olennaisesti pienempi kuin suljetun reunakäyrän 223 pituus, jolloin on muodostunut ainakin yksi suljetun verhokäyrän 224 rajaaman alueen sisäpuolinen matalaemissiviteettipinnan20185031 prh 11-01-2018 The surface area of the bounded curve 224 is substantially larger than the area and length of the inner opening 203 of the closed curve 224, substantially less than the length of the closed boundary curve 223, thereby forming at least one
103 alue 231, jonka kohdalla suljettu verhokäyrä 224 ei ole yhtenevä reunakäyrän 223 kanssa.103 region 231, at which closed envelope 224 does not coincide with edge curve 223.
Kapea viivamainen avaus voidaan toteuttaa millä tahansa ao. tarkoitukseen soveltuvalla menetelmällä, mutta tavanomaisia tapoja ovat mekaaninen työs10 täminen, kuten esimerkiksi hiominen. Muita tapoja ovat esimerkiksi laserointi tai jokin kemikaalinen tapa kuten etsaus, jolla heikennetään sähköä johtavan pinnoitteen sähkönjohtavuutta oleellisesti. Esimerkkinä mainitaan menetelmä, jossa pinnoitteen sähkönjohtavuutta heikennetään tulostamalla haluttu kuviointi matalaemissiviteettipinnalle ja polttamalla kuviointi tämän jälkeen korke15 assa lämpötilassa.The narrow linear opening can be accomplished by any method suitable for the purpose, but conventional methods include mechanical working such as grinding. Other methods include laser treatment or a chemical method such as etching which substantially weakens the electrical conductivity of the electrically conductive coating. By way of example, a method is mentioned in which the electrical conductivity of the coating is reduced by printing the desired pattern on a low-relief surface and then burning the pattern at a high temperature.
Nyt esillä olevan keksinnön mukainen rakennustarvike 110 käsittää ainakin matalaemissiviteettipinnan 103, jota rajaa suljettu reunakäyrä 227, sekä mainittuun matalaemissiviteettipintaan 103 järjestetyn avauksen 203, jossa mainittua avausta rajaa ainakin yksi suljettu reunakäyrä 223. Mainittu reunakäyrä 223 voi olla yhteydessä matalaemissiviteettipintaa 103 rajaavaan reunakäyrään 227, tai se voi muodostaa tästä reunakäyrästä (227) itsenäisen reunakäyrän. Mainitun avauksen 203 pinta-ala on edullisesti enintään yhden prosentin suuruinen mainitun matalaemissiviteettipinnan 103 pinta-alaan nähden.The building material 110 of the present invention comprises at least a low edge surface 103 defined by a closed edge curve 227 and an opening 203 provided on said low edge surface 103, wherein said opening is delimited by at least one closed edge curve 223. may form an independent boundary curve from this boundary curve (227). Preferably, said opening 203 has an area of not more than 1% relative to the area of said low ejection surface 103.
Kuvissa 5a-5c on esitetty esimerkkejä nyt esillä olevan keksinnön eräiden edullisten suoritusmuotojen mukaisista rakennustarvikkeista 110.Figures 5a-5c show examples of building materials 110 in accordance with some preferred embodiments of the present invention.
Kuvassa 5a on esitetty nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen rakennustarvike 110, jossa rakennustarvike on alumiinipintainen lämpöeristelevy, joka käsittää ainakin yhden sähköä johtavan matalaemissiviteettipinnan 103, johon on järjestetty avaus 203 sähkömagneettisen signaalin kulun rakennustarvikkeen läpi tehostamiseksi ja jonkaFig. 5a shows a building accessory 110 according to a preferred embodiment of the present invention, wherein the building accessory is an aluminum-coated thermal insulation board comprising at least one electrically conductive low-emitting surface 103 provided with an opening 203 for enhancing electromagnetic signal flow through the building access
20185031 prh 11-01-2018 avauksen sähkönjohtavuus on olennaisesti pienempi kuin matalaemissiviteettipinnan 103. Kuvan 5a esimerkinomaisessa suorituksessa mainitun matalaemissiviteettipintaan 103 järjestetyn avauksen 203 reuna muodostaa ainakin yhden suljetun reunakäyrän 223, ja mainittu avaus 203 määrittää suljetun verhokäyrän 224 siten, että mainittu avaus 203 on suljetun verhokäyrän 224 sisäpuolella ja jonka suljetun verhokäyrän 224 rajaaman alueen pinta-ala 225 on olennaisesti suurempi kuin suljetun verhokäyrän 224 sisäpuolisen avauksen 203 pinta-ala 226 ja pituus olennaisesti pienempi kuin suljetun reunakäyrän 223 pituus, jolloin on muodostunut ainakin yksi suljetun verhokäyrän 224 rajaaman alueen sisäpuolinen matalaemissiviteettipinnan 103 alue 231, jonka kohdalla suljettu verhokäyrä 224 ei ole yhtenevä reunakäyrän 223 kanssa.20185031 prh 11-01-2018 the electrical conductivity of the opening is substantially less than that of the low emptying surface 103. The edge 203 of the opening 203 arranged on the low emptying surface 103 forms at least one closed edge curve 223, and said opening 203 defines a closed envelope 22 within the curve 224 and having an area 225 of the area defined by the closed curve 224 substantially greater than the area 226 of the inner opening 203 of the closed curve 224 and substantially less than the length of the closed edge curve 223, thereby forming at least one 103 region 231, at which closed envelope 224 does not coincide with edge curve 223.
Kuvan 5a esimerkinomainen rakennustarvike 110 käsittää matalaemissiviteet15 tipinnan 103, johon järjestetyn avauksen 203 suljettu reunakäyrä 223 on järjestetty yhteneväksi matalaemissiviteettipinnan 103 rajaavan suljetun reunakäyrän 227 kanssa. Mainittu matalaemissiviteettipinta 103 on järjestetty dielektrisen materiaalin 229 pinnalle, jossa mainittua dielektristä materiaalia rajaa suljettu reunakäyrä 228. Mainittu dielektrinen materiaali on lämpöeriste20 materiaalia, joka on tiheydeltään edullisesti alle 200 kg/m3. Mainitun lämpöeristemateriaalin materiaaleina voidaan käyttää esimerkiksi EPS-, XPS, PIRtai PUR-vaahtoja, tai vastaavia muovista valmistettuja dielektrisiä materiaaleja. Mainittu matalaemissiviteettipinta 103 voidaan järjestää esimerkiksi alumiinipinnoitteella.An exemplary building material 110 of Figure 5a comprises a low-edged sidewall 15 surface 103, wherein the closed edge curve 223 of the opening 203 is arranged to coincide with the closed-edge curve 227 delimiting the low-edged surface 103. Said low ejection surface 103 is disposed on a surface of dielectric material 229, wherein said dielectric material is delimited by a closed edge curve 228. Said dielectric material is a heat insulating material 20 preferably having a density of less than 200 kg / m 3. The materials of said thermal insulation material may be, for example, EPS, XPS, PIR or PUR foams, or similar dielectric materials made of plastic. Said low-emissivity surface 103 may be provided, for example, with an aluminum coating.
Kuvan 5a matalaemissiviteettipinta 103 käsittää avauksen 203, joka on järjestetty muodostamaan ainakin yksi matalaemissiviteettipintaan 103 muodostuvan pintavirran napoina toimiva positiivinen 208 ja negatiivinen 209 varausjakauma ensimmäisessä polarisaatiossa värähtelevän, rakennustarvikkeen 110 kohtaavan sähkömagneettisen signaalin vaikutuksesta, sekä avauksen 203 sisäpuolinen, sen kahden reunan välinen ensimmäisessä polarisaatiossa värähtelevä sähkökenttävektori, joka yhdessä mainitun matalaemissiviteettipintaan 103 muodostuneen pintavirran kanssa muodostaa resonanssipiirin sähkömagneettisen signaalin kulkua rakennustarvikkeen läpi tehostavan keskittyneenä säteilylähteenä 303 ensimmäisessä polarisaatiossa toimivan rakosäteilijän 207 muodostamiseksi.The low-emitting surface 103 of Figure 5a comprises an opening 203 arranged to form at least one positive 208 and negative 209 charge distribution acting as poles of the low-current surface 103 as which, together with said surface current formed on the low-emitting surface 103, forms a resonant circuit for generating a gap radiator 207 operating in a first polarization as a concentrated radiation source 303 which enhances the passage of the electromagnetic signal through the building material.
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Kuvan 5a esimerkinomaisen avauksen 203 suljettu reunakäyrä 223 käsittää 5 ensimmäisen reunakäyrän osion 221 ja toisen reunakäyrän osion 222, jossa ensimmäinen reunakäyrän osio 221 on järjestetty mutkittelevaksi. Mainitun avauksen 203 leveys ei ole yhtenäinen, vaan vaihtelee paikan funktiona. Mainitun reunakäyrän osion järjestäminen mutkittelevaksi aikaansaa rakosäteilijän 207 toiminnalle edullisia vaikutuksia. Mutkitteleva reunakäyrän osio 221 vaikuttaa matalaemissiviteettipintaan 103 muodostuneen resonoivan pintavirran 210 virtausreittiä pidentävästi, jolloin avauksen 203 resonoiva mitta 215 piteneeja avauksen 203 resonanssitaajuus siirtyy alemmille taajuuksille. Tällä on avauksen 203 kokoa pienentävä vaikutus, koska taajuussiirtymä kompensoidaan tavallisesti rakosäteilijän 207 kokoa pienentämällä. Tällä on vastaa15 vasti matalaemissiviteettipinnan 103 lämpöhukkaa pienentävä vaikutus. Resonoivan virtasilmukan 210 maksimi sijaitsee tyypillisesti avauksen 203 oikosuljetun päädyn 205 alueella. Avauksen avoimen päädyn 206 alue käsittää useassa tapauksessa avauksen sisälle muodostuneen sähkömotorisen voiman määrittävän sähkökentän maksimiarvon. Mainittu avoin pääty 206 voidaan muodostaa, mikäli avauksen suljettu reunakäyrä 223 on järjestetty yhteneväksi matalaemissiviteettipintaa 103 rajaavan suljetun reunakäyrän 227 kanssa.The closed edge curve 223 of the exemplary opening 203 of Figure 5a comprises a first edge curve portion 221 and a second edge curve portion 222, wherein the first edge curve portion 221 is arranged to be meandering. The width of said opening 203 is not uniform but varies as a function of position. Arranging the said curve portion of the curve provides beneficial effects on the operation of the slot radiator 207. The meandering curve portion 221 acts to extend the flow path of the resonating surface current 210 formed on the low ejection surface 103, whereby the resonant dimension 215 of the opening 203 lengthens and the resonance frequency of the opening 203 shifts to lower frequencies. This has the effect of reducing the size of the opening 203 because the frequency offset is usually compensated by reducing the size of the gap radiator 207. This has a corresponding effect of reducing the heat loss of the low-emptying surface 103. The maximum of the resonating current loop 210 is typically located within the short-circuit end 205 of the opening 203. In many cases, the area of the open end 206 of the opening comprises the maximum value of the electric field defining the electric motor force formed inside the opening. Said open end 206 can be formed if the closed edge curve 223 of the opening is arranged to coincide with the closed edge curve 227 delimiting the low activity surface 103.
Avauksen ainakin yhden reunan järjestäminen mutkittelevaksi voi parantaa rakosäteilijän 207 säteilyominaisuuksia, koska avausta 203 rajaavan suljetun verhokäyrän 224 kasvattaminen vaikuttaa avauksen 203 kasvattamisen tavoin impedanssisovitukseen ja kaistanleveyteen. Mainitun reunakäyrän järjestäminen mutkittelevaksi voi lisäksi herättää avaukseen uusia resonansseja uusille taajuusalueille, tai uusissa polarisaatioissa, jolloin yksittäiseen avaukseen 203 voidaan järjestää useita keskittyneitä säteilylähteitä 303 eri taajuusalueille ja eri polarisaatiokomponenteille.Arranging at least one edge of the opening to curve can improve the radiation properties of the slot radiator 207, since increasing the closed envelope 224 delimiting the opening 203 affects impedance matching and bandwidth, as increasing the opening 203. Furthermore, arranging said edge curve to meander can cause new resonances in the opening to new frequency ranges, or in new polarizations, whereby a single opening 203 can be provided with a plurality of concentrated radiation sources 303 for different frequency ranges and different polarization components.
Kuvan 5a mukaiseen matalaemissiviteettipintaan 103 on järjestetty kaksi mainittua rakosäteilijää 207 käsittävä rakosäteilijäryhmä 202, jossa mainittujen rakosäteilijöiden 207 käsittämät keskittyneet säteilylähteet 303 on järjestetty pys42A low-emptying surface 103 according to Fig. 5a is provided with a gap radiator array 202 comprising two of said gap radiators 207, wherein concentrated radiation sources 303 comprising said gap radiators 207 are arranged
20185031 prh 11-01-2018 tysuuntaiseksi jonoksi. Mainittujen kahden vierekkäisen keskittyneen säteilylähteen 303 pystysuuntainen etäisyys on järjestetty edullisesti enintään yhden aallonpituuden mittaiseksi mainittujen rakosäteilijöiden 207 alimmalla resonanssitaajuudella, ja mainittu pystysuuntainen jono voi olla järjestetty edulli5 sesti suoraksi tai mutkittelevaksi.20185031 prh 11-01-2018 into a queue for one way. The vertical distance of said two adjacent focused radiation sources 303 is preferably arranged to be at most one wavelength at the lowest resonance frequency of said gap radiators 207, and said vertical array may be preferably straight or meandering.
Kuvassa 5b on esitetty nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen rakennustarvike 110, joka käsittää ainakin yhden sähköä johtavan matalaemissiviteettipinnan 103, johon on järjestetty avaus 203 sähkömagneettisen signaalin kulun rakennustarvikkeen läpi tehostamiseksi ja jonka avauksen sähkönjohtavuus on olennaisesti pienempi kuin matalaemissiviteettipinnan 103. Kuvan 5b esimerkinomaisessa suorituksessa mainitun matalaemissiviteettipintaan 103 järjestetyn avauksen 203 reuna muodostaa ainakin yhden suljetun reunakäyrän 223, ja mainittu avaus 203 määrittää suljetun verhokäyrän 224 siten, että mainittu avaus 203 on suljetun verhokäyrän 224 sisäpuolella ja jonka suljetun verhokäyrän 224 rajaaman alueen pinta-ala 225 on olennaisesti suurempi kuin suljetun verhokäyrän 224 sisäpuolisen avauksen 203 pinta-ala 226 ja pituus olennaisesti pienempi kuin suljetun reunakäyrän 223 pituus, jolloin on muodostunut ainakin yksi suljetun verhokäyrän 224 rajaaman alueen sisäpuolinen matalaemissiviteettipinnan 103 alue 231, jonka kohdalla suljettu verhokäyrä 224 ei ole yhtenevä reunakäyrän 223 kanssa.Fig. 5b illustrates a building accessory 110 according to a preferred embodiment of the present invention, comprising at least one electrically conductive low-emitting surface 103 having an opening 203 for enhancing the passage of an electromagnetic signal through the building material and having an electrical conductivity substantially lower than the low-emitting surface an edge 203 of said opening 203 arranged on the low ejection surface 103 forms at least one closed edge curve 223, and said opening 203 defines a closed curve 224 such that said opening 203 is within the closed curve 224 and has a substantially larger area 224, the interior opening 203 has an area 226 and a length substantially less than the length of the closed edge curve 223, thereby forming at least one closed curve an area 231 within the low ejection surface 103 of the area delimited by the edge 224, at which the closed envelope curve 224 does not coincide with the edge curve 223.
Kuvan 5b esimerkinomainen rakennustarvike 110 käsittää matalaemissiviteet25 tipinnan 103, johon järjestetyn avauksen 203 suljettu reunakäyrä 223 on järjestetty muodostamaan matalaemissiviteettipinnan 103 rajaavasta suljetusta reunakäyrästä 227 erotettu suljettu reunakäyrä.An exemplary building material 110 of Fig. 5b comprises a low-edged sidewall surface 25 where the closed edge curve 223 of the opening 203 is arranged to form a closed-edge curve separated from the closed edged curve 227 delimiting the low-edged surface 103.
Kuvan 5b matalaemissiviteettipinta 103 käsittää avauksen 203, joka on järjes30 tetty muodostamaan ainakin yksi matalaemissiviteettipintaan 103 muodostuvan pintavirran napoina toimiva positiivinen 208 ja negatiivinen 209 varausjakauma ensimmäisessä polarisaatiossa värähtelevän, rakennustarvikkeen 110 kohtaavan sähkömagneettisen signaalin vaikutuksesta, sekä avauksen 203 sisäpuolinen, sen kahden reunan välinen ensimmäisessä polarisaatiossa väräh35 televä sähkökenttävektori, joka yhdessä mainitun matalaemissiviteettipintaanThe low-emptivity surface 103 of Figure 5b comprises an opening 203 arranged to form at least one positive 208 and negative 209 charge distribution acting as poles of the surface-current surface 103 formed by the low-emitting surface 103 by a first electromagnetic an electric field vector which, together with said low-emitting surface
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
103 muodostuneen pintavirran kanssa muodostaa resonanssipiirin sähkömagneettisen signaalin kulkua rakennustarvikkeen läpi tehostavan keskittyneenä säteilylähteenä 303 ensimmäisessä polarisaatiossa toimivan rakosäteilijän 207 muodostamiseksi.103, with a surface current formed, forms a resonant circuit for generating a gap radiator 207 operating in the first polarization as a concentrated radiation source 303 which enhances the passage of the electromagnetic signal through the building material.
Kuvan 5b esimerkinomaisen avauksen 203 suljettu reunakäyrä 223 käsittää ensimmäisen reunakäyrän osion 221 ja toisen reunakäyrän osion 222, jossa sekä ensimmäinen reunakäyrän osio 221, että toinen reunakäyrän osio 222 on järjestetty mutkittelevaksi. Mainitun avauksen 203 leveys ei ole yhtenäinen, vaan vaihtelee paikan funktiona. Mainittujen reunakäyrän osioiden järjestäminen mutkittelevaksi aikaansaa rakosäteilijän 207 toiminnalle edullisia vaikutuksia. Mutkiteleva reunakäyrän osio vaikuttaa matalaemissiviteettipintaan 103 muodostuneen resonoivan pintavirran 210 virtausreittiä pidentävästi, jolloin avauksen 203 resonoiva mitta 215 pitenee ja avauksen 203 resonanssitaajuus siirtyy alemmille taajuuksille. Tällä on avauksen 203 kokoa pienentävä vaikutus, koska taajuussiirtymä kompensoidaan tavallisesti rakosäteilijän 207 kokoa pienentämällä. Tällä on vastaavasti matalaemissiviteettipinnan 103 lämpöhukkaa pienentävä vaikutus.The closed edge curve 223 of the exemplary opening 203 of Figure 5b comprises a first edge curve portion 221 and a second edge curve portion 222, wherein both the first edge curve portion 221 and the second edge curve portion 222 are arranged to be meandering. The width of said opening 203 is not uniform but varies as a function of position. Arranging said edge curve portions to meander will provide beneficial effects on the operation of the slot radiator 207. The meandering portion of the curve extends the flow path of the resonant surface current 210 formed on the low ejection surface 103, whereby the resonant dimension 215 of the opening 203 is lengthened and the resonance frequency of the opening 203 shifts to lower frequencies. This has the effect of reducing the size of the opening 203 because the frequency offset is usually compensated by reducing the size of the gap radiator 207. Correspondingly, this has the effect of reducing heat loss on the low-emitting surface 103.
Kuvassa 5c on esitetty nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen rakennustarvike 110, jossa rakennustarvike käsittää ainakin yhden sähköä johtavan matalaemissiviteettipinnan 103, johon on järjestetty avaus 203 sähkömagneettisen signaalin kulun rakennustarvikkeen läpi tehostamiseksi ja jonka avauksen sähkönjohtavuus on olennaisesti pienempi kuin matalaemissiviteettipinnan 103. Kuvan 5c esimerkinomaisessa suorituksessa mainitun matalaemissiviteettipintaan 103 järjestetyn avauksen 203 reuna muodostaa ainakin yhden suljetun reunakäyrän 223, ja mainittu avaus 203 määrittää suljetun verhokäyrän 224 siten, että mainittu avaus 203 on suljetun verhokäyrän 224 sisäpuolella ja jonka suljetun verhokäyrän 224 rajaaman alueen pinta-ala 225 on olennaisesti suurempi kuin suljetun verhokäyrän 224 sisäpuolisen avauksen 203 pinta-ala 226 ja pituus olennaisesti pienempi kuin suljetun reunakäyrän 223 pituus, jolloin on muodostunut ainakin yksi suljetun verhokäyrän 224 rajaaman alueen sisäpuolinen matalaemissiviteettipinnan 103 alue 231, jonka kohdalla suljettu verhokäyräFig. 5c illustrates a building accessory 110 according to a preferred embodiment of the present invention, wherein the building accessory comprises at least one electrically conductive low emptying surface 103 provided with an opening 203 for enhancing electromagnetic signal passage through the building access and having an electrical conductivity substantially lower than in the embodiment, the edge of said opening 203 arranged on the low edge surface 103 forms at least one closed edge curve 223, and said opening 203 defines a closed envelope 224 such that said opening 203 is within the closed envelope 224 and has a substantially smaller area 224 the area 226 and the length of the inner opening 203 of the curve 224 being substantially smaller than the length of the closed edge curve 223, thereby forming at least one s an area 231 within the area of low ejection surface 103 within the area delimited by the curved envelope 224, at which the closed envelope
224 ei ole yhtenevä reunakäyrän 223 kanssa.224 does not coincide with boundary curve 223.
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Kuvan 5c esimerkinomainen rakennustarvike 110 käsittää matalaemissiviteettipinnan 103, johon järjestetyn avauksen 203 suljettu reunakäyrä 223 on järjestetty yhteneväksi matalaemissiviteettipinnan 103 rajaavan suljetun reunakäyrän 227 kanssa. Mainittu matalaemissiviteettipinta 103 on järjestetty dielek5 trisen materiaalin 229 pinnalle, jossa mainittua dielektristä materiaalia rajaa suljettu reunakäyrä 228.An exemplary building material 110 of Fig. 5c comprises a low edge surface 103 having a closed edge curve 223 of the opening 203 arranged to coincide with a closed edge curve 227 defining a low side surface 103. Said low ejection surface 103 is disposed on the surface of a dielectric material 229, wherein said dielectric material is delimited by a closed edge curve 228.
Kuvan 5c esimerkinomaisen avauksen 203 suljettu reunakäyrä 223 käsittää ensimmäisen reunakäyrän osion 221, joka on järjestetty mutkittelevaksi. Mai10 nitun avauksen 203 leveys ei ole yhtenäinen, vaan vaihtelee paikan funktiona. Mainitun reunakäyrän osion järjestäminen mutkittelevaksi aikaansaa rakosäteilijän 207 toiminnalle edullisia vaikutuksia. Mutkiteleva reunakäyrän osio 221 vaikuttaa matalaemissiviteettipintaan 103 muodostuneen resonoivan pintavirran 210 virtausreittiä pidentäväsi, jolloin avauksen 203 eri taajuuksilla ilme15 nevä resonoiva mitta 215 pitenee ja avauksen 203 resonanssitaajuus siirtyy alemmille taajuuksille. Tällä on avauksen 203 kokoa pienentävä vaikutus, koska taajuussiirtymä kompensoidaan tavallisesti rakosäteilijän 207 kokoa pienentämällä. Tällä on vastaavasti matalaemissiviteettipinnan 103 lämpöhukkaa pienentävä vaikutus.The closed edge curve 223 of the exemplary opening 203 of Figure 5c comprises a first edge curve section 221 arranged to be meandering. The width of said opening 203 is not uniform but varies as a function of position. Arranging the said curve portion of the curve provides beneficial effects on the operation of the slot radiator 207. The meandering curve portion 221 acts to extend the flow path of the resonating surface current 210 formed on the low-emitting surface 103, thereby increasing the resonant dimension 215 at different frequencies of the opening 203 and shifting the resonant frequency of the opening 203 to lower frequencies. This has the effect of reducing the size of the opening 203, since the frequency offset is usually compensated by reducing the size of the gap radiator 207. Correspondingly, this has the effect of reducing heat loss on the low-emitting surface 103.
Resonoivan virtasilmukan 210 maksimi sijaitsee tyypillisesti avauksen 203 oikosuljetun päädyn 205 alueella yksittäisellä resonanssitaajuudella. Avauksen avoimen päädyn 206 alue käsittää useassa tapauksessa avauksen sisälle muodostuneen sähkömotorisen voiman 204 määrittävän sähkökentän maksi25 miarvon. Mainittu avoin pääty 206 voidaan muodostaa, mikäli avauksen suljettu reunakäyrä 223 on järjestetty yhteneväksi matalaemissiviteettipintaa 103 rajaavan suljetun reunakäyrän 227 kanssa.The maximum of the resonating current loop 210 is typically located within the short-circuit end 205 of the opening 203 at a single resonant frequency. In many cases, the area of the open end 206 of the opening comprises the maximum value of the electric field defining an electric motor force 204 formed inside the opening. Said open end 206 can be formed if the closed edge curve 223 of the opening is arranged to coincide with the closed edge curve 227 delimiting the low activity surface 103.
Avauksen ainakin yhden reunan järjestäminen mutkittelevaksi voi parantaa ra30 kosäteilijän 207 säteilyominaisuuksia, koska avausta 203 rajaavan suljetun verhokäyrän 224 kasvattaminen vaikuttaa avauksen 203 kasvattamisen tavoin impedanssisovitukseen ja kaistanleveyteen. Mainitun reunakäyrän järjestäminen mutkittelevaksi voi lisäksi herättää avaukseen uusia resonansseja uusille taajuusalueille, tai uusissa polarisaatioissa, jolloin yksittäiseen avaukseen 203Arranging at least one edge of the aperture to meander can improve the radiation properties of the ra30 emitter 207, since increasing the closed envelope 224 delimiting aperture 203 affects impedance matching and bandwidth as increasing aperture 203. Furthermore, arranging said edge curve to meander may cause new resonances in the opening to new frequency ranges, or in new polarizations, whereby a single opening 203
20185031 prh 11-01-2018 voidaan järjestää useita keskittyneitä säteilylähteitä 303 eri taajuusalueille ja eri polarisaatiokomponenteille.20185031 prh 11-01-2018 Multiple focused radiation sources may be provided for 303 different frequency ranges and different polarization components.
Kuvan 5c mukaiseen, nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuo5 don mukaiseen matalaemissiviteettipintaan 103 on järjestetty useita mainittuja säteilylähteitä 303, joiden toimintataajuudet ja polarisaatiotasot ovat toisistaan poikkeavia.5c, a plurality of said radiation sources 303 having different operating frequencies and polarization levels are provided on the low-emitting surface 103 according to a preferred embodiment of the present invention.
Yksittäisen kapean viivamaisen avauksen toiminta keskittyneenä säteilylähteenäOperation of a single narrow linear opening as a concentrated radiation source
Nyt esillä olevan keksinnön mukaisen rakennustarvikkeen 110 erään edullisen suoritusmuodon kaltainen järjestely käsittää matalaemissiviteetipintaan 103 järjestetyn rakosäteilijäryhmän 202, joka on muodostettu kapeista viivamai15 sista avauksista matalaemissiviteettipinnassa 203, ja jossa kapeaa viivamaista avausta 203 kiertävä virtasilmukka 210 muodostaa yhdessä kapean viivamaisen avauksen 203 ylitse vaikuttavan sähkömotorisen voiman 204 kanssa resonanssipiirin, joka toimii keskittyneenä säteilylähteenä 303.An arrangement such as a preferred embodiment of the Building Supply 110 of the present invention comprises a gap emitter array 202 disposed on a low emptying surface 103 formed by narrow linear apertures on a low emptying surface 203, and wherein a narrow a resonant circuit serving as a concentrated radiation source 303.
Kuvissa 6a-6c on esitetty joitain nyt esillä olevan keksinnön eräiden edullisten suoritusmuotojen mukaisia avauksia 203 matalaemissivitettipinnassa 103. Kuvassa 6a on kuvattu eräs esimerkki nyt esillä olevan keksinnön mukaisesta matalaemissiviteettipintaan 103 järjestetystä rakosäteilijästä 207. Kuvassa 6b on esitetty eräs toinen esimerkki nyt esillä olevan keksinnön mukaisesta ma25 talaemissiviteettipintaan 103 järjestetystä rakosäteilijästä 207, ja kuvassa 6c on kuvattu, miten kuvassa 6b kuvattu ratkaisu voidaan järjestää matalaemissiviteettipintaan 103 esimerkiksi yksittäisellä laserilla poltetulla mutkittelevalla tai haarakkeisella viivalla.Figures 6a-6c show some openings 203 according to some preferred embodiments of the present invention in low-emptiness surface 103. Fig. 6a illustrates an example of a low-emittance surface 103 in accordance with the present invention. Figure 6b illustrates another exemplary embodiment of the present invention. and Fig. 6c illustrates how the solution depicted in Fig. 6b can be arranged on a low-emissivity surface 103, for example by a single laser-fired meandering or branching line.
Kuvissa 6a-6c esitetyille esimerkeille on tyypillistä, että matalaemissiviteettipintaan 103 järjestetty avaus 203 tehostaa sähkömagneettisen signaalin kulkua rakennustarvikkeen läpi, ja että mainitun avauksen sähkönjohtavuus on olennaisesti pienempi kuin mainitun matalaemissiviteettipinnan 103 sähkönjohtavuus. Mainitulle avaukselle 203 on myöskin tyypillistä, että avauksen 203 reuna muodostaa ainakin yhden suljetun reunakäyrän 223, ja mainittu avaus6a to 6c, it is typical that the opening 203 provided on the low-emitting surface 103 enhances the passage of the electromagnetic signal through the building material and that the electrical conductivity of said opening is substantially lower than the electrical conductivity of said low-emitting surface 103. It is also typical for said opening 203 that the edge of the opening 203 forms at least one closed edge curve 223, and said opening
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
203 määrittää suljetun verhokäyrän 224 siten, että mainittu avaus 203 on suljetun verhokäyrän 224 sisäpuolella ja jonka suljetun verhokäyrän 224 rajaaman alueen pinta-ala 225 on olennaisesti suurempi kuin suljetun verhokäyrän 224 sisäpuolisen avauksen 203 pinta-ala 226 ja pituus olennaisesti pienempi kuin suljetun reunakäyrän 223 pituus, jolloin on muodostunut ainakin yksi suljetun verhokäyrän 224 rajaaman alueen sisäpuolinen matalaemissiviteettipinnan 103 alue 231, jonka kohdalla suljettu verhokäyrä 224 ei ole yhtenevä reunakäyrän 223 kanssa.203 defines a closed envelope 224 such that said opening 203 is within the closed envelope 224 and has an area 225 defined by the closed envelope 224 substantially greater than the area 226 of the inner opening 203 of the closed envelope 224 and substantially smaller than the closed edge 223 , thereby forming at least one region 231 of a low ejection surface 103 within the area delimited by the closed envelope 224, at which the closed envelope 224 does not coincide with the edge curve 223.
Kuvissa 6a-6c esitetyille esimerkeille on myöskin tyypillistä, että matalaemissiviteettipintaan 103 järjestetty avaus 203 on järjestetty muodostamaan ainakin yksi matalaemissiviteettipintaan 103 muodostuvan pintavirran napoina toimiva positiivinen 208 ja negatiivinen 209 varausjakauma ensimmäisessä polarisaatiossa värähtelevän, rakennustarvikkeen 110 kohtaavan sähkömag15 neettisen signaalin vaikutuksesta, sekä avauksen 203 sisäpuolinen, sen kahden reunan välinen ensimmäisessä polarisaatiossa värähtelevä sähkökenttävektori, joka yhdessä mainitun matalaemissiviteettipintaan 103 muodostuneen pintavirran kanssa muodostaa resonanssipiirin sähkömagneettisen signaalin kulkua rakennustarvikkeen läpi tehostavan keskittyneenä säteilylähteenä 303 ensimmäisessä polarisaatiossa toimivan rakosäteilijän 207 muodostamiseksi.It is also typical for the examples shown in Figures 6a-6c that the aperture 203 provided on the low emptying surface 103 is arranged to form at least one positive charge distribution 208 and a negative 209 charge distribution of the an electric field vector oscillating in the first polarization between the two edges, which, together with said surface current formed on the low-emitting surface 103, forms a gap radius 303 in the first polarization that enhances the propagation of the electromagnetic signal in the resonant circuit.
Kuva 6a esittää nyt esillä olevan keksinnön mukaisen rakosäteilijän 207 erään edullisen suoritusmuodon, jossa kapea viivamainen avaus 203 on järjestetty tuottamaan ensimmäinen positiivinen varausjakauma 208, sekä ensimmäinen negatiivinen varausjakauma 209 kapean viivamaisen avauksen reunoilla ja joissa näiden kahden vastakkaismerkkisen varaustiheyden indusoima sähkömotorinen voima 204 vaikuttaa kapean viivamaisen avauksen 203 reunakäyrän rajaamalla sähköä johtamattomalla alueella.Fig. 6a illustrates a preferred embodiment of the slot radiator 207 of the present invention, wherein the narrow linear opening 203 is arranged to provide a first positive charge distribution 208, and a first negative charge distribution 209 at the edges of the narrow linear opening 203 bounded by an edge in a non-conductive region.
Kuvan 6a esittämässä, nyt esillä olevan keksinnön mukaisen erään edullisen suoritusmuodon kaltaisen kapean viivamaisen avauksen 203 muodostaman rakosäteilijän 207 käsittämän resonanssipiirin resonoiva mitta 215 on järjestetty edullisesti puolen aallon mittaiseksi saapuvan tasoaallon 301 värähtelytaajuudella. Mainitun rakosäteilijän 207 mainittu resonanssipiiri voidaan edul35 lisesti järjestää resonanssiin jollain taajuudella välillä 600 MHz - 6000 MHz.6a, the, present formed by a slot radiator according to the preferred embodiment of the invention the narrow line-shaped similar to the opening 203 of the resonance circuit 207 comprised by the resonant dimension 215 is preferably arranged at the incoming side length of a plane wave 301 of the frequency of vibration. Said resonant circuit of said gap radiator 207 may advantageously be arranged in resonance at any frequency between 600 MHz and 6000 MHz.
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Mainitun rakosäteilijän 207 mainittu resonanssipiiri voidaan myös edullisesti järjestää resonanssiin jollain taajuudella välillä 300 MHz - 30 GHz.Preferably, said resonant circuit of said slit radiator 207 may also be resonant at some frequency between 300 MHz and 30 GHz.
Kuva 6b esittää nyt esillä olevan keksinnön mukaisen rakosäteilijän 207 erään 5 edullisen suoritusmuodon, jossa kapea viivamainen avaus 203 on järjestetty tuottamaan ensimmäinen positiivinen varausjakauma 208, sekä ensimmäinen negatiivinen varausjakauma 209 kapean viivamaisen avauksen reunoilla, ja joissa näiden kahden vastakkaismerkkisen varaustiheyden indusoima sähkömotorinen voima 204 vaikuttaa kapean viivamaisen avauksen 203 reunakäy10 rän rajaamalla sähköä johtamattomalla alueella.Figure 6b illustrates a preferred embodiment of slot radiator 207 of the present invention 5, wherein the narrow linear opening 203 is arranged to provide a first positive charge distribution 208 and a first negative charge distribution 209 at the edges of the narrow linear opening and is influenced by the a linear opening 203 in the periphery of the periphery bounded by a non-conductive region.
Rakosäteilijän käsittämä sähkömotorinen voima 204, sekä siihen kytkeytyvä virtasilmukka 210 muodostavat resonanssitaajuudella värähtelevän resonoivan järjestelmän. Mainittu resonanssitaajuus voidaan edullisesti järjestää yh15 del le tai useammalle taajuudelle taajuusvälillä 300 MHz - 30 GHz.The electromotive force 204 of the gap radiator and the associated current loop 210 form a resonant system oscillating at the resonant frequency. Preferably, said resonant frequency can be provided for one or more frequencies in the 300 MHz to 30 GHz frequency range.
Kuvan 6b esittämä nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen järjestely käsittää lisäksi myös kapean viivamaisen alueen 203 reunakäyrän rajaamalla alueella sijaitsevan matalaemissiviteettipinnan 103 käsittämän alueen, joka on järjestetty muodostamaan toinen positiivinen varausjakauma 211 sekä toinen negatiivinen varausjakauma 212, jolloin nyt esitetty järjestely on järjestetty muodostamaan kaksi sähkömotorista voimaa 204, jotka yksittäin toimivat keskittyneinä säteilylähteinä 303 ja joiden indusoima sähkömagneettinen säteily muodostaa katvealueella etenevän koherentin aal25 torintaman 302.The arrangement shown in Fig. 6b according to a preferred embodiment of the present invention also comprises an area within the low curvature surface 103 defined by an edge curve defined by a narrow linear region 203 arranged to form a second positive charge distribution 211 and a second negative charge distribution 212. an electric motor force 204 which individually acts as a concentrated radiation source 303 and whose induced electromagnetic radiation forms a coherent aal25 propagation region 302 propagated in the blind area.
Kuvan 6b esittämässä, nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisen kapean viivamaisen avauksen 203 muodostaman rakosäteilijän 207 käsittämä resonoiva mitta 215 on järjestetty edullisesti puolen aal30 lon mittaiseksi saapuvan tasoaallon 301 värähtelytaajuudella.The 6b presented by the resonant dimension 207 comprised by the slot radiator formed by a narrow line-shaped according to a preferred embodiment of the throw of the present invention 203 215 are preferably arranged side lon incoming plane wave length 301 aal30 oscillation frequency.
Nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen toteutus kompensoi heikosti sähköä johtavan matalaemissiviteettipinnan häviöistä tyypillisesti johtuvaa hyötysuhteen heikentymistä järjestämällä differentiaalisia virtoja muodostavia matalaemissiviteettipinnan avausten 203 osioita lähekkäinAn embodiment of a preferred embodiment of the present invention compensates for the loss of efficiency typically caused by low conductivity low surface conductivity surface losses by arranging differential current generating portions of low conductivity surface openings 203
20185031 prh 11-01-2018 siten, että säteilyhyötysuhdetta heikentävät virrat osittain kumoavat toisiaan, jolloin säteilyhyötysuhteen kasvuun positiivisesti vaikuttavien virtamoodien osuus rakosäteilijän ympärillä kasvaa. Mainitut kumottavat virrat muodostetaan lähekkäisesti samalle matalaemissiviteettipinnan sähköä johtavaan alueelle siten, että niitä ei merkittävästi eroteta virtojen väliin järjestetyllä avauksella.20185031 prh 11-01-2018 so that the efficiencies will partially offset each other, thereby increasing the proportion of current modes that have a positive effect on the increase in radiation efficiency around the gap radiator. Said reversible currents are formed in close proximity to the same low conductivity surface conductive region so that they are not significantly separated by an opening between the currents.
Kuvien 6a ja 6b esimerkeissä on mainittu lisäksi myös kapean viivamaisen alueen 203 reunakäyrän rajaama alue, joka on järjestetty muodostamaan toi10 nen positiivinen varausjakauma 211 sekä toinen negatiivinen varausjakauma 212, jolloin nyt esitetty järjestely käsittää kaksi sähkömotorista voimaa 204, jotka yksittäin toimivat keskittyneinä säteilylähteinä 303 ja joiden indusoima sähkömagneettinen säteily muodostaa katvealueella etenevän koherentin aaltorintaman 302. Esimerkeissä on kuvattu lisäksi myös paluuvirta 213, joka on muodostunut toisen positiivisen varausjakauman 211 ja toisen negatiivisen jännitevarauksen 212 välille. Mainitun paluuvirran 213 virtaussuunta kuvien 6a ja 6b esimerkeissä on virtasilmukan 210 kulkusuunnalle vastakkainen. Mainittu paluuvirta 213 muodostaa kuvissa 6a ja 6b esitetyn järjestelyn kaltaisessa rakosäteilijässä eromuotoisen, eli differentiaalisen pintavirran, jossa virtasilmukka 210 ja paluuvirta 213 vihaavat vastakkaissuuntaisesti lähellä toisiaan. Lähekkäisesti vihaavia vastakkaissuuntaisia vihoja kantava siirtolinja, kuten tässä yhteydessä kapean avauksen osio, ei muodosta tehokasta sähkömagneettisen energian säteilijää, ja kuvien 6a ja 6b esimerkin mukaisesti koherentit sähkömotoristen voimien aiheuttamat sähkökentät muo25 dostavat varsinaisen säteilyn lähteet, jossa mainitut sähkömotoriset voimat muodostuvat vastakkaismerkkisten varausjakaumien 208 ja 212, sekä 211 ja 209 välille. Kuvien 6a ja 6b mukaisissa järjestelyissä vastakkaissuuntaisesti vihaavat virrat 210 ja 213 muodostavat differentiaalisen parin, jossa differentiaaliset virrat keskittyvät rakosäteilijän 207 osioon, jossa virta keskittyy avauksen 203 reunoille ja jossa pintavirta kulkee matalaemissiviteettipinnan 103 käsittämällä sähköä johtavalla alueella.The examples of Figures 6a and 6b further mention an area delimited by an edge curve of a narrow linear region 203 arranged to form a second positive charge distribution 211 and a second negative charge distribution 212, wherein the arrangement illustrated comprises two electromotive forces 204 which individually function as induced electromagnetic radiation forms a coherent wavefront 302 propagating in the blind area. The examples further illustrate a return current 213 formed between the second positive charge distribution 211 and the second negative voltage charge 212. The flow direction of said return stream 213 in the examples of Figures 6a and 6b is opposite to that of the current loop 210. Said return current 213 forms a differential, i.e., differential, surface current in a gap radiator such as that shown in Figures 6a and 6b, in which current loop 210 and return current 213 hate in the opposite direction close to one another. A transmission line carrying intimately hostile opposing anger, such as the narrow opening section, does not constitute an effective electromagnetic energy radiator, and as shown in Figures 6a and 6b, electric fields generated by coherent electromotive forces form and between 211 and 209. In the arrangements of Figures 6a and 6b, oppositely-hating currents 210 and 213 form a differential pair in which the differential currents concentrate on a portion of the gap radiator 207, where current is centered on the edges of opening 203 and wherein the surface current travels
Kuvien 6a ja 6b mukaisissa esimerkeissä kuvattu rakosäteilijä 207 käsittää kaksi keskittynyttä säteilylähdettä 303, jossa mainitut säteilylähteet 303 käsittävät matalaemissiviteettipinnan 103 avauksen 203 osiot, joissa6a and 6b, the slit radiator 207 described herein comprises two focused radiation sources 303, wherein said radiation sources 303 comprise portions of opening 203 of a low-emptying surface 103 in which
20185031 prh 11-01-2018 avauksen 203 vastakkaisille sähköä johtaville reunoille muodostuva pintavirta käsittää vastakkaisiin suuntiin vihaavat differentiaaliset virta-alkiot, jossa mainitut differentiaaliset virta-alkiot määräytyvät virran 210 ja paluuvirran 213 mukaisesti, ja jossa matalaemissiviteettipinnassa 103 ilmenevät differenti5 aaliset viha-alkiot käsittävät avauksen 203 osiot on järjestetty limittäin. Kuvassa 6a on havainnollistettu differentiaalinen virta-alkio 232, sekä tämän vastakkaissuuntainen paluumuotoinen differentiaalinen virta-alkio 233, jossa mainitut differentiaaliset virta-alkiot ilmenevät rakosäteilijän 207 osiossa ja jossa mainitut virrat ilmenevät avauksen 203 sähköä johtavilla reunoilla, jossa mainitut reunat ovat osittain limittäisiä ja lähellä toisiaan.20185031 prh 11-01-2018 The surface current formed at the opposite electrically conductive edges of the opening 203 comprises hating differential current elements, wherein said differential current elements are determined by current 210 and return current 213, and wherein the differential lowering surface 103 exhibits a differential opening element 103. The 203 partitions are arranged in overlapping order. Fig. 6a illustrates a differential current element 232, as well as a reverse return differential differential element 233, wherein said differential current elements occur in a portion of the gap radiator 207 and wherein said currents occur at electrically conductive edges of opening 203, said edges being partially overlapping .
Mainitut differentiaaliset virrat käsittävät differentiaalisen virta-alkion 232, sekä mainitun virta-alkion 232 lähellä vihaavan vastakkaissuuntaisen viha-alkion 233. Kuvassa 6a esitetyssä rakenteessa mainittujen differentiaalisten virtojen etäisyys määrittyy avauksen 203 leveyden mukaisesti sillä osiolla, jossa mainitut virrat muodostuvat ulkoisen herätteen indusoimana. Avauksen 203 tyypillinen leveys, esimerkiksi yksittäisellä laserilla toteutetulla viivalla voi olla 10-100 um, tai myöskin laserilla avattuna pinta-alana sen leveys voi olla esimerkiksi 0,1-2 mm. Lisäksi eräillä mekaanisilla välineillä kapean viiva20 maisen avauksen leveys voi olla 5-10 mm.Said differential currents comprise a differential current element 232, as well as an opposing anger element 233 hating near said current element 232. In the structure shown in FIG. 6a, the distance of said differential currents is determined by the width of opening 203 at the portion where said currents are generated by external excitation. The typical width of the opening 203, for example with a single laser line, can be 10-100 µm, or even with a laser opened area it can be, for example, 0.1-2 mm. In addition, with some mechanical means, the narrow opening20 may have a width of 5 to 10 mm.
Kuvan 6b esimerkinomaisen avauksen 203 suljettu reunakäyrä 223 käsittää ensimmäisen reunakäyrän osion 221 ja toisen reunakäyrän osion 222, jossa sekä ensimmäinen reunakäyrän osio 221, että toinen reunakäyrän osio 222 on järjestetty mutkittelevaksi. Mainitun avauksen 203 leveys ei ole yhtenäinen, vaan vaihtelee paikan funktiona. Mainittujen reunakäyrän osioiden järjestäminen mutkittelevaksi aikaansaa rakosäteilijän 207 sähköiselle toiminnalle edullisia vaikutuksia. Mutkitteleva reunakäyrän osio vaikuttaa matalaemissiviteettipintaan 103 muodostuneen resonoivan pintavirran 210 virtausreittiä pidentä30 västi, jolloin avauksen 203 resonoiva mitta 215 pitenee ja avauksen 203 resonanssitaajuus siirtyy alemmille taajuuksille. Tällä on avauksen 203 kokoa pienentävä vaikutus, koska taajuussiirtymä kompensoidaan tavallisesti rakosäteilijän 207 kokoa pienentämällä. Tällä on vastaavasti matalaemissiviteettipinnan 103 lämpöhukkaa pienentävä vaikutus.The closed edge curve 223 of the exemplary opening 203 of Figure 6b comprises a first edge curve part 221 and a second edge curve part 222, wherein both the first edge curve part 221 and the second edge curve part 222 are arranged to be meandering. The width of said opening 203 is not uniform but varies as a function of position. Arranging said edge curve portions in a meandering manner provides beneficial effects on the electrical operation of the slot radiator 207. The meandering portion of the curve acts to extend the flow path 30 of the resonating surface current 210 formed on the low ejection surface 103, thereby extending the resonant dimension 215 of the opening 203 and shifting the resonant frequency of the opening 203 to lower frequencies. This has the effect of reducing the size of the opening 203 because the frequency offset is usually compensated by reducing the size of the gap radiator 207. Correspondingly, this has the effect of reducing heat loss on the low-emitting surface 103.
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Kuvassa 6b on esitetty, kuinka nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon kaltaisessa toteutuksessa avauksen mutkittelevalla reunakäyrän osiolla voidaan vaikuttaa virtasilmukan 210 virtausreittiä pidentävästi. Tämän lisäksi erityinen rakosäteilijän sähköistä toimintaa parantava ilmiö saavutetaan sillä, että nyt esitetyn virtasilmukan 210, sekä avauksen 203 jonkin toisen reunan rajaamalla matalaemissiviteettipinnan alueella virtaava paluuvirta 213 voidaan pakottaa virtaamaan etäämmällä toisistaan. Tällä ilmiöllä on erityisen edullinen vaikutus rakosäteilijän hyötysuhteeseen, kaistanleveyteen, sekä resonanssissa ilmenevän impedanssin säätömahdolli10 suuksiin. Mainitun impedanssin säätämiseen vaikuttaa lisäksi myös avauksen 203 sisäpuolelle indusoituva sähkömotorinen voima, jonka sijaintia, sekä voimakkuutta voidaan kontrolloida järjestämällä avauksen jokin reunakäyrä mutkittelevaksi. Mainittua ilmiötä, jossa rakosäteilijän hyötysuhdetta ja kaistanleveyttä parannetaan, voidaan selittää sillä, että tyypillisesti vastakkais15 suuntaisesti, eli eromuotoisesti virtaavat, ns. differentiaaliset virrat, eivät ole tehokkaita säteilijöitä, mikäli vastakkaiset virrat kulkevat lähellä toisiaan. Kun kuvatun esimerkin mukaisesti eromuotoista pintavirtaa häiritään, rakenteen toimintaa säteilijänä voidaan tehostaa.Figure 6b illustrates how, in an embodiment such as a preferred embodiment of the present invention, a curved portion of the opening curve can be applied to extend the flow path of the current loop 210. In addition, a special phenomenon improving the electrical operation of the gap radiator is achieved by the fact that the current stream loop 210, as well as the return stream 213 flowing in the region of low emptying surface delimited by another edge of opening 203, can be forced to flow farther apart. This phenomenon has a particularly beneficial effect on the efficiency of the gap radiator, bandwidth, and the possibility of adjusting the impedance in the resonance. The adjustment of said impedance is further influenced by an electromotive force inducible inside the opening 203, the position and intensity of which can be controlled by arranging some edge curve of the opening. Said phenomenon of improving the efficiency and bandwidth of a gap radiator can be explained by the fact that the so-called "fluxes" are typically flowing in the opposite direction, that is, in a differential fashion. differential currents, are not efficient radiators if opposing currents travel close to each other. By interfering with the differential surface current as described in the example, the function of the structure as a radiator can be enhanced.
Nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen toteutus on esitetty kuvissa 6b ja 6c, joissa avauksen 203 reuna käsittää osion, joka on järjestetty mutkittelevaksi siten, että matalaemissiviteettipinnasta 103 rajautuu suljetun verhokäyrän 224 rajaaman alueen sisäpuolinen matalaemissiviteettipinnan 103 sähköä johtava alue 231, jonka kohdalla rakosäteilijää ympäröivä suljettu verhokäyrä 224 ei ole yhtenevä avauksen 203 suljetun reunakäyrän 223 kanssa. Mainittu alue 231 voidaan edullisesti järjestää siten, että sähköä johtavaa aluetta 231 rajaava reunakäyrän osio 221 määrittelee kaksi tai useampia avauksen osioita, jotka on järjestetty ainakin osittain limittäin. Mainitut osiot on järjestetty etäisyyden 234 päähän toisistaan, jossa etäisyys 234 rajoittaa sähköä johtavaan alueeseen 231 muodostuneiden differentiaalisten virta-alkioiden välisen etäisyyden, jossa mainitut differentiaaliset virta-alkiot kulkevat yhtenäisen johdealueen vastakkaisilla reunoilla. Nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisessa järjestelyssä mainittu etäisyys 234 on järjestetty alle toimintataajuuden aallonpituuden kymmenesosan pituiseksi. Esimerkinomaisesti voidaan6b and 6c, wherein the edge of the opening 203 comprises a section arranged to be curved such that the low-emptying surface 103 is delimited by an electrically conductive region 231 of the low-emptying surface 103 enclosed by a closed envelope 224, the closed envelope 224 does not coincide with the closed edge curve 223 of the opening 203. Said region 231 may advantageously be arranged such that the edge curve portion 221 defining the electrically conductive region 231 defines two or more opening portions arranged at least partially overlapping. Said portions are arranged at a distance 234 from each other, wherein the distance 234 limits the distance between the differential current elements formed in the conductive region 231, wherein said differential current elements extend at opposite edges of the continuous conductor region. In an arrangement according to a preferred embodiment of the present invention, said distance 234 is arranged to be less than one tenth of the wavelength of the operating frequency. By way of example, one can
20185031 prh 11-01-2018 mainita, että esimerkiksi taajuusalueiden 800 ja 900 MHz lähettyvillä toimivilla rakosäteilijöillä alle 50 mm:n etäisyydelle toisistaan järjestetyt differentiaaliset virta-alkiot alkavat vaikuttaa toisiaan kumoavasti, ja alle 10 mm:n etäisyydellä virtojen toisiaan kumoava vaikutus on jo huomattava. Differentiaalisten virta5 alkioiden etäisyyden 234 ollessa alle 5 mm etäisyydellä toisistaan, limittäisten avauksen 203 osioiden rajaaman alueen 231 sisällä olevat vastakkaissuuntaiset virta-alkiot 232 ja 233 kumoavat toisiaan sivusuunnassa, ja virtasilmukan 210 määräävän virran suuntainen pintavirta voimistuu mainituilla johtavilla alueilla.20185031 prh 11-01-2018 For example, with working slot radiators in the 800 and 900 MHz bands, differential current elements arranged less than 50 mm apart start to have a mutually exclusive effect, and at mutes less than 10 mm the mutual canceling effect of the currents is already significant . When the distance 234 of the differential current elements is less than 5 mm apart, the opposite current elements 232 and 233 within the area 231 delimited by the overlapping opening portions 203 overlap each other, and the surface current in the direction of the current loop 210 is amplified.
Keksinnön eräässä edullisessa suoritusmuodossa mainittu ainakin yksi avaus 203 on järjestetty muodostamaan sähkökenttä siten, että mainitut ainakin osittain limittäiset reunat ovat limittäisiä reunojen yli vaikuttavan sähkökentän suunnassa.In a preferred embodiment of the invention, said at least one opening 203 is arranged to form an electric field such that said at least partially overlapping edges are overlapping in the direction of the electric field acting over the edges.
Kuvassa 6b on esitetty differentiaalisten virta-alkioiden 232 ja 233 muodostuminen avauksen 203 reunakäyrän osion 221 muodostamiin osioihin, jossa avauksen 203 reunan osioita on järjestetty osittain limittäisiksi. Saapuvan tasoaallon 301 kantama sähkömagneettinen energia toimii herätteenä matalaemissiviteettipintaan 103 järjestettyjen avausten 203 reunoille muodostuville vastakkaissuuntaisille varausjakaumille. Mainitut varausjakaumat toimivat pintavirran 210 lähteinä, jossa mainittu pintavirta 210 jakautuu yhteismuotoiseen ja eromuotoiseen virtamoodiin suljetun verhokäyrän 224 määrittämällä radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201 käsittämällä matalaemissiviteettipinnan 103 alueella. Kuvassa 6b on havainnollisuuden vuoksi eroteltu differentiaaliset virta-alkiot 232’ ja 233’ muista merkityistä virtaalkioista 232 ja 233. Mainitut virta-alkiot 232’ ja 233’ muodostavat voimakkaamman amplitudin kuin muut mainitut virta-alkiot 232 ja 233, koska jälkimmäiset virta-alkiot on järjestetty nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisessa rakenteessa toisiaan kumoavaksi. Nyt esitetty järjestely saa mutkitelevan reunakäyrän 221 osion käyttäytymään kuten leveä avaus matalaemissiviteettipinnassa. Nyt esitetty järjestely parantaa rakosäteilijänä toimivan kapean viivamaisen avauksen 203 hyötysuhdetta ja kaistanleveyttä, erityisesti, kun avauksen leveys on alle 500Figure 6b illustrates the formation of differential current elements 232 and 233 in portions formed by portion 221 of the edge curve of opening 203, wherein the edge portions of opening 203 are arranged partially overlapping. The electromagnetic energy carried by the incoming planar wave 301 acts as an excitation for opposite charge distributions at the edges of the openings 203 provided on the low-emitting surface 103. Said charge distributions serve as sources for surface current 210, said surface current 210 dividing into a common and differential current mode by a closed envelope 224 defining a radio-transmissive aperture 201 comprising a low-emptivity surface 103. In Fig. 6b, for the sake of illustration, differential current elements 232 'and 233' are distinguished from other marked current elements 232 and 233. Said current elements 232 'and 233' form a stronger amplitude than the other said current elements 232 and 233, since the latter current elements are arranged in a structure according to a preferred embodiment of the present invention as mutually exclusive. The arrangement shown now causes a portion of the meandering edge curve 221 to behave like a wide opening in a low ejection surface. The present arrangement improves the efficiency and bandwidth of the narrow linear aperture 203, which acts as a slot emitter, especially when the aperture width is less than 500
20185031 prh 11-01-2018 um, ja kun avaus on toteutettu epäideaalisena sähkönjohteena toimivaan matalaemissiviteettipintaan.20185031 prh 11-01-2018 um, and when the opening is made to a non-ideal low conductivity surface acting as a conductor.
Kuvassa 6c on lisäksi havainnollistettu kuvassa 6b esitetyn esimerkin kaltaisen 5 avauksen 203 toteuttamista jollakin kapean viivamaisen avauksen tuottavalla laitteella, kuten esimerkiksi laserilla. Avaus 203 voidaan järjestää matalaemissiviteettipintaan 103 edullisesti yksittäistä mutkittelevaa tai haarakkeista viivaa käyttäen. Mainittu viiva voi olla leveydeltään edullisesti alle 200um.Fig. 6c further illustrates the implementation of an opening 203 similar to the example shown in Fig. 6b by means of a device for producing a narrow linear opening, such as a laser. The opening 203 may be provided on the low-ejection surface 103 preferably using a single meandering or branching line. Preferably, said line may be less than 200 µm wide.
Pystypolarisoidut rakosäteilijät sähköä johtavan hilarakenteen yhteydessäVertical polarized gap radiators in a conductive grid structure
Nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista kapeaa viivamaista avausta 203 voidaan käyttää tehostamaan tasoaallon 301 sähkö15 magneettisen energian läpäisyä sähköä johtavan hilarakenteen 220 lävitse. Sähköäjohtava hilarakenne 220 voi käsittää metalliset sälekaihtimet. Sähköä johtava hilarakenne voi myös käsittää toiseen matalaemissiviteettipintaan 103 järjestetyn taajuusselektiivisen pinnan. Kuvissa 7a—7c on esitetty eräs esimerkki tällaisesta rakenteesta.The narrow linear opening 203 according to a preferred embodiment of the present invention may be used to enhance the passage of the magnetic energy 15 of the plane wave 301 through the electrically conductive lattice structure 220. The electrically conductive lattice structure 220 may comprise metal venetian blinds. The electrically conductive lattice structure may also comprise a frequency selective surface provided on the second low ejection surface 103. Figures 7a-7c show an example of such a structure.
Tavallisesti vaakatason suuntaiset sälekaihtimet käsittävät useita ohuita metallisia liuskoja 216, joiden asentoa 217 voidaan kääntää ikkunan läpäisevän valon määrän säätämiseksi. Metalliset sälekaihtimet tunnetusti häiritsevät sähkömagneettisen energian läpäisyä ikkunan lävitse. Esimerkiksi patentissaTypically, the horizontal blinds comprise a plurality of thin metal strips 216 whose position 217 can be rotated to adjust the amount of light transmitted through the window. Metal blinds are known to interfere with the passage of electromagnetic energy through a window. For example, in a patent
US5364685A - Central Glass Company on esitetty kahdessa orientaatiossa lasin selektiivipintaan toteutetun sähköä johtavan hilarakenteen läpäisyvaimennuksia. Patentissa todetaan mittauksin, että saapuvan aallon polarisaation ollessa hilarakenteen liuskojen suuntainen, vaimennus on merkittävä, kun taas polarisaation ollessa liuskojen suuntaan nähden ortogonaalinen, läpäisy on tehokkaampaa. Metallisten sälekaihtimien tapauksessa tämä tarkoittaa horisontaalisen polarisaation läpäisyn voimakasta häiriintymistä, kun metalliset sälekaihtimet on orientoituna horisontaalisesti.US5364685A - Central Glass Company discloses permeation damping of an electrically conductive lattice structure implemented on a selective surface of glass. The patent states by measurements that when the polarization of the incoming wave is parallel to the lattice structure strips, the attenuation is significant, while the polarization is orthogonal to the strip direction, the transmission is more efficient. In the case of metal venetian blinds, this means severe interference in the transmission of horizontal polarization when the metal venetian blinds are oriented horizontally.
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Läpäisevän aallon vaimennuksen lisäksi metalliset liuskat voivat häiritä selektiivikalvoon toteutetun taajuusselektiivisen pinnan toimintaa merkittävästi. Metallisten liuskojen läheisyys voi häiritä taajuusselektiivisten pintojen toimintaa ainakin kahdella tavalla. Ensimmäinen häiriö pinnan toiminnalle aiheutuu lä5 hekkäisen metallin aiheuttamasta lähikentän kuormituksesta. Tämä tarkoittaa sitä, että metallisten sälekaihtimien metalliosat kytkeytyvät kontrolloimattomasti osaksi taajuusselektiivisen pinnan suodinelementtejä ja virittävät niiden toimintataajuutta ja läpäisyimpedanssia ei-halutusti. Toinen häiriö taajuusselektiivisen pinnan toiminnalle aiheutuu hallitsemattoman metalliliuskan ei-ha10 lutuista heijastuksista. Toisin sanoen osa sähkömagneettisen aallon signaalista heijastuu metallisten sälekaihtimien metalliosista takaisin tulosuuntaansa.In addition to transmitting wave attenuation, metal strips can significantly interfere with the frequency selective surface applied to the selective film. The proximity of the metal strips can interfere with the function of the frequency-selective surfaces in at least two ways. The first disturbance to the surface function is due to the near-field loading caused by the hot metal. This means that the metal parts of the metal venetian blinds are uncontrollably coupled to the filter elements of the frequency selective surface and unwantedly tuned to their operating frequency and transmission impedance. Another interference with the function of the frequency-selective surface is due to non-controlled reflections of the uncontrolled metal strip. In other words, part of the signal from the electromagnetic wave is reflected from the metal parts of the metal venetian blinds back into its upstream direction.
Kuvissa 7a, 7b ja 7c on esitetty nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisen radiosignaalia läpäisevä apertuurin 201 käsittämän rakosäteilijäryhmän 202 rakosäteilijöitä 207, joissa kapeiden viivamaisten avausten 203 muodostamat rakosäteilijät 207 on järjestetty vastaanottamaan tasoaaltoa 301, ja/tai uudelleenlähettämään koherentti aaltorintama 302 sähköä johtavan hilarakenteen 220 lävitse ainakin osittain vertikaalisesti polarisoituna.Figures 7a, 7b and 7c show slit radiators 207 of an aperture 201 transmitting a radio signal through an aperture 201 according to a preferred embodiment of the present invention, wherein slit radiators 207 formed by narrow linear apertures 203 are arranged to receive a plane wave 301 220 at least partially vertically polarized.
Sähköä johtava hilarakenne 220 käsittää useita, edullisesti horisontaalitasoon asemoituja sähköä johtavia liuskoja 216, jotka on järjestetty kulmassa 217 nyt esillä olevan matalaemissiviteettipinnan 103 läheisyyteen. Sähköä johtavan liuskan 216 orientaatio 217 määrittelee hilarakenteen sähköä johtavien liusko25 jen projektion 218 matalaemissiviteettipinnassa. Vastaavasti sähköä johtavan liuskan 216 orientaatio 217 määrittelee myös hilarakenteen sähköä johtamattomien alueiden projektion 219 matalaemissiviteettipinnassa.The electrically conductive lattice structure 220 comprises a plurality of, preferably horizontal, electrically conductive strips 216 disposed at an angle 217 adjacent to the present low ejection surface 103. The orientation 217 of the electrically conductive strip 216 defines the projection 218 of the grid structure of the electrically conductive strip 25 on the low-emptying surface. Correspondingly, the orientation 217 of the electrically conductive strip 216 also defines the projection 219 of the grid structure on the low emptying surface of the non-conductive regions.
Nyt esillä olevan keksinnön mukaisen radiosignaalia läpäisevän apertuurinA radio-transmitting aperture according to the present invention
201 käsittämän rakosäteilijän 207 erään edullisen suoritusmuodon mukainen kapea viivamainen avaus 203 on järjestetty tuottamaan saapuvan tasoaallon 301 sähkökenttävektorista 308 ensimmäinen positiivinen varausjakauma 208 sekä ensimmäinen negatiivinen varausjakauma 209 kapean viivamaisen avauksen reunoilla ja joissa näiden kahden vastakkaismerkkisen varaustihey35 den indusoima sähkömotorinen voima 204 vaikuttaa kapean viivamaisenA narrow linear opening 203 according to a preferred embodiment of slot radiator 207 is arranged to provide a first positive charge distribution 208 and a first negative charge distribution 209 of the electric field vector 308 of incoming plane 301 at the edges of the narrow linear opening and wherein the
20185031 prh 11-01-2018 avauksen 203 reunakäyrän rajaamalla sähköä johtamattomalla alueella ja jossa sähkömotorinen voima 204 on järjestetty ainakin osittain vertikaaliseksi. Tässä esitetyn rakosäteilijän 207 erään edullisen suoritusmuodon mukainen järjestely käsittää lisäksi kapean viivamaisen avauksen 203 muodostaman oi5 kosuljetun päädyn 205 sekä tätä oikosuljettua päätyä 205 kiertävän virtasilmukan 210. Rakosäteilijän käsittämä sähkömotorinen voima 204 sekä siihen kytkeytyvä virtasilmukka 210 muodostavat resonanssitaajuudella värähtelevän resonoivan järjestelmän, jonka emittoima sähkömagneettinen säteily on ainakin osittain vertikaalisesti polarisoitua. Nyt esitetty kapea viivamainen avaus 203 käsittää lisäksi myös toisen oikosuljetun päädyn 205 sekä sitä kiertävän toisen virtasilmukan 210.20185031 prh 11-01-2018 the boundary curve of the opening 203 in an area of no electrical conductivity and wherein the electromotive force 204 is arranged at least partially vertical. The arrangement according to a preferred embodiment of the gap radiator 207 disclosed herein further comprises a slidable opening 205 formed by a narrow linear opening 203, and a current loop 210 circulating said shorted end 205. at least partially vertically polarized. The present narrow linear opening 203 also comprises a second short-circuit end 205 and a second current loop 210 circulating therethrough.
Tässä esitetyn kaltainen ainakin osittain vertikaalisesti polarisoitu rakosäteilijä 207 mahdollistaa langattoman signaalin välittämisen metallisten sälekaihtimien käsittämän ikkunan lävitse. Metalliset sälekaihtimet käsittävät useita metallisia liuskoja horisontaalisesti orientoituna, mutta näiden välillä ei ole sähköä johtavaa metallista kontaktia. Tässä esitetyn kaltaisen kapean viivamaisen avauksen 203 oikosuljetun päädyn 205 kiertävä virtasilmukka 210 käsittää virtamaksimin, jonka virtaussuunta on vertikaalinen. Mikä tahansa johteessa virtaava sähkövirta kytkee ympärillä oleviin johteisiin vastakkaissuuntaisen sähkövirran, mutta tässä tapauksessa vertikaalisesti orientoitu virtasilmukka 210 ei kytke vastakkaissuuntaista sähkövirtaa metallisten sälekaihtimien metalliliuskoihin, koska sälekaihtimen metalliliuskojen väleissä vertikaalisen virran kulkureitti on katkottuna.At least partially vertically polarized slit radiator 207, as disclosed herein, enables wireless signal transmission through a window of metal slatted blinds. The metal venetian blinds comprise a plurality of metal strips oriented horizontally, but there is no electrically conductive metal contact between them. A current loop 210 circulating a short-circuit end 205 of a narrow linear opening 203 as shown herein comprises a current maximum having a vertical flow direction. Any electric current flowing in the conductor switches the opposite conductive current to the surrounding conductors, but in this case, the vertically oriented current loop 210 does not connect the opposite electric current to the metal strips of the metal venetian blinds since the vertical current passage is interrupted.
Tässä esitetyn kaltainen ainakin osittain vertikaalisesti polarisoitu rakosäteilijä 207 on järjestetty aikaansaamaan sähkömotorinen voima 204, joka on ainakin osittain vertikaalisesti orientoitu. Tämä sähkömotorinen voima ei kytke sähkökentän suuntaista yhtenäistä pintavirtamattoa metallisten sälekaihtimien metalliliuskoihin, koska sälekaihtimen metalliliuskojen väleissä vertikaalisen virran kulkureitti on katkottuna.At least partially vertically polarized slit radiator 207, as shown herein, is arranged to provide an electromotive force 204 that is at least partially vertically oriented. This electromotive force does not connect a uniform surface current mat in the direction of the electric field to the metal strips of the metal venetian blinds, because the vertical flow path between the venetian metal strips is interrupted.
Tässä esitetyn kaltainen ainakin osittain vertikaalisesti polarisoitu rakosäteilijä 207 mahdollistaa sähkömagneettisen energian vastaanottamisen ja uudel55At least partially vertically polarized slit radiator 207, as disclosed herein, allows the reception and re-use of electromagnetic energy.
20185031 prh 11-01-2018 leensäteilyn radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201 käsittämän eristyslasielementin 100 lävitse, kun eristyslasielementti 100 on järjestetty metalliset sälekaihtimet käsittävään ikkunaan.20185031 prh 11-01-2018 through an insulating glass element 100 comprised of an aperture 201 transmitting a radio signal of flame radiation when the insulating glass element 100 is provided in a window comprising metal blinds.
Nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon kaltainen toteutus käsittää eristyslasielementin 100, jossa radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201 on järjestetty ensimmäiseen matalaemissiviteettipintaan 103, sekä sen lisäksi toisen matalaemissiviteettipinnan 103, johon on järjestetty tasomainen taajuusselektiivinen suodin 109, jossa taajuusselektiivinen suodin 109 käsittää useita edullisesti horisontaalitasoon järjestettyjä sähköä johtavia liuskoja 216. Ensimmäinen ja toinen matalasemissiviteettipinta 103 voivat olla järjestettyinä samaan eristyslasielementtiin 100. Ensimmäinen ja toinen matalaemissiviteettipinta 103 voivat olla järjestettyinä myöskin samaan ikkunaan, jossa kumpikin on järjestettynä erillisiin puitteisiin.An embodiment such as a preferred embodiment of the present invention comprises an insulating glass element 100 having a radio-transmissive aperture 201 disposed on a first low-emptivity surface 103, and a second low-emptivity surface 103 provided with a planar frequency-selective tabs 216. The first and second low-emptiness surface 103 may be arranged in the same insulating glass element 100. The first and second low-emptiness surface 103 may also be arranged in the same window, each arranged in a separate frame.
Menetelmä ja järjestely matalaemissiviteettipinnassa muodostuvien johdehäviöiden pienentämiseksi differentiaalisten virta-alkioiden kumoamisellaA method and arrangement for reducing conductor losses in a low ejection surface by canceling differential current elements
Nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen toteutus kumoaa mainittuja vastakkaissuuntaisia säteilyhyötysuhdetta heikentäviä virtoja, jolloin yksittäisiä kapeita avauksia 203 saadaan tehokkaammiksi säteilijöiksi. Nyt esillä olevan keksinnön mukaista menetelmää voidaan soveltaa kapeisiin avauksiin, joissa avausten leveys on edullisesti alle 200 um, ja joissa yksittäiset avaukset on järjestetty keskenään ainakin osittain limittäin. Menetelmää voidaan soveltaa myös yksittäisten avausten 203 osioihin, jossa yksittäisen avauksen differentiaaliset virrat kumoavat toisiaan avauksen ainakin joissain rakosäteilijäryhmän 202 keskittyneitä säteilylähteitä 303 käsittävän avauksen 203 osioissa. Menetelmä heikentää differentiaalisten virtojen amplitudien suhdetta yhteismuotoisten virtojen amplitudeihin rakosäteilijänä toimivan avauksen 203 reunakäyrien osuuksilla, jossa mainitut virrat keskittyvät rakosäteilijäryhmää 202 tai radiosignaalia läpäisevää apertuuria 201 määrittävän suljetun verhokäyrän 224 rajaamalle matalaemissiviteettipinnan 103 alueelle.An embodiment according to a preferred embodiment of the present invention overrides said reverse radiative efficiency streams, thereby making individual narrow openings 203 more efficient radiators. The method of the present invention can be applied to narrow apertures, wherein the apertures are preferably less than 200 µm wide, and wherein the individual apertures are arranged at least partially overlapping with one another. The method may also be applied to portions of the individual apertures 203, wherein the differential currents of the individual aperture cancel each other in at least some portions of the aperture 203 comprising the focused radiation sources 303 of the gap radiator array 202. The method attenuates the relationship between the amplitudes of the differential currents and the amplitudes of common currents by portions of the edge curves of the slot 203 opening, where said currents are centered on the bounded curve region 224 of the envelope 103 defining the slot group 202 or the radio transmitting aperture 201.
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Nyt esitetylle menetelmälle on ominaista, että differentiaalisten virta-alkioiden toisiaan kumoava vaikutus ilmenee samalla johdepinnan alueella ilman, että mainittuja virtoja olennaisesti erottaa niiden väliin jäävä sähköä johtamaton alue. Mainitut virrat siis summautuvat yksittäisen johtimen alueella siten, että mainittujen virta-alkioiden jäljelle jäävät vastakkaissuuntaiset virta-alkiot vihaavat sähköä johtamattomalla avauksella mainituista virta-alkioista erotettuna. Esimerkinomaisesti voidaan mainita kolme lähekkäistä sähköistä johdealuetta, joita erottaa toisistaan kaksi avausta. Mainittujen avausten osioissa, molempien avausten molemmin puolin voi virrata vastakkais10 suuntaiset virta-alkiot. Täsmällisemmin sanottuna, kolmen johdepinnan välisten kahden avauksen reunoilla voi kulkea neljä avauksen reunan suuntaista virta-alkiota, joista keskimmäisessä johtimessa kaksi vastakkaissuuntaista virta-alkiota summautuvat, ja kumoavat toisiaan.The present method is characterized in that the mutually reversing effect of the differential current elements occurs in the same conductor surface area, without substantially separating said currents between the non-conductive region. Thus, said currents are summed in the region of a single conductor such that the remaining opposite current elements of said current elements hate to be electrically unopened separated from said current elements. By way of example, three adjacent electrical conductor regions can be mentioned, separated by two openings. In the sections of said openings, current elements in opposite directions may flow on both sides of both openings. Specifically, the edges of two openings between the three conductor surfaces can pass through four current-directional current elements, of which in the middle conductor the two opposite-current current elements are summed and canceled.
Nyt esillä oleva keksintö kompensoi heikosti sähköä johtavan matalaemissiviteettipinnan häviöistä tyypillisesti johtuvaa hyötysuhteen heikentymistä kasvattamalla läpäisyn signaalin hyötysuhdetta usean keskittyneen rakosäteilijän muodostamalla koherentilla aaltorintamalla, jossa yksittäisten keskittyneiden säteilylähteiden 303 muodostavien avausten 203 välisten sähköä johtavien alueiden leveydet 234 järjestetään keskenään epäsymmetrisiksi, jossa välimatkat 234 määrittävät ainakin osittain limittäisten differentiaalisia virtaalkioita muodostavia avausten 203 osuuksien välimatkoja. Mainittu epäsymmetrinen jako voi käsittää leveyksiä, jotka on järjestetty alle 5 mm:n mittaisiksi, sekä etäisyyksiä, jotka on järjestetty yli 10 mm:n mittaisiksi.The present invention compensates for the loss of efficiency typically caused by low conductivity low surface conductivity surface loss by increasing the throughput signal efficiency on a coherent wavefront formed by a plurality of focused gap radiators in which at least one of the three the distances of portions of openings 203 forming differential current elements. Said asymmetric spacing may include widths arranged to be less than 5 mm, as well as distances arranged to be more than 10 mm.
Nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen järjestely käsittää useita kapeita viivamaisia avauksia 203, jotka on järjestetty lähekkäisiksi siten, että mainittujen avausten reunoilla kulkevat virrat vuorovaikuttavat keskenään siten, että mainittujen virtojen summautuminen ja osit30 täinen toistensa kumoaminen tehostavat ryhmänä toimivan järjestelyn toimintaa etäällä toisistaan järjestettyjen avausten suoritustasoon nähden.An arrangement according to a preferred embodiment of the present invention comprises a plurality of narrow linear openings 203 arranged in close proximity such that currents flowing at the edges of said openings interact with each other so that the summing of said currents and partial reversal of each other enhance the operation of the performance.
Kuva 8a esittää nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon kaltaisen rakosäteilijäryhmän 202, jossa on esimerkinomaisesti kuvattu kolmeFig. 8a shows a slit radiator array 202 of an advantageous embodiment of the present invention, exemplified by three
20185031 prh 11-01-2018 erillistä kapeaa viivamaista avausta 203’, 203” ja 203’” matalaemissiviteettipinnassa 103, joista avaus 203” sijaitsee keskimmäisenä.20185031 prh 11-01-2018 Separate narrow linear openings 203 ', 203 "and 203'" on the low side surface 103, of which the opening 203 "is located in the middle.
Kuvan 8a esimerkissä saapuvan tasoaallon 301 sähkökenttävektori 308 5 indusoi dielektrisen materiaalin pinnalle järjestetyn matalaemissiviteettipinnanIn the example of Figure 8a, the electric field vector 308 5 of the incoming planar wave 301 induces a low ejection surface arranged on the surface of the dielectric material
103 käsittämiin avauksiin 203 sähkömotoriset voimat 204, jossa mainitun sähkömotorisen voiman määräävän sähkökentän maksimi määräytyy avauksen avoimen päädyn 206 alueelle, sekä avauksen molemmin puolin sijaitsevat vastakkaismerkkiset varausjakaumat 208/209, ja avausten oikosuljettuja päätyjä resonanssissa kiertävät virrat 210. Mainitut virrat on tarkennuksen vuoksi esitetty virtasilmukoiden 210, sekä differentiaalisten virtaalkioiden 232 ja 233 avulla, jossa mainitut differentiaaliset virta-alkiot kuvaavat avauksen osion matkalla lähekkäisesti vihaavia vastakkaissuuntaisia virtoja avauksen vastakkaisilla reunoilla. Virta-alkio 233 voidaan tulkita paluu15 suuntaiseksi virraksi virta-alkioon 232 nähden.103, electromotive forces 204, wherein the maximum electric field defining said electromotive force is defined in the region of the open end 206 of the opening, and opposite-sign charge distributions 208/209 on both sides of the opening, and , as well as differential current elements 232 and 233, wherein said differential current elements depict oppositely directed currents at opposite edges of the opening along the opening portion. Current element 233 may be interpreted as a reverse 15 current relative to current element 232.
Nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen järjestely käsittää lähekkäin järjestettyjen kapeiden viivamaisten avausten 203 osioiden järjestämisen ainakin osittain limittäisesti siten, että vierekkäisten avausten käsittämät differentiaaliset virta-alkiot kumoavat toisiaan. Näin aikaansaadaan rakosäteilijänä toimivan kapean viivamaisen avauksen hyötysuhteen merkittävä parantuminen, kun rakosäteilijä on toteutettu epäideaalisena johdepintana toimivaan matalaemissiviteettipintaan, kuten esimerkiksi selektiivilasin metallioksidipinta. Mainitut limittäiset avausten osiot voivat edullisesti käsittää yksittäisen avauksen osioita, jotka on keskenään järjestetty limittäisiksi avauksen reunakäyrän järjestämisellä mutkittelevaksi. Mainitut limittäiset avausten osiot voivat edullisesti käsittää myös erillisten avausten osioita, joita on järjestetty limittäisiksi nyt esitetyllä tavalla.An arrangement according to a preferred embodiment of the present invention comprises arranging portions of closely spaced narrow linear openings 203, at least partially overlapping, so that the differential current elements of adjacent openings cancel each other out. This provides a significant improvement in the efficiency of the narrow linear opening as a slit radiator when the slit radiator is implemented on a low emptying surface which acts as a non-ideal conductive surface, such as a metal oxide surface of a selective glass. Said overlapping opening portions may advantageously comprise single opening portions arranged to overlap with one another by arranging the opening edge curve. Said overlapping opening portions may also advantageously comprise separate opening portions arranged in an overlapping manner as shown.
Mainitut differentiaaliset virta-alkiot eivät toimi säteilyn lähteinä tehokkaasti, koska yksittäisen kapean avauksen vastakkaisilla reunoilla ne vihaavat vastakkaissuuntaisesti, eivätkä siten vahvista toisiaan. Mainitut differentiaaliset virrat kuitenkin muuttavat matalaemissiviteettipintaan järjestettyyn rakosäteilijään 207 vastaanotettua sähkömagneettista säteilyä tehokkaasti lämmöksi johdehäviöiden vaikutuksesta. Lasien pinnoissa käytettävienSaid differential current elements do not function effectively as sources of radiation, because at the opposite edges of a single narrow opening they hate in the opposite direction and thus do not reinforce each other. However, said differential currents effectively convert the electromagnetic radiation received by the gap emitter 207 into the low emitted surface into heat by the action of conductive losses. For use on glass surfaces
20185031 prh 11-01-2018 pinnoitteiden sähkönjohtavuudet ovat tyypillisesti selkeästi esimerkiksi kuparia heikompia, jolloin resistiiviset häviöt voivat olla huomattavia.20185031 prh 11-01-2018 The electrical conductivity of coatings is typically clearly weaker than, for example, copper, whereby resistive losses can be considerable.
Kun sähkömagneettinen aalto kohtaa sähköä johtavaan pintaan muodostetun 5 avauksen 203 ja siten muodostaa uuden säteilyn lähteenä toimivan rakosäteilijän, saapuvan aallon ja sähköä johtavan matalaemissiviteettipinnanWhen an electromagnetic wave encounters an opening 203 formed on an electrically conductive surface, thereby forming a new gap source radiator, an incoming wave, and an electrically conductive low emissivity surface
103 rajapinnassa tapahtuu impedanssien epäsovituksesta johtuva heijastus, jonka voimakkuus riippuu sähkömagneettisen aallon aaltoimpedanssin ja matalaemissiviteettipinnan 103 pintaimpedanssin erosta eri tarkastelu10 taajuuksilla.At the 103 interface, there is reflection due to impedance mismatch, the intensity of which depends on the difference between the surface impedance of the electromagnetic wave and the low-side surface 103 at different frequencies10.
Mainitun pintaimpedanssin reaaliosa käsittää rakosäteilijän muodostamasta säteilyhäviöstä johtuvan säteilyresistanssin sekä johdepinnan epäideaalisesta sähkönjohtavuudesta johtuvan ohmisen resistanssin. Mainittu säteilyresis15 tanssi kuvaa tavoiteltavaa uudelleensäteiltäväksi tehoksi päätynyttä sähkömagneettista energiaa, kun taas mainittu ohminen häviöresistanssi heikentää rakenteen hyötysuhdetta muuttamalla sähkömagneettista energiaa lämmöksi matalaemissiviteettipinnassa.The real part of said surface impedance comprises the radiation resistance due to the radiation loss formed by the gap radiator and the ohmic resistance due to the non-ideal conductivity of the conductor surface. Said radiation resistivity 15 dance describes the desired electromagnetic energy, which has ended up to be re-irradiated, while said ohmic loss resistance reduces the efficiency of the structure by converting the electromagnetic energy into heat at a low-emission surface.
Nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisessa järjestelyssä avausten 203 osioita järjestetään lähekkäin siten, että lähekkäisten osioiden alueilla muodostuneet differentiaaliset virta-alkiot kumoavat toisiaan, jolloin sähkömagneettisen tasoaallon matalaemissiviteettipinnassa 103 kohtaaman pintaimpedanssin reaaliosan ohmista häviöresistanssia voidaan pienentää. Näin saadaan epäideaaliseen sähkönjohteeseen muodostettujen rakosäteilijöiden hyötysuhdetta tehostettua etäällä toisistaan sijaitseviin rakosäteilijöihin nähden.In an arrangement according to a preferred embodiment of the present invention, the portions of the openings 203 are arranged in close proximity such that the differential current elements formed in the regions of the adjacent portions cancel each other, thereby reducing the ohmic impedance of the real part impedance of the surface impedance In this way, the efficiency of the gap radiators formed in the non-ideal electrical conductor can be enhanced with respect to the gap radiators located far apart.
Nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen järjestely käsittää lähekkäin järjestettyjen kapeiden viivamaisten avausten 203 osioiden järjestämisen ainakin osittain limittäin siten, että vierekkäisten avausten käsittämät differentiaaliset virta-alkiot kumoavat toisiaan, ja näin ollen pienentävät matalaemissiviteettipinnassa muodostuvia resistiivisiä häviöitä.An arrangement according to a preferred embodiment of the present invention comprises arranging at least partially overlapping portions of closely spaced narrow linear openings 203 such that the differential current elements of adjacent openings cancel each other out and thereby reduce resistive losses in the low-emitting surface.
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Kuvan 8a esimerkissä ylimpänä kuvatun avauksen 203’ osa resonoivan virtasilmukan virroista on tässä yhteydessä kuvattu differentiaalisten virta-alkioiden 232’ ja 233’ avulla. Vastaavasti keskimmäisenä kuvatun avauksen 203” resonoiva virtasilmukka on tässä yhteydessä kuvattu differentiaalisten virta5 alkioiden 232” ja 233” sekä avauksen oikosuljetun päädyn 205 kiertävän virtasilmukan 210 avulla, ja alimpana kuvatun avauksen 203’” resonoiva virtasilmukka on tässä yhteydessä kuvattu differentiaalisten virta-alkioiden 232’” ja 233’” ja avauksen oikosuljetun päädyn kiertävän virran 210 avulla. Avaukset 203’, 203” ja 203’” voidaan edullisesti järjestää lähekkäisiksi siten, että differentiaalisten virta-alkioiden toisiaan kumoava vaikutus tehostuu. Esimerkinomaisesti, mutta ei poissulkevana tapauksena, voidaan mainita 900 MHz:n taajuusalueella resonoiva rakosäteilijäryhmä, jossa kahden vierekkäisen avauksen 203 reunoilla virtaavien ja toisiaan kumoavien vastakkaissuuntaisten differentiaalisten virta-alkioiden 232 ja 233 välimatka 234 on järjestetty edullisesti alle 30 mm:n mittaiseksi, joka vastaa toimintataajuuden aallonpituuden kymmenesosaa. Virta-alkioiden välimatkan ollessa alle 10 mm, vastakkaissuuntaiset virrat alkavat erityisen tehokkaasti kumota toisiaan. Differentiaalisten virta-alkioiden etäisyyden 234 ollessa alle 5mm etäisyydellä toisistaan, limittäisten avauksen 203 osioiden rajaaman alueen 231 sisällä olevat vastakkaissuuntaiset virta-alkiot 232 ja 233 kumoavat toisiaan sivusuunnassa, ja virtasilmukan 210 määräävän virran suuntainen pintavirta voimistuu mainituilla johtavilla alueilla.In the example of Figure 8a, a portion of the currents of the resonating current loop described above at the opening 203 'is described by the differential current elements 232' and 233 '. Similarly, the resonating current loop of the middle described opening 203 "is described herein by the differential current elements 232" and 233 "and the circulating current loop 210 of the short-circuited end 205 of the opening, and the resonating current loop of the lowest described opening 203 ' and 233 '' and opening by a short-circuiting current 210. The openings 203 ', 203 "and 203'" can advantageously be arranged in close proximity so that the mutually reinforcing effect of the differential current elements is enhanced. As an exemplary, but not exclusive, mention may be made of a slit radiator array resonating in the 900 MHz frequency band, wherein the spacing 234 of the opposite differential current elements 232 and 233 flowing at the edges of two adjacent openings 203 is mutually preferred to operate at less than 30mm tenth of a wavelength. At distances of less than 10 mm, the opposing currents begin to effectively cancel each other out. When the differential current elements 234 are less than 5mm apart, the opposite current elements 232 and 233 within the region 231 delimited by the overlapping portions of the opening 203 overlap each other, and the surface current in the direction of the current current 210 is amplified in said conductive regions.
Kuvan 8a esimerkissä avausten 203’, 203” ja 203” reunoille muodostuvat virtasilmukat eivät ole keskenään samanlaisia toisiaan kumoavien virtojen yhteisvaikutuksesta johtuen. Ylimmän avauksen 203’ differentiaalisista virtaalkioista 232’ käsittää voimakkaamman amplitudin kuin virta-alkio 233’, koska avauksen 203” virta-alkio 232” kumoaa osan mainitusta pintavirrasta. Vastaavasti alimman avauksen 203’” differentiaalisista virta-alkioista 233’” käsittää voimakkaamman amplitudin kuin virta-alkio 232’”. Keskimmäisen avauksen 203” differentiaaliset virta-alkiot 232” ja 233” eivät muodosta yhtä voimakasta epätasapainoa keskenään kuin reunimmaiset avaukset, mutta ovat amplitudiltaan kumpikin heikentyneitä uloimpien avausten uloimpiin virtaalkioihin sekä avausta kiertävän, yhteismuotoisena värähtelevään virta35 silmukkaan 210 nähden.In the example of Fig. 8a, the current loops formed at the edges of the openings 203 ', 203 "and 203" are not similar to each other due to the interaction of mutually canceling currents. The upper opening 203 'of the differential current elements 232' has a stronger amplitude than the current element 233 'because the opening 203 "current element 232" cancels out part of said surface current. Correspondingly, the lowest opening 203 '' of the differential current elements 233 '' has a stronger amplitude than the current element 232 ''. The middle current 203 "differential current elements 232" and 233 "do not form as intense an imbalance as the outermost openings, but are each amplified in amplitude to the outermost current embryos of the outermost openings and to the oscillating common loop 35 of the opening.
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Yllä kuvattu järjestely aikaansaa sen, että lähekkäisissä, edullisesti alle aallonpituuden kymmenesosan välimatkan päähän toisistaan sijoitetut ja toisiinsa nähden limittäiset kapeat viivamaiset avaukset tai avausten osiot, joilla differentiaaliset virrat ovat merkitykselliset, muodostavat ryhmittymän, jonka sisällä differentiaaliset virrat kumoavat toisiaan, mutta avausta kiertävät virtasilmukat 210 vahvistavat toisiaan, koska mainitut virtasilmukat virtaavat koherentisti, eli samassa vaiheessa ja samansuuntaisesti. Kuvan 8a esimerkissä avauksen oikosuljettua päätyä kiertävät virtasilmukat 210 muodostavat yhteismuotoisen, eli common-mode virtakuvion, jossa yksittäisten lähekkäin toisiaan järjestettyjen avausten virrat 210 muodostavat yhden, kaikkien limittäisten avausten oikosuljettuja päätyjä kiertävän virtakuvion. Kuvatulla järjestelyllä usean limittäisen avauksen oikosuljettuja päätyjä kiertävät virrat muodostavat leveää avausta kiertävää virtaa läheisesti muistuttavan virtakuvion. Esimerkinomaisesti leveän avauksen leveydeksi voidaan mainita n. 2-5 cm.The above arrangement causes narrow, linear openings, or portions of openings, in which proximal currents are significant, to form interleaved amplitudes, but close to each other, with narrow, linear openings or portions of openings where the differential currents are significant. each other because said current loops flow coherently, i.e. in the same phase and in parallel. In the example of Fig. 8a, the current loops 210 rotating the short-circuited end of the opening form a common-mode current pattern, where the currents 210 of the individual openings arranged in close proximity to each other form a single current pattern. With the arrangement described, the currents circulating the short-circuited ends of the plurality of overlapping openings form a current pattern closely resembling that of a wide opening. By way of example, a wide opening may be mentioned as being about 2 to 5 cm wide.
Nyt esillä oleva keksintö kompensoi heikosti sähköä johtavan matalaemissiviteettipinnan häviöistä tyypillisesti johtuvaa hyötysuhteen heikentymistä kasvattamalla läpäisyn signaalin hyötysuhdetta usean keskittyneen rako20 säteilijän muodostamalla koherentilla aaltorintamalla, jossa yksittäisten keskittyneiden säteilylähteiden 303 muodostavien avausten 203 välisten sähköä johtavien alueiden leveydet 234 järjestetään keskenään epäsymmetrisiksi siten, että välimatkat 234 määrittävät ainakin osittain limittäisten differentiaalisia virta-alkioita muodostavia avausten 203 osuuksien välimatkoja, joissa mainitut differentiaaliset virta-alkiot kumoavat toisiaan. Mainittu epäsymmetrinen jako voi käsittää leveyksiä, jotka on järjestetty alle 5 mm:n mittaisiksi, sekä etäisyyksiä, jotka on järjestetty yli 10 mm:n mittaisiksi. Kuvassa 8c on esitetty nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen rakenne, jossa mainitut avaukset 203 on järjestetty osittain limittäin ja mainittujen avausten käsittämien vastakkaissuuntaisten differentiaalisten virta-alkioiden välimatka 234 on järjestetty epäsymmetriseksi. Kuvassa 8b on esitetty nyt esillä olevan keksinnön mukainen rakenne myös symmetrisellä avausten jaolla, jossa mainitut avaukset kuvastavat leveäksi toteutettuja rakosäteilijöitä. Kuvassa 8c on esitetty toteutus, jossa nyt esitetylläThe present invention compensates for the loss of efficiency typically caused by low conductivity low surface conductivity surface losses by increasing the throughput signal efficiency on a coherent wavefront formed by a plurality of focused slot20 radiators, wherein partially overlapping portions of differential current elements forming portions of openings 203 in which said differential current elements cancel each other out. Said asymmetric spacing may include widths arranged to be less than 5 mm, as well as distances arranged to be more than 10 mm. Fig. 8c shows a structure according to a preferred embodiment of the present invention, wherein said openings 203 are partially overlapped and the spacing 234 of opposite differential current elements comprising said openings is asymmetric. Fig. 8b also shows a structure according to the present invention also with a symmetrical opening aperture, wherein said openings reflect wide slot radiators. Figure 8c shows an embodiment with the one now shown
20185031 prh 11-01-2018 menetelmällä vaikutetaan suotuisasti kapeiden avausten säteilyominaisuuksiin, jossa ryhmitettyjen kapeiden avausten toiminta rakosäteilijänä lähenee leveinä avauksina toteutettujen avausten säteilyominaisuuksia.20185031 prh 11-01-2018 The method has a favorable effect on the radiation properties of narrow openings, where the function of grouped narrow openings as a gap radiator approximates the radiation properties of wide openings.
Kuvassa 8c kuvatut virtasilmukat 210 muodostuvat yksittäisiä avauksia 203 kiertävien virtasilmukoiden summana, jossa vierekkäisten avausten 203 väleissä muodostuvat vastakkaissuuntaiset differentiaaliset virta-alkiot kumoavat toisiaan, ja avausten 203 oikosuljettuja päitä 205 kiertävät virrat summautuvat samassa vaiheessa. Yksittäisten avausten 203 sähköä johtamattomille alueille muodostuneet sähkömotoriset voimat 204 summautuvat samassa vaiheessa. Kuvan 8c esimerkissä lähekkäisiä avauksia 203 erottaa yhtenäiset sähköä johtavat matalaemissiviteettipinnan 103 alueet joissa toisiaan kumoavien differentiaalisten virta-alkioiden välimatka 234’ on edullisesti alle 5mm. Näillä yhtenäisillä johdealueilla muodostuneet vastakkaissuuntaiset differentiaaliset virta-alkiot heikentävät toisiaan siten, että lähekkäin ryhmitettynä rakosäteilijäryhmänä toimivien avausten 203 läpäisyominaisuudet tehostuvat merkittävästi erilleen toisistaan sijoitettuihin avauksiin nähden. Kuvan 8c esimerkissä limittäisiä avauksia 203 erottavat lisäksi myös yhtenäiset sähköä johtavat matalaemissiviteettipinnan 103 alueet, joissa toisiaan kumoavien differentiaalisten virta-alkioiden välimatka 234” on järjestetty moninkertaiseksi välimatkaan 234’ nähden. Tässä kuvatulla järjestelyllä on luotu erillisiä rakosäteilijäryhmän keskittymiä, jossa mainitut keskittymät toimivat yksistään tehokkaan rakosäteilijän tavoin, ja jossa mainittujen yksittäisten keskittymien muodostamien aaltorintamien summautuminen kasvattaa nyt esillä olevan keksinnön mukaisen rakennustarvikkeen 110 säteilykuviossa ilmenevää vahvistusta tavoitellussa hyötysuunnassa.The current loops 210 depicted in Fig. 8c are formed by the sum of the current loops circulating the individual openings 203, where the opposite differential current elements formed between adjacent openings 203 cancel each other out, and the currents circulating the shorted ends 205 of the openings 203 are summed. The electric motive forces 204 generated in the non-conductive areas of the individual openings 203 are summed in the same phase. In the example of Fig. 8c, adjacent openings 203 are separated by uniform electrically conductive areas of low ejection surface 103 wherein the spacing 234 'of mutually canceling differential current elements is preferably less than 5mm. Opposite differential current elements formed in these coherent conductor regions weaken each other such that the permeability properties of openings 203, which are grouped together in a closely spaced array of gap radiators, are significantly enhanced with respect to spaced openings. In the example of Fig. 8c, the overlapping openings 203 are further separated by uniform electrically conductive areas of low emptying surface 103 in which the spacing 234 'of the mutually canceling differential current elements is arranged to be multiplied by the spacing 234'. The arrangement described herein has created discrete clusters of slit radiators, wherein said clusters function as an effective slit radiator alone, and wherein the summing of the wavefronts formed by said individual clusters increases the gain shown in the radiation pattern of the Building Material 110 of the present invention.
Nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen rakennustarvike 110 käsittää ainakin yhden sähköä johtavan mata30 laemissiviteettipinnan 103, johon on järjestetty ainakin yksi avaus 203 sähkömagneettisen signaalin kulun rakennustarvikkeen läpi tehostamiseksi ja jonka avauksen sähkönjohtavuus on olennaisesti pienempi kuin matalaemissiviteettipinnan 103, ja jossa mainittu ainakin yksi avaus 203 käsittää ainakin kaksi avausten osiota, joita erottaa matalaemissiviteettipinnan 103 sähköä johtava alue 231, joissa mainituissa avausten osioissa on kaksi taiA building accessory 110 in accordance with a preferred embodiment of the present invention comprises at least one electrically conductive matt30 spreading surface 103 provided with at least one opening 203 to enhance the passage of the electromagnetic signal through the building material and having an electrical conductivity substantially lower than at least one lowering surface 103 comprising at least two opening portions separated by an electrically conductive region 231 of a low-emptying surface 103, said opening portions having two or
20185031 prh 11-01-2018 useampia viivamaisia avauksia, ja että mainittujen osioiden välinen etäisyys 234”, joita mainittuja osioita erottaa matalaemissiviteettipinnan 103 sähköä johtava alue 231, on moninkertainen mainitun osion mainittujen viivamaisten avausten väliseen etäisyyteen 234’ nähden.20185031 prh 11-01-2018, and that the distance 234 'between said portions, which portions are separated by the electrically conductive region 231 of the low ejection surface 103, is many times greater than the distance 234' between said portion openings of said portion.
Matalaemissiviteettipinnan avauksen sähköinen kuormittaminenElectrical loading of low-level opening
Nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen toteutus käsittää matalaemissiviteettipintaan 103 järjestetyn kapean viivamaisen avauksen 203, jossa mainittu avaus 203 on järjestetty toimimaan rakosäteilijänä 207 jollain aallonpituuden omaavalla värähtelytaajuudella. Mainittu rakosäteilijä käsittää lisäksi ainakin ensimmäisen kuormitusalueen 403 sekä toisen kuormitusalueen 404, joiden välisellä matalaemissiviteettipinnan 103 sähköä johtavalla alueella mainittu avaus 203 on järjestetty muodostamaan ainakin yksi sähköä johtamaton epäjatkuvuuskohta. Mainittujen kuormitusalueiden 403 ja 404 välistä rakosäteilijää 207 voidaan nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti kuormittaa impedanssilla 405. Mainittu impedanssi 405 voidaan järjestää esimerkiksi siten, että mainittu rakosäteilijä järjestetään toimimaan uusilla taajuuksilla tai joidenkin taajuuksien läpäisyominaisuuksia heikennetään. Lisäksi mainitun rakosäteilijän impedanssia voidaan sovittaa vapaan tilan impedanssiin tehokkaammin tai uusilla taajuusalueilla. Lisäksi matalaemissiviteettipinnan 103 käsittämän rakosäteilijäryhmän 202 yksittäisten keskittyneiden säteilylähteiden 303 impedansseja voidaan säätää mainitun rakosäteilijäryhmän muodostaman säteilykeilan kääntämiseksi jollain toimintataajuudella. Mainittu kuormitusimpedanssi 405 voidaan toteuttaa millä tahansa säätöelementillä. Tyypillisiä säätöelementtejä ovat mm. passiiviset kelat, vastukset, kondensaattorit, tai vaiheensiirtimet, joista kukin voidaan toteuttaa joko diskreeteillä komponenteilla, tai pitkittäisjakautuneilla komponenteilla, tai lyhyellä tai pitkällä siirtolinjan osuudella. Säätöelementit voivat sisältää myös aktiivisia tai aktiivisesti säädettäviä kuormituselementtejä, kuten esimerkiksi transistorit tai varaktorit.An embodiment of a preferred embodiment of the present invention comprises a narrow linear aperture 203 provided on a low-emptying surface 103, wherein said aperture 203 is arranged to operate as a slot emitter 207 at a wavelength of oscillation. Said gap radiator further comprises at least a first loading area 403 and a second loading area 404 between which said opening 203 of the low conductivity surface 103 is arranged to form at least one non-conductive discontinuity point. In accordance with a preferred embodiment of the present invention, the gap radiator 207 between said load areas 403 and 404 may be loaded with an impedance 405. Such impedance 405 may be arranged, for example, to operate at new frequencies or with low frequency transmission characteristics. Further, the impedance of said gap radiator can be adapted to the free space impedance more efficiently or in new frequency ranges. In addition, the impedances of the individual concentrated radiation sources 303 of the gap emitting surface 103 comprising the low emitting surface 103 may be adjusted to rotate the beam of said gap emitter group at some operating frequency. Said load impedance 405 can be implemented by any control element. Typical control elements are e.g. passive coils, resistors, capacitors, or phase shifters, each of which may be implemented with either discrete components or longitudinal components, or with a short or long transmission line portion. The control elements may also include active or actively adjustable load elements, such as transistors or varactors.
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Kuvissa 9a ja 9b on esitetty nyt esillä olevan keksinnön eräiden edullisten suoritusmuotojen mukaisia rakosäteilijöitä, joissa kuormitusalueiden 403 ja 404 välisille epäjatkuvuusalueille on järjestetty passiivisia pitkittäisjakautuneita komponentteja.Figures 9a and 9b show slit radiators according to some preferred embodiments of the present invention in which passive longitudinally distributed components are provided in the discontinuity regions between the load areas 403 and 404.
Kuvassa 9a on esitetty järjestely, jossa mainittujen kuormitusalueiden 403 ja 404 väliselle matalaemissiviteettipinnan 103 alueelle on järjestetty pitkittäisjakautunut induktanssi, jossa mainittu induktanssi on kytketty rinnan avauksen 203 reunakäyrän kahden osion välille. Mainittu pitkittäisjakautunut induktanssi voidaan järjestää esimerkiksi siten, että avauksen 203 jokin reunakäyrän osio järjestetään mutkittelevaksi. Mainittu induktanssi on kuvassa 9a järjestetty matalaemissiviteettipinnan 103 sähköä johtavalle alueelle 23T. Mainitun induktanssin parametrit riippuvat järjestelyn geometriasta ja käytettyjen materiaalien ominaisuuksista. Esimerkiksi lasin selektiivipintaan muodostettu induktanssi käsittää lisäksi myös sarjavastuksen, joka voi olla huomattavan suuri verrattaessa esimerkiksi alumiinipintaan toteutettuun vastaavanlaisen geometrian muodostamaan resistanssiin. Mainittu induktanssi muodostaa suodatinrakenteen, joka on järjestetty avauksen 203 kanssa rinnankytkennäksi. Mainittu suodinrakenne muodostaa taajuusriippuvaisen kuormitusimpedanssin rakosäteilijälle 207, jossa mainittu kuormitusimpedanssi on kytketty rinnan mainitun rakosäteilijän kanssa. Mainittu kuormitusimpedanssi voi käsittää esimerkiksi avoimen piirin kuormitusta lähestyvän korkean impedanssin, jolloin matalaemissiviteettipintaan 103 muodostunut pintavirta ei olennaisesti virtaa kyseisen impedanssin lävitse taajuudella, jolla korkea impedanssi on järjestetty.Fig. 9a shows an arrangement in which a longitudinally distributed inductance is provided in the area of the low ejection surface 103 between said load areas 403 and 404, wherein said inductance is coupled between two portions of an edge curve of a breast opening 203. Said longitudinally distributed inductance can be arranged, for example, by arranging a portion of the curve of the opening 203 to be meandering. Said inductance is arranged in the electrically conductive region 23T of the low emptying surface 103 in Fig. 9a. The parameters of said inductance depend on the geometry of the arrangement and the properties of the materials used. For example, the inductance formed on the selective surface of the glass also comprises a series resistor which can be remarkably high when compared to, for example, a similar geometry formed on an aluminum surface. Said inductance forms a filter structure arranged in parallel with opening 203. Said filter structure generates a frequency-dependent load impedance on the gap radiator 207, wherein said load impedance is coupled in parallel with said gap radiator. Said load impedance may comprise, for example, a high impedance approaching an open-circuit load, whereby the surface current formed on the low-emitting surface 103 does not substantially flow through that impedance at the frequency at which the high impedance is provided.
Kuvassa 9b on esitetty järjestely rakosäteilijän uuden resonanssitaajuuden muodostamiseksi, jossa kuormitusalueiden 403 ja 404 väliselle matalaemissiviteettipinnan 103 alueelle on järjestetty pitkittäisjakautunut induktanssi, sekä mainitun induktanssin kanssa sarjaan kytketty kapasitanssi, jotka keskenään muodostavat resonanssipiirin. Mainittu resonanssipiiri muodostaa suodatinrakenteen, joka on järjestetty avauksen 203 sekä kuormitusalueiden 403 ja 404 kanssa rinnankytkennäksi. Mainittu induktanssi on kuvassa 9b järjestetty matalaemissiviteettipinnan 103 sähköä johtavalle alueelle 23T.Fig. 9b shows an arrangement for generating a new resonant frequency of a gap radiator in which a longitudinally distributed inductance is provided in the area of the low dissipation surface 103 between the load areas 403 and 404, and capacitance connected in series with said inductance to form a resonant circuit. Said resonant circuit forms a filter structure arranged in parallel with the opening 203 and the loading areas 403 and 404. Said inductance is arranged in the electrically conductive region 23T of the low ejection surface 103 in Fig. 9b.
Mainittu resonanssipiirin muodostava sarjakapasiteetti on kuvassa 9bThe serial capacity forming said resonant circuit is shown in Figure 9b
20185031 prh 11-01-2018 järjestetty sähköä johtavan alueen 231’ ja kuormitusalueen 404 väliselle avauksen 203 osiolle. Mainittu resonanssipiiri muodostaa taajuusriippuvaisen kuormitusimpedanssin rakosäteilijälle 207, jossa mainittu kuormitusimpedanssi on kytketty rinnan mainitun rakosäteilijän kanssa.20185031 prh 11-01-2018 provided for an opening portion 203 between the conductive region 231 'and the load region 404. Said resonant circuit generates a frequency-dependent load impedance on the gap radiator 207, wherein said load impedance is coupled in parallel with said gap radiator.
Kaistanpäästö-, kaistanesto-, ylipäästö- tai alipäästösuodin voidaan myös järjestää kahden erillisen rakosäteilijän välille, jolloin erillisiä avausten 203 muodostamia rakosäteilijöitä 207 voidaan yhdistää uusien resonanssikaistojen luomiseksi.The band-pass, band-pass, high-pass or low-pass filter may also be provided between two separate gap radiators, whereby separate gap radiators 207 formed by openings 203 may be combined to create new resonant bands.
Kuvassa 10a on esitetty nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen toteutus, jossa rakennustarvike 110 käsittää dielektrisen materiaalin 229 sekä matalaemissiviteettipinnan 103, jossa mainittuun matalaemissiviteettipintaan on järjestetty avaus 203 sähkö15 magneettisen signaalin kulun rakennustarvikkeen läpi tehostamiseksi, ja jossa mainitun avauksen 203 muodostaman radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201 läpäisyominaisuuksia säädetään kuormitusimpedanssin 405 avulla. Mainittu kuormitusimpedanssi on yhteydessä liityntäelementtiin 402, joka tässä esimerkissä on toteutettu sähköä johtavalla liuskalla. Mainittu liityntäelementti voidaan toteuttaa joko galvaanisella kontaktilla tai ainoastaan sähkö- tai magneettikentän välityksellä toimivalla järjestelyllä. Kuvan 10a esimerkissä mainittu liityntäelementti on toteutettu kapasitiivisella kytkennällä.Fig. 10a shows an embodiment of a preferred embodiment of the present invention, wherein the building material 110 comprises a dielectric material 229 and a low-emptying surface 103, wherein said low-emitting surface is provided with an opening 203 the permeability characteristics are controlled by the load impedance 405. Said load impedance is in communication with the interface element 402, which in this example is implemented by an electrically conductive strip. Said connection element can be implemented either by galvanic contact or by an arrangement operating only through an electric or magnetic field. In the example of Fig. 10a, said interface element is implemented by capacitive coupling.
Kuvan 10a liityntäelementti 402 muodostaa sähköisen yhteyden rakosäteilijän matalaemissiviteettipinnassa 103 värähtelevien pintavirtojen ja sähkökenttien sekä näitä säätävän kuormitusimpedanssin 405 välillä. Mainittu matalaemissivitettipinta 103 käsittää avauksen 203, joka on järjestetty rakosäteilijäksi, ja jonka yhteyteen on järjestetty ainakin ensimmäinen kuormitusalue 403 ja toinen kuormitusalue 404, joiden välisellä alueella mainittu avausThe interface element 402 of Fig. 10a provides an electrical connection between the oscillating surface currents and electric fields in the low-emitting surface area 103 of the gap radiator and the load impedance 405 that controls them. Said low-release web surface 103 comprises an opening 203 arranged as a gap radiator and provided with at least a first loading area 403 and a second loading area 404 between which said opening
203 on järjestetty muodostamaan ainakin yksi sähköä johtamaton epäjatkuvuuskohta. Mainittujen kuormitusalueiden 403 ja 404 välistä rakosäteilijää 207 voidaan nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisesti kuormittaa impedanssilla 405 eri taajuusalueilla.203 is arranged to form at least one non-conductive discontinuity point. According to a preferred embodiment of the present invention, the gap radiator 207 between said load areas 403 and 404 may be loaded with an impedance 405 in different frequency ranges.
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Kuvassa 10b on esitetty nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen rakenne, jossa rakennustarvike 110 käsittää ainakin dielektrisen materiaalin 229 ja matalaemissiviteettipinnan 103 sekä mainittuun matalaemissiviteettipintaan 103 järjestetyn rakosäteilijän 207 radiosignaalia läpäisevän apertuurin muodostamiseksi. Järjestely käsittää lisäksi liityntäelementin 402 sekä sovituskomponentin 407. Mainittu sovituskomponentti 407 voi käsittää joko diskreettejä komponentteja tai pitkittäisjakautuneita sovituskomponentteja, tai vaiheensiirtimen, kuten lyhyt siirtolinja. Kuvan 10b esimerkissä mainitut sovituskomponentit sekä mainittu liityntäelementti on toteutettu piirilevylle 406, jossa piirilevy muodostaa lisäksi mekaanisen kiinnityksen. Mainittu piirilevy voidaan toteuttaa esimerkiksi taipuvana piirilevynä, tai taipumattomana, ja se voi käsittää myös mekaanisia komponentteja esimerkiksi asennusta varten. Liityntäelementti 402 tai sovituskomponentti 406 voidaan toteuttaa myös ilman erillistä piirilevyä. Nämä voidaan myös lisätä suoraan mainitun dielektrisen materiaalin 229 pintaan esimerkiksi tulostamalla, painamalla, tai jollain muulla additiivisella menetelmällä.Fig. 10b illustrates a structure according to a preferred embodiment of the present invention, wherein the building material 110 comprises at least a dielectric material 229 and a low-emitting surface 103, and a radio-transmissive aperture arranged on said low-emitting surface 103. The arrangement further comprises an interface element 402 and a matching component 407. Said matching component 407 may comprise either discrete components or longitudinal distributed matching components, or a phase shifter such as a short transmission line. The adapter components mentioned in the example of Fig. 10b as well as said interface element are implemented on a circuit board 406 where the circuit board further provides a mechanical fastening. Said circuit board may be implemented, for example, as a flexible circuit board, or as a flexible circuit board, and may also comprise mechanical components, for example for mounting. The interface element 402 or the adapter component 406 can also be implemented without a separate circuit board. These can also be applied directly to the surface of said dielectric material 229, for example, by printing, printing, or any other additive method.
Mainittu sovituskomponentti voi käsittää joko diskreettejä komponentteja, tai pitkittäisjakautuneita sovituskomponentteja. Kuvan 10b esimerkissä mainitut sovituskomponentit, sekä mainittu liityntäelementti on toteutettu piirilevylle 406, jossa piirilevy muodostaa lisäksi mekaanisen kiinnityksen. Mainittu piirilevy voidaan toteuttaa esimerkiksi taipuvana piirilevynä, tai taipumattomana, ja se voi käsittää myös mekaanisia komponentteja esimerkiksi asennusta varten. Liityntäelementti 402 tai sovituskomponentti 406 voidaan toteuttaa myös ilman erillistä piirilevyä. Nämä voidaan myös lisätä suoraan mainitun dielektrisen materiaalin 229 pintaan esimerkiksi tulostamalla, painamalla, tai jollain muulla additiivisella menetelmällä.Said matching component may comprise either discrete components or longitudinally distributed matching components. The adapter components mentioned in the example of Fig. 10b, as well as said interface element, are implemented on a circuit board 406 where the circuit board further provides mechanical fastening. Said circuit board may be implemented, for example, as a flexible circuit board, or as a flexible circuit board, and may also comprise mechanical components, for example for mounting. The interface element 402 or the adapter component 406 can also be implemented without a separate circuit board. These can also be applied directly to the surface of said dielectric material 229, for example, by printing, printing, or any other additive method.
Kuvassa 10c on esitetty nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen rakenne, jossa rakennustarvike 110 käsittää ainakin dielektrisen materiaalin 229 ja sen ensimmäiselle pinnalle järjestetyn ensimmäisen matalaemissiviteettipinnan 103 sekä mainittuun ensimmäiseen matalaemissiviteettipintaan 103 järjestetyn rakosäteilijän 207 radiosignaalia läpäisevän apertuurin muodostamiseksi. Järjestely käsittää lisäksi toisenFig. 10c shows a structure according to a preferred embodiment of the present invention, wherein the building material 110 comprises at least a dielectric material 229 and a first low-emptivity surface 103 arranged on its first surface and a radio-transmissive aperture 207 on said first low-emptivity surface 103. The arrangement further comprises another
20185031 prh 11-01-2018 matalaemissiviteettipinnan 103, joka on järjestetty mainitun dielektrisen materiaalin 229 toiselle pinnalle, sekä toiseen matalaemissiviteettipintaan 103 järjestetyn rakosäteilijän radiosignaalia läpäisevän apertuurin muodostamiseksi. Järjestely käsittää lisäksi liityntäelementin 402, sekä sovituskom5 ponentin 407 molempien matalaemissiviteettipintojen yhteyteen järjestettynä. Kuvan 10c esimerkissä kuvattu järjestely voidaan toteuttaa esimerkiksi eristyslasielementin 100 yhteyteen, joka voi käsittää useampia matalaemissiviteettipintoja. Kuvattu järjestely muodostaa kuormitusimpedanssin, jonka toteuttava piirilevy 406 voidaan sijoittaa joko osittain tai kokonaan eristyslasielementin kaasuillaan, tai lasielementtien ulkopuoliseen tilaan. Mainittu piirilevy 406 voidaan toteuttaa joko taipuisana teippinä tai kiinteänä rakenteena.20185031 prh 11-01-2018 A low-emissivity surface 103 disposed on one side of said dielectric material 229 and a gap-emitting aperture arranged on a second low-emissivity surface 103. The arrangement further comprises an interface element 402, as well as an adapter component 407 arranged in connection with both low-ejection surface surfaces. The arrangement illustrated in the example of Fig. 10c may be implemented, for example, in connection with an insulating glass element 100, which may comprise a plurality of low-emptiness surfaces. The arrangement described provides a load impedance, the circuit board 406 of which can be implemented, either partially or completely, with the gases of the insulating glass element, or outside the glass elements. Said circuit board 406 can be implemented as either a flexible tape or a solid structure.
Kuvassa 10d on esitetty nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen rakenne, jossa rakennustarvike 110 käsittää ainakin dielektrisen materiaalin 229 ja sen ensimmäiselle pinnalle järjestetyn ensimmäisen matalaemissiviteettipinnan 103 sekä mainittuun ensimmäiseen matalaemissiviteettipintaan 103 järjestetyn rakosäteilijän 207 radiosignaalia läpäisevän apertuurin muodostamiseksi. Järjestely käsittää lisäksi toisen matalaemissiviteettipinnan 103, joka on järjestetty mainitun dielektrisen materiaalin 229 toiselle pinnalle, sekä toiseen matalaemissiviteettipintaan 103 järjestetyn rakosäteilijän radiosignaalia läpäisevän apertuurin muodostamiseksi. Järjestely käsittää lisäksi liityntäelementin 402 sekä sovituskomponentin 407 molempien matalaemissiviteettipintojen yhteyteen järjestettynä.Fig. 10d illustrates a structure according to a preferred embodiment of the present invention, wherein the building material 110 comprises at least a dielectric material 229 and a first low-emitting surface 103 provided on its first surface and a radio-transmissive aperture formed by a gap emitter 207 arranged on said first low-emitting surface 103. The arrangement further comprises a second low-emissivity surface 103 disposed on one of the surfaces of said dielectric material 229 and a gap-emitting aperture arranged on the second low-emissivity surface 103 to form a radio-transmitting aperture. The arrangement further comprises an interface element 402 and an adapter component 407 arranged in association with both low-ejection surface surfaces.
Kuvan 10d esimerkissä kuvattu järjestely voidaan toteuttaa esimerkiksi alumiinipintaisen eristelevyn yhteyteen, joka voi käsittää useampia matalaemissiviteettipintoja. Kuvattu järjestely muodostaa kuormitusimpedanssin, jonka toteuttava piirilevy 406 voidaan sijoittaa matalaemissiviteettipinnan 103 kummalle tahansa puolelle. Mainittu piirilevy 406 voidaan toteuttaa joko taipuisana teippinä tai kiinteänä rakenteena. Teippinä tai kalvona toteutettu sovituskomponentteja ja liityntäelementin käsittävä piirilevy voi lisäksi muodostaa höyrynsulun.The arrangement illustrated in the example of Fig. 10d may be implemented, for example, in connection with an aluminum-faced insulating board, which may comprise a plurality of low-emptying surfaces. The arrangement described generates a load impedance, the implementing circuit board 406 of which can be located on either side of the low-emptying surface 103. Said circuit board 406 can be implemented as either a flexible tape or a solid structure. The circuit board comprising the adapter components and the connection element in the form of a tape or a film may further form a vapor barrier.
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Matalaemissiviteettipinnan läpäisyominaisuuksien säätäminenAdjusting Low Permeability Permeability Properties
Radiosignaalia läpäisevän apertuurin läpäisyominaisuuksia voidaan säätää mainitun apertuurin käsittämän rakosäteilijäryhmän rakosäteilijöiden ominai5 suuksia säätämällä näihin yhteydessä olevan kuormitusimpedanssin 405 avulla. Mainittu kuormitusimpedanssi 405 on yhteydessä liityntäelementtiin 402, jossa mainittu liityntäelementti muodostaa sähkömagneettisen kytkennän matalaemissiviteettipinnan ensimmäisen ja toisen kuormitusalueen kanssa. Mainittu sähkömagneettinen kytkentä voidaan toteuttaa galvaanisena, induktiivisena tai kapasitiivisena kytkentänä.The transmission characteristics of the aperture transmitting the radio signal can be adjusted by adjusting the properties of the gap radiators of the gap radiator array comprising said aperture by means of a related load impedance 405. Said load impedance 405 communicates with an interface element 402, wherein said interface element forms an electromagnetic coupling with the first and second loading areas of the low-discharge surface. Said electromagnetic coupling may be implemented as galvanic, inductive or capacitive coupling.
Kuva 11a esittää nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisen rakennustarvikkeen 110, joka käsittää ainakin dielektrisen materiaalin 229, sekä sen pinnalle järjestetyn matalaemissiviteettipinnan 103, jossa mainittuun matalaemissiviteettipintaan on järjestetty useita avauksia 203 sähkömagneettisen signaalin kulun rakennustarvikkeen läpi tehostamiseksi, ja jossa mainittujen avausten 203 muodostama radiosignaalia läpäisevä apertuuri käsittää rakosäteilijöiden 207 muodostaman rakosäteilijäryhmän, jossa mainitun radiosignaalia läpäisevän apertuurin lyhin mitta on järjestetty edullisesti alle aallonpituuden mittaiseksi mainitun apertuurin käsittämän rakosäteilijäryhmän alimmalla toimintataajuudella, ja jossa apertuurin lyhin mitta on kuvattu apertuurin fyysisen leveyden 305 avulla. Mainittu mitta 305 voidaan edullisesti järjestää apertuurin leveydeksi horisontaalisessa suunnassa. Mainitut avaukset 203 käsittävät mutkittelevia avausten reunakäyriä, joissa kaarevia avauksia on järjestetty keskenään osittain limittäin.Fig. 11a illustrates a building accessory 110 according to a preferred embodiment of the present invention, comprising at least a dielectric material 229, and a low emptying surface 103 disposed thereon, wherein said aperture surface is provided with a plurality of openings 203 to enhance the passage of the electromagnetic signal; the transmissive aperture comprises a gap radiator array formed by slit radiators 207, wherein the shortest dimension of said radio transmitting aperture is preferably arranged to be less than a wavelength at the lowest operating frequency of the slit radiator group comprising said aperture, and wherein the aperture is Said dimension 305 may advantageously be arranged in the width of the aperture in the horizontal direction. Said openings 203 comprise meandering edge curves in which the arcuate openings are arranged partially overlapping with each other.
Kuvan 11a esimerkissä on kuvattu lisäksi ohjausyksikkö 408, jossa mainittu ohjausyksikkö 408 muodostaa yhteyden mainitun kuormitusimpedanssin 405 toteuttavaan sovituskomponenttiin 407. Ainakin osa nyt esillä olevan keksinöön mukaisista matalaemissivitettipintaan 103 järjestetyistä rakosäteilijöistä 207 voidaan järjestää toimimaan antennina ohjausyksikölle 408. Vaihtoehtoisesti ohjausyksikkö 408 voi käsittää omat antenninsa, ja ohjausyksikköä 408 voidaan käyttää ainoastaan kuormitusimpedanssien 405 säätämiseksi, jolloin mainittu ohjausyksikkö 408 osallistuu ainoastaan11a further illustrates a control unit 408, wherein said control unit 408 communicates with a matching component 407 implementing said load impedance 405. the control unit 408 may only be used to control the load impedances 405, wherein said control unit 408 will only participate
20185031 prh 11-01-2018 matalaemissiviteettipinnan 103 läpäisevän signaalin ominaisuuksien säätämiseen. Mainittu ominaisuuksien säätäminen käsittää ainakin matalaemissiviteettipinnan läpäisyimpedanssin säätämisen, taajuusvasteen, keilanmuodostuksen sekä suodattimena toimimisen vaikutusten säätämisen.20185031 prh 11-01-2018 For adjusting the characteristics of the signal passing through the low-emitting surface 103. Said property control comprises at least adjusting the low impedance surface penetration impedance, frequency response, beamforming, and filtering effects.
Nyt esillä olevan keksinnön mukaisen rakennustarvikkeen 110 erään edullisen suoritusmuodon mukainen toteutus käsittää vähintään kaksi rakosäteilijää 207, joita kuormitetaan toisistaan poikkeavilla kuormitusimpedansseilla 405, jossa mainitut rakosäteilijät 207 on järjestetty joko yksittäisen avauksen 203 osana, tai toisistaan erillisinä avauksina 203.A preferred embodiment of the Building Material 110 of the present invention comprises at least two gap radiators 207 which are loaded with different load impedances 405, wherein said gap radiators 207 are provided either as part of a single opening 203 or as separate openings 203.
Kuvassa 11a kuvattu kuormitusimpedanssi on yhteydessä liityntäelementtiin 402’ ja 402”, jossa mainitut liityntäelementit muodostavat yhteyden matalaemissiviteettipintaan 103 järjestettyjen kuormitusalueiden 403 ja 404, sekä kuormitusimpedanssin 405 muodostavan järjestelyn kanssa. Mainitut liityntäelementit voidaan toteuttaa joko galvaanisella kontaktilla, tai ainoastaan sähkö- tai magneettikentän välityksellä toimivalla järjestelyllä, kuten kapasitiivinen levy tai liuska, tai induktiivinen silmukka.The load impedance illustrated in Fig. 11a is in communication with an interface element 402 'and 402', wherein said interface elements communicate with the load areas 403 and 404 arranged on the low-emptivity surface 103, and with the arrangement forming the load impedance 405. Said connection elements can be implemented either by galvanic contact or only by an arrangement operating via an electric or magnetic field, such as a capacitive plate or strip, or an inductive loop.
Nyt esillä olevan keksinnön mukaisen rakennustarvikkeen 110 erään edullisen suoritusmuodon mukainen ohjausyksikkö 408 käsittää järjestelyn kuormitusimpedanssin 405 säätämiseksi. Mainittu ohjausyksikkö 408 voidaan lisäksi järjestää muodostamaan langaton yhteys 409 johonkin toiseen langattomaan laitteeseen. Mainittuja yhteyksiä voidaan järjestää esimerkiksi rakennuksen ulkopuolisiin tukiasemiin, rakennuksen sisätilan tukiasemiin, rakennuksen sisätiloissa tai rakennuksen ulkopuolella sijaitseviin langattomiin viestintälaitteisiin 401, jne. Mainittuja ohjausyksiköltä voidaan järjestää siten, että yksittäinen yksikkö kontrolloi useita kuormitusimpedansseja, tai siten, että yksittäinen ohjausyksikkö kontrolloi yksittäistä kuormitusimpedanssia.The control unit 408 according to a preferred embodiment of the Building Material 110 of the present invention comprises an arrangement for adjusting the load impedance 405. In addition, said control unit 408 may be arranged to establish a wireless connection 409 to another wireless device. Said connections may be provided, for example, to exterior building base stations, indoor building base stations, indoor or outdoor wireless communication devices 401, etc. The said control unit may be provided such that a single unit controls a plurality of load impedances, or a single control unit controls.
Nyt esillä olevan keksinnön mukaisen rakennustarvikkeen 110 erään edullisen suoritusmuodon mukainen ohjausyksikkö 408 voi suorittaa langattoman signaalin modulointia, demodulointia ja vahvistamista. Se voi myös suorittaa taajuuksien yhdistämistä ja monikäyttöä (carrier aggregation). Mainittu ohjausyksikkö 408 voidaan järjestää välittämään informaatiota kahdenThe control unit 408 according to a preferred embodiment of the Building Supply 110 of the present invention may perform modulation, demodulation and amplification of the wireless signal. It can also perform frequency aggregation and carrier aggregation. Said control unit 408 may be arranged to transmit information between two
20185031 prh 11-01-2018 erilaista verkkotekniikkaa tai protokollaa käyttävän viestintäyhteyden välillä. Mainittu ohjausyksikkö 408 voidaan esimerkiksi järjestää välittämään informaatiota WLAN- tai WiGig -verkkojen ja langattoman mobiiliyhteyden (kuten esimerkiksi 2G, 3G, 4G, LTE-advanced, 5G, tai näiden evoluutioiden) välillä.20185031 prh 11-01-2018 communication between different network technologies or protocols. For example, said control unit 408 may be arranged to transmit information between WLAN or WiGig networks and wireless mobile communications (such as 2G, 3G, 4G, LTE-advanced, 5G, or their evolution).
Nyt esillä olevan keksinnön mukaisen rakennustarvikkeen 110 erään edullisen suoritusmuodon mukainen ohjausyksikkö 408 voi käsittää mikrokontrollerin, virtalähteen, sähköisiä muistialueita, tai ulkoisia liityntöjä, kuten usb-portin.The control unit 408 according to a preferred embodiment of the Building Supply 110 of the present invention may comprise a microcontroller, a power supply, electronic memory areas, or external interfaces such as a usb port.
Nyt esillä olevan keksinnön mukaisen rakennustarvikkeen 110 erään edullisen suoritusmuodon mukainen ohjausyksikkö 408 voidaan järjestää kiinteän jatkoyhteyden 410 muodostamiseksi, jolloin mainittu ohjausyksikkö 408 järjestetään osaksi rakennuksen viestintäyhteyksiä, kuten esimerkiksi lähiverkkoa tai valokuitukaapelia. Tällöin rakennuksen sisäinen signalointi voi perustua perinteiseen valokuituverkkoon, mutta rakennuksen ulkopuolinen yhteys voidaan toteuttaa langattomien yhteyksien avulla.A control unit 408 according to a preferred embodiment of the Building Supply 110 of the present invention may be provided to provide a fixed extension connection 410, wherein said control unit 408 is provided as part of a building communications connection, such as a local area network or fiber optic cable. In this case, the building's internal signaling may be based on a traditional fiber-optic network, but the outside connection may be accomplished by wireless connections.
Järjestäessä jatkoyhteys 410 rakennuksen kuituverkkoon, voidaan rakennuk20 seen asentaa erillinen ohjausyksikkö 408, joka kontrolloi yksittäisten huoneiden seinärakenteisiin sijoitettujen, nyt esillä olevan keksinnön mukaisten rakennustarvikkeiden 110 sähkömagneettisen signaalin läpäisyominaisuuksia, jolloin yksittäisten rakennusten yksittäisiin huoneisiin muodostuvia langattoman verkon soluja voidaan säätää ja kontrolloida. Tätä menetelmää voidaan hyödyntää esimerkiksi tukiasemaverkon kuormituksen ja resursoinnin eduksi, jolloin häiriölähteitä voidaan suodattaa, tai ohjata kantoaaltoja suurimpia resursseja vaativien tilojen eduksi. Mainittu erillinen ohjausyksikkö 408 voi olla yhteydessä tukiasemaverkoston runkoverkkoon jatkoyhteyden 410 välityksellä, tai se voi muodostaa langattoman yhteyden 409 tukiasemiin.By providing an extension connection 410 to the building fiber network, a separate control unit 408 can be installed in the building to control the electromagnetic signal transmission characteristics of the building materials 110 of the present invention housed in individual room wall structures, thereby controlling and controlling wireless network cells in individual rooms. This method can be utilized, for example, for the benefit of base station network load and resource allocation, whereby sources of interference can be filtered, or carriers are routed for the benefit of the most resource intensive modes. Said separate control unit 408 may communicate with the base station network backbone network via an extension connection 410, or it may establish a wireless connection 409 with base stations.
Nyt esillä olevan keksinnön mukaisen rakennustarvikkeen 110 erään edullisen suoritusmuodon mukainen ohjausyksikkö 408 käsittää järjestelyn radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201 läpäisyominaisuuksien, sekä mainitun apertuurin käsittämän rakosäteilijäryhmän 202 muodostaman säteilykuvion säätämiseksi yhdellä tai useammalla taajuudella.The control unit 408 according to a preferred embodiment of the Building Material 110 of the present invention comprises an arrangement for adjusting the transmission characteristics of the radio-transmitting aperture 201 and the radiation pattern formed by the gap radiator array 202 comprising said aperture at one or more frequencies.
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Nyt esillä olevan keksinnön mukaisen rakennustarvikkeen 110 erään edullisen suoritusmuodon mukainen ohjausyksikkö 408 käsittää järjestelyn radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201 käsittämän rakosäteilijän 207 impedanssin säätämiseksi yhdellä tai useammalla taajuudella. Mainittua impedanssin säätämistä voidaan käyttää mainitun apertuurin 201 käsittämän rakosäteilijäryhmän 202 muodostaman säteilykuvion säätämiseksi.The control unit 408 according to a preferred embodiment of the Building Material 110 of the present invention comprises an arrangement for adjusting the impedance of the gap radiator 207 at one or more frequencies comprising a radio-transmitting aperture 201. Said impedance control can be used to adjust the radiation pattern formed by the gap radiator array 202 comprising said aperture 201.
Kuvassa 11b on esitetty nyt esillä olevan keksinnön mukaisen rakennustarvikkeen 110 erään edullisen suoritusmuodon mukainen järjestely, joka käsittää rakosäteilijän yhteyteen järjestetyn kuormitusimpedanssin 405 matalaemissiviteettipinnan läpäisyominaisuuksien säätämiseksi. Rakennustarvike 110 voi käsittää joko yhden tai useampia matalaemissiviteettipintoja, joissa mainittuja kuormitusimpedansseja 405 on järjestetty rakosäteilijöiden impedanssien ohjaamiseksi. Kuvassa 11b on esitetty järjestely, jossa rakennustarvikkeeseen 110 muodostettu apertuuri 201 on järjestetty vastaanottamaan tasoaallot 301’ ja 301” ja uudelleensäteilemään tasoaallot 304’ ja 304” rakennustarvikkeen 110 vastakkaiselle puolelle, jossa tasoaallot 304’ ja 304” määrittävät joko eri taajuuksilla etenevät aaltorintamat tai eri polarisaatioissa etenevät aaltorintamat.Fig. 11b illustrates an arrangement according to a preferred embodiment of the Building Material 110 of the present invention, comprising a load impedance 405 arranged in connection with a gap radiator for adjusting low-pass surface penetration characteristics. The building material 110 may comprise either one or more low-emplacement surfaces, wherein said load impedances 405 are arranged to control the impedances of the gap radiators. Figure 11b shows an arrangement in which the aperture 201 formed in the building material 110 is arranged to receive planar waves 301 'and 301 "and to re-emit plane waves 304' and 304" to the opposite side of building material 110, where planar waves 304 'and 304 advancing wavefronts.
Kuvassa 11c on esitetty nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen järjestely. Mainittu järjestely käsittää rakennustarvikkeen 110, johon on järjestetty apertuuri 201 vastaanottamaan tasoaallot 301’ ja 301” ja uudelleensäteilemään tasoaallot 304’ ja 304” rakennustarvikkeen 110 vastakkaiselle puolelle, jossa mainittu apertuuri käsittää rakosäteilijäryhmän, jonka rakosäteilijäryhmän rakosäteilijöistä ainakin yksi rakosäteilijä käsittää mainitun rakosäteilijän yhteyteen järjestetyn kuormitusimpedanssin 405 matalaemissiviteettipinnan läpäisyominaisuuksien säätämiseksi. Mainittu kuormitusimpedanssi 405 on järjestetty estämään tasoaallon 301” läpäisy mainitun apertuurin 201 lävitse, jolloin mainittu aalto 301’ muodostaa takaisin heijastuneen aaltorintaman 306. Saapuva aalto 301”, jonka läpäisyä nyt esitetyn keksinnön mukaisesti heikennetään, voi käsittää joko häiriösignaalin tai aallon 301’ käsittämästä taajuusalueesta poikkeavalla taajuudella värähtelevän signaalin.Figure 11c illustrates an arrangement according to a preferred embodiment of the present invention. Said arrangement comprises a building material 110 having an aperture 201 for receiving planar waves 301 'and 301 "and for re-emitting plane waves 304' and 304" on an opposite side of the building material 110, wherein said aperture comprises for adjusting low penetration surface penetration properties. Said load impedance 405 is arranged to prevent the plane wave 301 'from passing through said aperture 201, wherein said wave 301' forms a reflected reflective wave front 306. The incoming wave 301 'whose transmission is attenuated by the present invention may comprise either an interference signal or a waveform 301. frequency oscillating signal.
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Kuvassa 11d on esitetty nyt esillä olevan keksinnön mukaisen rakennustarvikkeen 110 erään edullisen suoritusmuodon mukainen järjestely, jossa radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201 käsittämän rakosäteilijäryhmän muodostamaa säteilykuviota ohjataan ainakin rakennustarvikkeen 110 toisella puolella mainitun rakosäteilijäryhmän käsittämän rakosäteilijän yhteyteen järjestetyn kuormitusimpedanssin 405 avulla. Mainittu säteilykuvion ohjaus voidaan toteuttaa yhdellä tai useammalla rakosäteilijän käsittämällä toimintataajuudella. Mainittu säteilykuvion ohjaus voidaan toteuttaa myös rakosäteilijäryhmän toimintataajuudesta poikkeavalla taajuudella, kuten esimerkiksi jonkin häiriösignaalin taajuudella. Kuvassa 11 d kuvattu tasoaalto 301’ voi käsittää esimerkiksi aallon 301” taajuudesta poikkeavalla taajuudella etenevän sähkömagneettisen signaalin. Nyt esitetty järjestely voi olla suotuisa esimerkiksi kaupungeissa, joissa tukiasemia sijoitetaan rakennusten katoille. Mainittu aalto 301’ voi käsittää myöskin esimerkiksi rakennuksen sisällä häiriötä tuottavan laitteen lähettämää signaalia, jonka kulkusuunta halutaan estää tukiasemalle häiriön poistamiseksi.Fig. 11d shows an arrangement according to a preferred embodiment of the Building Material 110 of the present invention, wherein a radiation pattern formed by a gap radiator array comprising a radio-transmitting aperture 201 is controlled by at least one side of a gap radius array 40 Said radiation pattern control can be implemented at one or more operating frequencies comprised by a gap radiator. Said radiation pattern control can also be implemented at a frequency different from the operating frequency of the gap radiator array, such as the frequency of an interference signal. The plane wave 301 'illustrated in Fig. 11d may comprise, for example, an electromagnetic signal propagating at a frequency different from the frequency of the wave 301'. For example, the present arrangement may be advantageous in cities where base stations are located on the roofs of buildings. Said wave 301 'may also comprise, for example, a signal transmitted by the interference generating device inside the building, the direction of which is to be blocked to the base station to eliminate the interference.
Kuvassa 11e on esitetty nyt esillä olevan keksinnön mukaisen rakennustarvikkeen 110 erään edullisen suoritusmuodon mukainen järjestely, jonka ainakin yhteen matalaemissiviteettipintaan 103 on järjestetty avaus 203 radiosignaalia läpäisevän apertuurin 201 muodostamiseksi, jossa mainittu apertuuri 201 käsittää rakosäteilijän yhteyteen järjestetyn kuormitusimpedanssin 405, joka on järjestetty ohjaamaan ainakin osa saapuvan sähkömagneettisen signaalin energiasta rakennustarvikkeen 110 yhteyteen järjestettyyn ohjausyksikköön 408, jossa ohjausyksikkö voi käsittää edullisesti ainakin radiotaajuisen lähetinvastaanottimen tai langattoman sensorin. Mainittua kuormitusimpedanssia 405 voidaan käyttää muuttamaan mainitun rakennustarvikkeen 110 käsittämän matalaemissivitettipinnan 103 jokin avaus 203 antenniksi siten, että mainittu kuormitusimpedanssi 405 käsittää ainakin sovituspiirin tai siirtolinjan järjestettynä ohjausyksikön 408 ja matalaemissiviteettipinnan 103 jonkin avauksen 203 välille. Mainittu sovituspiiri voi käsittää joko kapasitanssin tai induktanssin muodostavan rakenteen, tai se voi olla aktiivisesti säädettävä sovituskomponentti. Mainittua antennia voidaan käyttää langattoman yhteyden 409 muodostamiseksi.Fig. 11e shows an arrangement according to a preferred embodiment of the Building Material 110 of the present invention, having at least one low-ejection surface 103 provided with an opening 203 for forming a radio-transmissive aperture 201, said aperture 201 comprising a load impedance arranged at least from the energy of the electromagnetic signal to the control unit 408 arranged in connection with the building material 110, wherein the control unit may advantageously comprise at least a radio frequency transceiver or a wireless sensor. Said load impedance 405 may be used to convert any opening 203 of low building surface 103 comprised by said Building Supply 110 into an antenna such that said load impedance 405 comprises at least a matching circuit or transmission line disposed between control unit 408 and low opening surface 103. Said matching circuit may comprise either a capacitance or an inductance forming structure, or it may be an actively adjustable matching component. Said antenna may be used to establish a wireless connection 409.
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Nyt esillä olevan keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen rakennustarvike 110 käsittää vähintään yhden avauksen 203, joka on järjestetty muodostamaan rakosäteilijäryhmän 202, jossa mainittu rakosäteilijäryhmä 202 on järjestetty toimimaan antenniryhmänä ainakin yhden kuormitusimpedanssin 405 avulla, jossa mainittu kuormitusimpedanssi muodostaa yhteyden ainakin yhden matalaemissiviteettipintaan 103 järjestetyn rakosäteilijän ja rakennustarvikkeen yhteyteen järjestetyn ohjausyksikön välillä. Mainittu antenniryhmä voi käsittää myös useampia kuormitusimpedansseja, joista ainakin osa on järjestetty antenniryhmän säteilykuvion tai toimintataajuuksien säätämiseksi. Mainittu antenniryhmä voi käsittää useita toimintataajuuksia ja useita polarisaatioita.A building accessory 110 according to a preferred embodiment of the present invention comprises at least one opening 203 arranged to form a gap radiator array 202, wherein said gap radiator array 202 is arranged to act as an antenna array by at least one load impedance 405, wherein said load impedance between the control unit provided. Said antenna array may also comprise a plurality of load impedances, at least some of which are arranged to adjust the radiation pattern or operating frequencies of the antenna array. Said antenna array may comprise multiple operating frequencies and multiple polarizations.
Rakennustarvike 110 voi käsittää joko yhden tai useampia matalaemissiviteettipintoja, joissa mainittuja kuormitusimpedansseja 405 on järjestetty rakosäteilijöiden impedanssien ohjaamiseksi. Kuvassa 11e on esitetty järjestely, jossa rakennustarvikkeeseen 110 muodostettu apertuuri 201 on järjestetty vastaanottamaan tasoaallot 301’ ja 301” ja uudelleensäteilemään tasoaallot 304’ ja 304” rakennustarvikkeen 110 vastakkaiselle puolelle, jossa tasoaallot 304’ ja 304” määrittävät joko eri taajuuksilla etenevät aaltorintamat tai eri polarisaatioissa etenevät aaltorintamat.The building material 110 may comprise either one or more low-emplacement surfaces, wherein said load impedances 405 are arranged to control the impedances of the gap radiators. Fig. 11e shows an arrangement in which the aperture 201 formed in the building material 110 is arranged to receive plane waves 301 'and 301 "and to re-emit plane waves 304' and 304" to the opposite side of building material 110, where plane waves 304 'and 304 advancing wavefronts.
Kuvissa 11a-11e on esitetty nyt esillä olevan keksinnön mukaisen rakennustarvikkeen 110 erään edullisen suoritusmuodon mukainen järjestely, jossa rakennustarvike on ikkuna. Mainittu ikkuna käsittää ainakin ensimmäisen dielektrisen materiaalin 229, jossa mainittu dielektrinen materiaali on lasia, sekä mainitun dielektrisen materiaalin pinnalle järjestetyn matalaemissiviteettipinnan 103, jossa mainittu matalaemissiviteettipinta 103 on selektiivipinta, huurteenestopinta, aurinkosuojapinta, puolijohdepinta tai itsestään puhdistuva pinta. Mainittu ikkuna käsittää lisäksi eristyslasielementin, joka käsittää ainakin ensimmäisen ja toisen lasilevyn, jossa ainakin yksi lasilevy käsittää mainitun dielektrisen materiaalin 229, sekä mainittujen lasilevyjen väliin järjestetyn ilmatiiviin välitilan 105. Mainittu rakennustarvike voi lisäksi käsittää kuormitusimpedanssin 405 muodostavan piirilevyn 406, sekä sovituskomponentin 407. Mainittu kuormitusimpedanssi 405 voidaan kytkeä osaksi ikkunan karmi rakennetta tai seinärakennetta esimerkiksi siirtolinjan, kutenFigures 11a-11e show an arrangement according to a preferred embodiment of the Building Material 110 of the present invention, wherein the Building Material is a window. Said window comprises at least a first dielectric material 229 in which said dielectric material is glass and a low-emissivity surface 103 arranged on the surface of said dielectric material, wherein said low-emissivity surface 103 is a selective surface, anti-fog surface, sunscreen surface, semiconductor surface. Said window further comprises an insulating glass element comprising at least a first and a second glass sheet, wherein the at least one glass sheet comprises said dielectric material 229, and an airtight space 105 between said glass sheets. Said building material may further comprise a circuit impedance 406 forming a load impedance 405; 405 can be coupled into a window frame structure or wall structure, for example a transmission line such as
20185031 prh 11-01-2018 kaapelin tai parijohdon avulla, jossa mainittu karmirakenne tai seinärakenne voidaan kytkeä osaksi ohjausyksikköä 408, joka voidaan kytkeä osaksi jatkoyhteyttä 410. Mainittu ohjausyksikkö voi olla kytkettynä rakennuksen useampaan erilliseen nyt esillä olevan keksinnön mukaiseen rakennus5 tarvikkeeseen 110. Mainittu rakennus voi käsittää useita nyt esillä olevan keksinnön mukaisia rakennustarvikkeita, jotka muodostavat joko langattoman yhteyden 409, tai muulla tavalla järjestetyn jatkoyhteyden 410, jossa mainittu jatkoyhteys voidaan järjestää rakennuksesta tukiasemaan, runkoverkkoon, tai johonkin langattomaan viestintälaitteeseen 401.20185031 prh 11-01-2018 by means of a cable or twin wire, wherein said frame or wall structure can be connected to a control unit 408 which can be connected to an extension connection 410. Said control unit may be connected to a plurality of separate building members 5 of the present invention. comprises a plurality of building materials according to the present invention that provide either a wireless connection 409 or an otherwise provided extension 410, wherein said extension may be provided from the building to a base station, a backbone network, or any wireless communication device 401.
Kuvissa 11a-11e on esitetty nyt esillä olevan keksinnön mukaisen rakennustarvikkeen 110 erään edullisen suoritusmuodon mukainen järjestely, jossa rakennustarvike on lämpöeristelevy. Mainittu eristelevy käsittää ainakin ensimmäisen dielektrisen materiaalin 229, jossa mainittu dielektrinen materiaali on tiheydeltään alle 200 kg/m3. Mainittu dielektrinen materiaali voi olla esimerkiksi PIR-, PUR- tai EPS -materiaalia, tai jotain muuta lämpöeristeenä toimivaa materiaalia. Dielektrinen materiaali voi olla myös ohut kalvo. Mainittu kalvo voidaan laminoida osaksi matalaemissiviteettipintaa, esimerkiksi höyrynsuluksi, tai se voidaan järjestää esimerkiksi tyhjiön tuottavaksi suljetuksi kammioksi. Mainittu eristelevy käsittää lisäksi mainitun dielektrisen materiaalin pinnalle järjestetyn matalaemissiviteettipinnan 103, jossa mainittu matalaemissiviteettipinta 103 on alumiinia. Mainittu rakennustarvike voi lisäksi käsittää ainakin osittaisen höyrynsulkujärjestelyn, jossa höyrynsulku on toteutettu joko kalvolla tai teipillä, jotka voivat käsittää kuormitusimpedanssin 405 muodostavan piirilevyn 406 sekä sovituskomponentin 407. Mainittu kuormitusimpedanssi 405 voidaan kytkeä osaksi seinärakennetta esimerkiksi pistorasian avulla, jossa mainittu seinärakenne voidaan kytkeä osaksi ohjausyksikköä 408, joka voidaan kytkeä osaksi jatkoyhteyttä 410. Mainittu ohjausyksikkö voi olla kytkettynä rakennuksen useampaan erilliseen nyt esillä olevan keksinnön mukaiseen rakennustarvikkeeseen 110. Mainittu rakennus voi käsittää useita nyt esillä olevan keksinnön mukaisia rakennustarvikkeita, jotka muodostavat joko langattoman yhteyden 409, tai muulla tavalla järjestetyn jatkoyhteyden 410, jossa mainittu jatkoyhteys voidaan järjestää rakennuksesta tukiasemaan, runkoverkkoon, tai johonkin langattomaan viestintälaitteeseen 401.Figures 11a-11e show an arrangement according to a preferred embodiment of the Building Material 110 of the present invention, wherein the building material is a heat insulating board. Said insulating board comprises at least a first dielectric material 229, wherein said dielectric material has a density of less than 200 kg / m 3. Said dielectric material may be, for example, PIR, PUR or EPS material, or some other material which acts as a heat insulator. The dielectric material may also be a thin film. Said film may be laminated into a part of a low-emptying surface, for example a vapor barrier, or it may be arranged, for example, in a vacuum-producing closed chamber. Said insulating sheet further comprises a low-emitting surface 103 arranged on the surface of said dielectric material, wherein said low-emitting surface 103 is aluminum. Said building material may further comprise at least a partial vapor barrier arrangement in which the vapor barrier is implemented either with a film or tape, which may comprise a printed circuit board 406 forming a load impedance 405 and a matching component 407. said control unit may be coupled to a plurality of separate building materials 110 of the present invention. Said building may comprise a plurality of building materials according to the present invention that either provide a wireless connection 409, or otherwise arranged 410 where said extension may be provided from a building to a base station, a backbone network, or some wireless communication device 401.
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmässä tehostetaan signaalin kulkua rakennustarvikkeen 110 läpi, joka rakennustarvike 110 käsittää ainakin yhden sähköä johtavan matalaemissiviteettipinnan 103, jolloin menetelmässä matalaemissiviteettipintaan 103 muodostetaan avaus 203, jonka sähkönjohtavuus on olennaisesti pienempi kuin matalaemissiviteettipinnan 103 ja mainitun matalaemissiviteettipintaan 103 järjestetyn avauksen 203 reuna muodostaa ainakin yhden suljetun reunakäyrän 223, jolloin mainittu avaus 203 määrittää suljetun verhokäyrän 224 siten, että mainittu avaus 203 on suljetun verhokäyrän 224 sisäpuolella ja jonka suljetun verhokäyrän 224 rajaaman alueen pinta-ala on olennaisesti suurempi kuin suljetun verhokäyrän 224 sisäpuolisen avauksen 203 pinta-ala ja pituus olennaisesti pienempi kuin suljetun reunakäyrän 223 pituus, jolloin on muodostunut ainakin yksi suljetun verhokäyrän 224 rajaaman alueen sisäpuolinen matalaemissiviteettipinnan 103 alue 231, jonka kohdalla suljettu verhokäyrä 224 ei ole yhtenevä reuna15 käyrän 223 kanssa.In a method according to a preferred embodiment of the invention, signal propagation through a building material 110 comprising at least one electrically conductive low level surface 103 is provided, wherein the method comprises forming an opening 203 having an electrical conductivity substantially less than a single closed edge curve 223, wherein said opening 203 defines a closed envelope 224 such that said opening 203 is within the closed envelope 224 and has a surface area substantially delimited by the closed envelope 224 and a p 204 p smaller than the length of the closed boundary curve 223, resulting in at least one low-emission inside the area delimited by the closed envelope 224 area 231 of the surface surface 103 at which the closed envelope curve 224 does not coincide with the edge 15 curve 223.
Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmässä avauksen 203 suljettu reunakäyrä 223 muodostetaan yhteneväksi matalaemissiviteettipinnan 103 rajaavan suljetun reunakäyrän 227 kanssa.In a method according to a preferred embodiment of the invention, the closed edge curve 223 of the opening 203 is formed to coincide with the closed edge curve 227 defining the low ejection surface 103.
Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmässä avauksen 203 suljettu reunakäyrä 223 muodostaa matalaemissiviteettipinnan 103 rajaavasta suljetusta reunakäyrästä 227 erotetun suljetun reunakäyrän.In a method according to a preferred embodiment of the invention, the closed edge curve 223 of the opening 203 forms a closed edge curve separated from the closed edge curve 227 delimiting the low surface area 103.
Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmässä mainitulla avauksella 203 muodostetaan ainakin yksi matalaemissiviteettipintaan 103 muodostuvan pintavirran napoina toimiva positiivinen 208 ja negatiivinen 209 varausjakauma ensimmäisessä polarisaatiossa värähtelevän, rakennustarvikkeen 110 kohtaavan sähkömagneettisen signaalin vaikutuksesta, sekä avauksen 203 sisäpuolinen, sen kahden reunan välinen ensimmäisessä polarisaatiossa värähtelevä sähkökenttävektori, joka yhdessä mainitun matalaemissiviteettipintaan 103 muodostuneen pintavirran kanssa muodostaa resonanssipiirin sähkömagneettisen signaalin kulkua rakennustarvikkeen läpi tehostavan keskittyneenä säteilylähteenä 303 ensimmäisessä polarisaatiossa toimivan rakosäteilijän 207 muodostamiseksi.In a method according to a preferred embodiment of the invention, said aperture 203 generates at least one positive 208 and negative 209 charge distribution acting as poles of a surface current formed on a low emptying surface 103 by a first polarization electromagnetic signal in combination with said surface current formed on the low-emitting surface 103, forms a resonant circuit for generating a gap radiator 207 operating as a concentrated radiation source 303 which enhances the passage of the electromagnetic signal through the building material.
20185031 prh 11-01-201820185031 prh 11-01-2018
Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmässä matalaemissiviteettipintaan 103 järjestetään vähintään kaksi mainittua rakosäteilijää 207 käsittävä rakosäteilijäryhmä 202 radiosignaalia läpäisevän apertuurinIn a method according to a preferred embodiment of the invention, a low-emissivity surface 103 is provided with a gap-transmitting aperture group 202 comprising at least two of said gap radiators 207
201 muodostamiseksi, jossa mainitut rakosäteilijät 207 on järjestetty muodostamaan ainakin mainitun ensimmäisen polarisaation suuntaisen sähkökenttävektorin emittoivat keskittyneet säteilylähteet 303, ja jossa mainittu radiosignaalia läpäisevä apertuuri 201 määrittelee rakennustarvikkeeseen 110 alueen, jota rajaa suljettu käyrä 230, jossa mainittu radiosignaalia läpäisevä apertuuri201, wherein said slit radiators 207 are arranged to form concentrated radiation sources 303 emitting at least said first polarization direction electric field vector, and wherein said radio transmitting aperture 201 defines a building material 110 region delimited by a closed curve 230, said transverse aperture 230
201 on mainitun suljetun käyrän 230 sisäpuolella ja jonka suljetun käyrän 230 rajaaman alueen pinta-ala on olennaisesti pienempi kuin matalaemissiviteettipintaa 103 rajaavan suljetun reunakäyrän 227 rajaaman alueen pinta-ala.201 is within said closed curve 230 and having a surface area defined by a closed curve 230 that is substantially smaller than an area bounded by a closed edge curve 227 defining a low activity surface 103.
Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmässä mai15 nittu radiosignaalia läpäisevä apertuuri 201 muodostetaan leveydeltään alle yhden aallonpituuden mittaiseksi ja korkeudeltaan vähintään yhden aallonpituuden mittaiseksi apertuurin 201 käsittämän rakosäteilijäryhmän 202 mainittujen rakosäteilijöiden 207 alimmalla resonanssitaajuudella.In a method according to a preferred embodiment of the invention, said radio-transmitting aperture 201 is formed to be less than one wavelength in width and at least one wavelength in height to the lowest of said slit radiators 207 of the slit radiator array 202 comprising the aperture 201.
Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmässä matalaemissiviteettipintaan 103 järjestetään vähintään kaksi mainittua rakosäteilijää 207 käsittävä rakosäteilijäryhmä 202, jossa mainittujen rakosäteilijöiden 207 käsittämät keskittyneet säteilylähteet 303 on järjestetty pystysuuntaiseksi jonoksi, jossa kahden vierekkäisen, mainitun keskittyneen säteilylähteen 303 pystysuuntainen etäisyys on järjestetty enintään yhden aallonpituuden mittaiseksi mainittujen rakosäteilijöiden 207 alimmalla resonanssitaajuudella, ja jossa mainittu pystysuuntainen jono voi olla järjestetty suoraksi tai mutkittelevaksi.In a method according to a preferred embodiment of the invention, a low-emitting surface 103 is provided with a gap radius array 202 comprising at least two of said gap radiators 207, wherein said concentrated radius at the lowest resonant frequency, and wherein said vertical string can be arranged straight or meandering.
Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmässä mainitulla avauksella 203 muodostetaan ainakin yksi matalaemissiviteettipintaan 103 muodostuvan pintavirran napoina toimiva positiivinen 208 ja negatiivinen 209 varausjakauma toisessa polarisaatiossa värähtelevän, rakennustarvikkeen 110 kohtaavan sähkömagneettisen signaalin vaikutuksesta, sekä avauk76 sen 203 sisäpuolinen, sen kahden reunan välinen toisessa polarisaatiossa värähtelevä sähkökenttävektori, joka yhdessä mainitun matalaemissiviteettipintaan 103 muodostuneen pintavirran kanssa muodostaa resonanssipiirin sähkömagneettisen signaalin kulkua rakennustarvikkeen läpi tehostavan keskitty5 neenä säteilylähteenä 303 toisessa polarisaatiossa toimivan rakosäteilijän 207 muodostamiseksi, jossa ensimmäinen ja toinen polarisaatio ovat keskenään ristikkäiset.In a method according to a preferred embodiment of the invention, said opening 203 generates at least one positive 208 and negative 209 charge distribution acting as poles of a surface current formed on a low-emitting surface 103 by a second polarization electromagnetic which, together with said surface current formed on the low-emitting surface 103, provides a resonant circuit for generating a gap radiator 207 operating in a second polarization as a concentrated radiation source 303 which enhances the passage of the electromagnetic signal through the building material.
Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmässä mata10 laemissiviteettipinta 103 muodostetaan dielektrisen materiaalin pinnalle.In a method according to a preferred embodiment of the invention, the mata10 spreading surface 103 is formed on the surface of the dielectric material.
Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmässä dielektrisenä materiaalina käytetään lasia.In a method according to a preferred embodiment of the invention, the dielectric material is glass.
Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaisessa menetelmässä dielektrisenä materiaalina käytetään eristemateriaalia.In a method according to a preferred embodiment of the invention, the dielectric material is used as dielectric material.
Claims (19)
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP18865681.3A EP3673137B1 (en) | 2017-10-10 | 2018-10-08 | Building 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 |
DK18865681.3T DK3673137T1 (en) | 2017-10-10 | 2018-10-08 | BUILDING MATERIAL |
PCT/FI2018/050719 WO2019073116A2 (en) | 2017-10-10 | 2018-10-08 | Building material |
CA3078665A CA3078665A1 (en) | 2017-10-10 | 2018-10-08 | Building material |
US17/102,516 US11721890B2 (en) | 2017-10-10 | 2020-11-24 | Building material |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FIU20174233U FI12210U1 (en) | 2017-10-10 | 2017-10-10 | Insulating glass element |
FIU20174243U FI12277U1 (en) | 2017-10-10 | 2017-10-27 | Insulating glass element |
FI20176043 | 2017-11-22 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20185031A1 FI20185031A1 (en) | 2018-12-31 |
FI127700B true FI127700B (en) | 2018-12-31 |
Family
ID=64754971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20185031A FI127700B (en) | 2017-10-10 | 2018-01-11 | Building material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI127700B (en) |
-
2018
- 2018-01-11 FI FI20185031A patent/FI127700B/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI20185031A1 (en) | 2018-12-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI129517B (en) | Building material | |
FI127914B (en) | Device and method for guiding electromagnetic waves | |
FI126944B (en) | Apparatus and method for receiving and further emitting electromagnetic signals | |
EP1267446A1 (en) | Device for the reception and/or the transmission of electromagnetic signals with radiation diversity | |
Hussein et al. | Performance optimization of microstrip patch antenna using frequency selective surfaces for 60 GHz | |
JP6965989B2 (en) | Electromagnetic wave propagation control member, electromagnetic wave propagation control structure, sash with electromagnetic wave propagation control member, and window structure | |
FI127700B (en) | Building material | |
FI12279U1 (en) | Building material | |
FI128682B (en) | A diversity scattering device and method for using the same | |
Costanzo et al. | Smart EM surfaces for future wireless communication systems | |
Song et al. | A simultaneous dual-channel micro-radio-repeater for ad-hoc wireless communication | |
Kharche et al. | Mutual coupling reduction using variable length SRR like structure in ultra wideband MIMO antennas | |
Siddiqui et al. | A leaky coaxial cable antenna based on sinusoidally-modulated reactance surface | |
KR102713522B1 (en) | Antenna device, transceiver device, communication system, actuator device and method for operating the antenna device | |
Vishwapriya et al. | Design and analysis of I-shaped MIMO antenna for wireless applications | |
FI127591B (en) | Device and method for receiving and re-radiating electromagnetic signals | |
Ren et al. | Low cost electronically steerable radiator and reflector antenna for 2.4 GHz WLAN | |
FI12132U1 (en) | Device for receiving and re-radiating electromagnetic signals | |
FI128681B (en) | Device and method for receiving and re-radiating electromagnetic signals | |
KR20240148451A (en) | Antenna arrangement, transceiver arrangement, communication system, actuator device, and method for operating an antenna arrangement | |
Bshara et al. | mmWave indoor blockage solution: high/low gain switching | |
KR20240148450A (en) | Antenna arrangement, transceiver arrangement, communication system, actuator device, and method for operating an antenna arrangement | |
Riauka et al. | Wideband planar metamaterial inspired antenna analysis and design |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Ref document number: 127700 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |