LT6255B - System and method for delivery of electromagnetic waves in to enclosed space - Google Patents
System and method for delivery of electromagnetic waves in to enclosed space Download PDFInfo
- Publication number
- LT6255B LT6255B LT2014064A LT2014064A LT6255B LT 6255 B LT6255 B LT 6255B LT 2014064 A LT2014064 A LT 2014064A LT 2014064 A LT2014064 A LT 2014064A LT 6255 B LT6255 B LT 6255B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- signal
- radio frequency
- closed space
- antenna
- building
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 5
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 2
- 230000011664 signaling Effects 0.000 claims description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 claims 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 13
- 239000004567 concrete Substances 0.000 abstract description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 5
- 239000011449 brick Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract 2
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- -1 masonry Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 230000003584 silencer Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Building Environments (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Abstract
Description
11
LT 6255 B Išradimo sritis Šis išradimas yra susijęs su elektromagnetinių bangų paskirstymo būdu ir sistema, o tiksliau išradimas yra susijęs su elektromagnetinių bangų tiekimu į uždaros erdvės vidų per radijo dažnių signalo mažo pralaidumo struktūrą, naudojant į dielektrinę aplinką patalpintas kryptines antenas.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method of distributing electromagnetic waves, and more specifically, the invention relates to the supply of electromagnetic waves to the interior of a closed space via a low bandwidth structure of the radio frequency signal using directional antennas placed in the dielectric environment.
Techninio lygio aprašymasDescription of the technical level
Radijo signalas į uždarą erdvę, tokią kaip pastato patalpą gali patekti įprastai dviem būdais - per pastato langus arba per pastato sienas. Ne visada pastatai turi pakankamo dydžio langus, kai kada ant langų būna sumontuotos elektromagnetinių (EM) bangų sklidimą trukdančios konstrukcijos, tokios kaip smulkios grotos ar metalinis tinklas. Mūrinės, betoninės arba gelžbetoninės sienos smarkiai susilpnina radijo bangas jas atspindėdamos. Kitais atvejais, tokiais kaip georadarų antenų siunčiamų signalų per objektus, sudarytus iš elektromagnetinių bangų mažo pralaidumo medžiagų, atveju, georadarų rezoliuciją ir dinaminį diapazoną mažina dalinis siunčiamų signalų atsispindėjimas nuo objekto paviršiaus, kuomet tarp signalą siunčiančios antenos ir objekto, į kurį ir per kurį turi pereiti siunčiamas signalas, yra tarpas.A radio signal to a closed space, such as a building room, can normally be accessed in two ways - through the windows of a building or through the walls of a building. Buildings do not always have windows of sufficient size, in some cases they are fitted with electromagnetic (EM) -free constructions such as grille or metal mesh. Brick, concrete or reinforced concrete walls severely weaken the radio waves by reflecting them. In other cases, such as signals sent by geo-radar antennas through objects composed of electromagnetic waves of low-bandwidth materials, the georadar resolution and dynamic range are reduced by the partial reflection of the transmitted signals from the object surface when the antenna transmitting the signal and the object to which it passes to pass the sent signal, there is a gap.
Patente Nr. US 6 014 546 (A) yra aprašoma sistema ir būdas, skirti radijo dažnio signalo paskirstymui pastate arba kitoje struktūroje, kuri nėra laidi radijo dažniams. Radijo signalas yra tiekiamas bevieliu būdu iš bazinės stoties į ant pastato esančią anteną imtuvą, iš kurio signalas į pastato vidų yra perduodamas laidu, sujungiant ant pastato esančią antena su pastato viduje esančia antena, kuri paskirsto radijo dažnio signalą pastato viduje. Šios sistemos pagrindinis trūkumas yra tai, kad ant pastato esantį imtuvą reikia sujungti laidu su pastato viduje esančiu signalo paskirstytoju.Pat. US 6,014,546 (A) describes a system and method for allocating a radio frequency signal in a building or other structure that is not conductive to radio frequencies. The radio signal is delivered wirelessly from the base station to the antenna on the building, from which the signal to the inside of the building is transmitted by wire, connecting the antenna on the building with the antenna inside the building, which distributes the radio frequency signal inside the building. The main drawback of this system is that the receiver on the building must be connected to the wiring with the signal distributor inside the building.
Patente Nr. US 6 895 218 (B2) yra aprašomas bevielio signalo perdavimo į pastato vidų ir radijo signalo paskirstymo pastato viduje būdas. Radijo bangų transliatorius gauna bevielį signalą iš bazinės stoties. Transliatorius pakeičia gauto signalo dažnį ir persiunčia jį bevieliu būdu į mobilios stoties sąsajos jungtis, esančias pastato viduje. Pastato viduje esanti mobili stotis pakeičia siunčiamo signalo dažnį į pirminį dažnį ir persiunčia jį mobiliam signalo imtuvui, esančiam pastato viduje. Šio būdo pagrindiniai trūkumai yra signalo gavimas iš bazinės stotie, kuri naudoja 2Pat. US 6,895,218 (B2) describes a method for transmitting wireless signal to a building interior and radio signal distribution inside a building. The radio wave translator receives a wireless signal from the base station. The translator changes the frequency of the received signal and transmits it wirelessly to the mobile station interface connectors inside the building. The mobile station inside the building changes the frequency of the outgoing signal to the primary frequency and sends it to the mobile signal receiver inside the building. The main drawbacks of this method are receiving a signal from a base station that uses 2
LT 6255 B daugiakryptę anteną, kur tam, kad iš bazinės stoties gautas signalas patektų į pastato vidų ir ten būtų tinkamas priimti mobiliais įrenginiais, pastato išorėje esančiame radijo dažnio signalo imtuve pakeisto dažnio signalas turi būti priimtas pastato viduje esančiame imtuve, kuriame signalo dažnis yra pakeičiamas į pradinį dažnį prieš išsiuntimą.LT 6255 B A multi-directional antenna, where the signal received from a radio frequency receiver outside the building to receive the signal from the base station to the inside of the building is suitable to be received in a receiver inside the building where the frequency of the signal is changed to the initial frequency before shipment.
Patente Nr. US 8 121 540 (B1) yra aprašomas bevielio signalo perdavimo į pastatą sistema ir būdas. Naudojama kartotuvų sistema yra suprojektuota pastato išorėje gautą signalą perduoti per stiklą naudojant pastato išorėje ir pastato viduje esančias antenas, kurios vykdo informacijos apsikeitimą. Pagrindiniai trūkumai yra dažnio keitiklių naudojimas, poreikis montuoti anteną pastato viduje, o taip pat sistemos ir būdo taikymas per stiklą.Pat. US 8 121 540 (B1) describes a system and method of wireless signal transmission to a building. The repeater system used is designed to transmit the signal received from outside the building through the glass using antennas inside the building and inside the building that exchange information. The main disadvantages are the use of frequency converters, the need to mount the antenna inside the building, as well as the application of the system and the way through the glass.
Patente US 6 771 206 (B2) yra aprašomas bevielio signalo perdavimo į uždarą erdvę būdas ir sistema. Naudojamas įrenginys siunčia elektromagnetinius signalus iš signalo generatoriaus per siuntimo anteną į žemę, tam, kad jie atsispindėję nuo žemės gelmėse esančių objektų, ar ertmių paviršių, grįžtų atgal į įrenginį registravimui. Šio išradimo pagrindinis trūkumas yra tas, kad minėta signalo siuntimo antena yra virš žemės paviršiaus, taip sudarant parazitinius, atsispindėjusius nuo žemės paviršiaus signalus, dėl to sumažėja elektromagnetinių bangų patekimas ant žemėje esančių objektų.US 6 771 206 (B2) describes a method and system for transmitting a wireless signal to a closed space. The device used sends the electromagnetic signals from the signal generator through the transmitting antenna to the ground, in order to be reflected from the ground objects or cavity surfaces, to return to the device for registration. The main drawback of the present invention is that said signal transmitting antenna is above the ground surface, thereby generating parasitic, reflected ground signals, thereby reducing the exposure of electromagnetic waves to ground objects.
Patentinėje paraiškoje Nr. VV003058850 (A2) aprašomas bevielio ryšio perdavimo tarp pastato išorės ir vidaus pagerinimo prietaisas ir būdas yra artimiausias mūsų išradimui. į pastato vidų per sieną radijo dažnio signalas yra perduodamas per ant pastato esantį, pirminį signalą gaunantį įrenginį, kuris turi bent vieną anteną, skirtą ryšiui su pastato viduje esančia antena, kur minėtame įrenginyje esanti bent viena antena turi reflektorių, skirtą perduoti radijo signalą pastato sienos kryptimi. Pirminį signalą gaunantis pastato išorėje esantis įrenginys turi bent vieną antrą anteną, skirtą ryšiui su radijo signalą siunčiančia ir priimančia bazinės stoties antena. Pagrindinis sistemos trūkumas yra tas, kad antena, nukreipianti radijo dažnio signalą į pastato sieną nėra sumontuota tokios pačios dielektrinės skvarbos medžiagoje kaip ir pastato siena, dėl ko negalima pasiekti maksimalaus stiprumo signalo perdavimo į pastato vidų per pastato sieną.In patent application no. VV003058850 (A2) describes a device for wireless communication between an exterior of a building and an internal improvement device and method closest to our invention. The radio frequency signal is transmitted to the inside of the building through the wall via a pre-signaling device on the building that has at least one antenna for communication with an antenna inside the building, wherein at least one antenna in said device has a reflector for transmitting the radio signal to the building wall direction. An external device receiving a primary signal has at least one second antenna for communication with a radio station transmitting and receiving a base station antenna. The main drawback of the system is that the antenna directing the radio frequency signal to the wall of the building is not fitted with the same dielectric permeability in the material as the wall of the building, which means that it is not possible to reach the maximum strength signal to the inside of the building through the wall of the building.
Visi minėti trūkumai yra pašalinami bevieliu radijo dažnio signalo tiekimu per dalinai arba visiškai uždarą erdvę ribojančią medžiagą, naudojant sistemą, kurioje 3All the aforementioned disadvantages are eliminated by the wireless radio signal supply via a partially or completely enclosed space limiting material using a system in which 3
LT 6255 B per minėtą erdvę ribojančią kliūtį, pavyzdžiui pastato mūrinę, betoninę ar gelžbetoninę sieną, arba žemę, perdavimui skirtas signalas yra generuojamas signalo generavimo įrenginyje, kurio signalas laidais yra perduodamas į ant minėtą erdvę ribojančio objekto bent vieną kryptinę anteną, kurį yra priglaudžiama prie minėtos uždaros erdvės ribojančio objekto paviršiaus ir yra patalpinta į uždaros erdvės ribojančio objekto medžiagai artimos dielektrinės skvarbos medžiagą, kur uždarą erdvę ribojančio objekto vidinis paviršius, priešais kurį yra sumontuojama minėta antena yra padengiamas medžiagos sluoksniu, kurios elektromagnetinių bangų lūžio rodiklis yra mažesnis negu minėtą uždarą erdvę ribojančio objekto paviršiaus elektromagnetinių bangų lūžio rodiklis, tokiu būdu dar labiau padidinant minėtą uždarą erdvę ribojančio objekto pralaidumą radijo dažnio signalui. Išradimo esmėEN 6255 B via a space barrier, such as a building's masonry, concrete or reinforced concrete wall, or earth, the signal for transmission is generated in a signal generating device, the signal of which is transmitted to the at least one directional antenna of said space-limiting object which is clamped to said space said enclosed space limiting object surface and being placed in a dielectric permeability material close to the material of the enclosed space limiting object, wherein the inner surface of the enclosed space limiting object is mounted in front of said antenna having a layer of material having an electromagnetic wave refractive index less than said enclosed space an electromagnetic wave refractive index of the limiting object surface, thereby further increasing the bandwidth of said enclosed space limiting object to a radio frequency signal. The essence of the invention
Radijo dažnių bangų signalas, kuris yra elektromagnetinės (EM) bangos, į uždarą erdvę, tokią kaip pastato patalpą įprastai gali patekti per pastato langus, duris, arba per pastato sienas. Tinkamo radijo dažnio signalo stiprumo užtikrinimas uždarose erdvėse yra svarbi problema kuomet pastatų sienų medžiaga stipriai susilpnina signalą. Ne visada pastatai turi pakankamo dydžio langus, kai kada ant langų būna EM bangų sklidimui trukdančios konstrukcijos, tokios kaip smulkios grotos ar metalinis tinklas. EM bangų sklidimas iš esmės priklauso nuo medžiagos, esančios signalo kelyje, sudarant sąlygas signalui susilpnėti. Viena iš priežasčių yra absorbcija. Jeigu signalas neatsispindi nuo objekto, jo neaplenkia ar nepereina kiaurai jo, tuomet įvyksta visiška signalo absorbcija. Daugelis medžiagų visais atvejais absorbuoja dalį radijo dažnio signalo. Plytinės ir betoninės sienos signalą sugers daug stipriau negu pavyzdžiui gipso pagrindo sienos. Kitas vienas svarbiausių radijo dažnių signalo kokybę įtakojančių efektų yra atspindys. Signalas yra atspindimas nuo bet kokių paviršių, kurių dielektrinė skvarbą skiriasi nuo aplinkos dielektrinės skvarbos. Dažniausiai signalas yra atspindimas nuo lygių paviršių, tokių kaip lygios pastato sienos, kelio danga, vanduo ir pan. Taip pat, kuo labiau signalo sklidimo kryptis yra nutolusi nuo statmens į paviršių - tuo labiau signalas atspindimas, galimas net visiškas atspindys. Kai kada, pavyzdžiui kuomet yra naudojamas mobilaus ryšio slopintuvas, kurio antena yra nukreipta į pastatą, EM bangų atspindys nuo pastato sienų yra ypač nepageidautinas, nes sukelia ryšio trikdžius ten kur nereikia ir mažina signalą ten, kur jis yra reikalingas. 4Radio frequency waves, which are electromagnetic (EM) waves, can enter an enclosed space, such as a building room, normally through building windows, doors, or walls of a building. Ensuring the strength of an appropriate radio frequency signal in confined spaces is an important problem when building wall material severely weakens the signal. Buildings do not always have windows of sufficient size, sometimes with windows that block EM wave propagation, such as grille or metal mesh. The propagation of EM waves largely depends on the material present on the signal path, enabling the signal to weaken. One reason is absorption. If the signal is not reflected from the object, it does not swing or pass through it, then full signal absorption occurs. Many substances always absorb part of the radio frequency signal. The brick and concrete wall signal will absorb much more than the walls of the gypsum base. Another one of the most important effects affecting the quality of the radio frequency signal is the reflection. The signal is reflective of any surface whose dielectric permeability differs from that of the ambient dielectric. Most often, the signal is reflected from smooth surfaces such as smooth building walls, road surface, water and so on. Also, the more the signal propagation direction is distant from the perpendicular to the surface - the more the reflection of the signal is possible, even full reflection is possible. Sometimes, for example, when a cellular silencer with an antenna is used, the EM wave reflection of the building walls is particularly undesirable because it causes interference where it is not needed and reduces the signal where it is needed. 4
LT 6255 B Išradimas yra skirtas spręsti specifines problemas, tokias kaip nepageidaujamas radijo dažnių bangų atspindys nuo kliūčių, tokių kaip pastato paviršiai, nepakankamas signalo lygis vienose ir per didelis signalo lygis kitose patalpose, sabotažo galimybė, atsirandančias diegiant mobilaus ryšio slopintuvus įkalinimo įstaigose. Taip pat išradimas gali būti naudojamas georadarų veikimo atstumo didinimui ir trikdžių kiekio juose mažinimui. Išradimo tikslas yra pateikti radijo dažnių signalą į uždarą erdvę per radijo dažnių signalą atspindinčias medžiagas, kurios riboja minėtą uždarą erdvę, pagerinimo būdą ir sistemą, ypatingai signalo perdavimui per aukštu slopinimo laipsniu pasižyminčias kliūtis, tokias kaip mūrinės, betoninės ar gelžbetoninės sienos, stori stiklai, į specialios paskirties pastatų patalpas, tokias kaip kalėjimų kameras, taip, kad pašaliniams asmenims nebūtų sudarytos galimybės paveikti signalo generavimo ir perdavimo įrangą, o taip pat, kad sistemos įrengimas nereikalautų sienos, ant kurios būtų montuojama sistema, ardymo darbų, tokių kaip sienos kiauras pragręžimas ir panašiai. O tai pat išradimo tikslas yra pateikti radijo dažnių signalą į uždarą erdvę per radijo dažnių signalą atspindinčias medžiagas, kurios riboja minėtą uždarą erdvę, pagerinimo būdą ir sistemą, ypatingai signalo perdavimui per aukštu slopinimo laipsniu pasižyminčias kliūtis kaip žemė.The invention is directed to solving specific problems such as undesirable reflection of radio frequency waves from obstacles such as building surfaces, insufficient signal level in one and excessive signal level in other premises, the possibility of sabotage resulting from the deployment of mobile dampers in detention facilities. The invention can also be used to increase the range of georadar operation and reduce the amount of interference in them. The object of the invention is to provide a radio frequency signal to a closed space via radio frequency reflective materials which limit said enclosed space, method and system of improvement, in particular for the transmission of a signal through obstacles having a high degree of attenuation, such as masonry, concrete or reinforced concrete walls, tough glasses, to the premises of special purpose buildings, such as prison cells, so as not to allow unauthorized persons to influence the signal generation and transmission equipment, as well as the fact that the installation of the system would not require the demolition of a wall on which the system is to be installed, such as wall-boring drilling and so on. It is also an object of the present invention to provide a radio frequency signal to a closed space via radio frequency reflective materials that limit said enclosed space, method of improvement, and system, in particular for transmission of a signal through a high degree of inhibition as a ground.
Siekiant išspręsti minėtas problemas, siūlome naudoti į bent vieną dielektrinę aplinką patalpintą bent vieną kryptinę anteną, kuri turėtų būti prigausta prie uždarą erdvę ribojančios medžiagos paviršiaus, kaip pavyzdžiui mūrinės, betoninės ar gelžbetoninės sienos, stogo, grindų, stiklo, žemės ar panašiai, iš išorinės uždarą erdvę ribojančio objekto pusės. Siūloma naudoti keletą, priklausomai nuo patalpų skaičiaus pastate, antenų, o signalą tarp jų paskirstyti laidinėmis signalo perdavimo priemonėmis, pavyzdžiui laidais ar kabeliais iš radijo dažnių signalą generuojančios bloko. Sistema taip pat gali apimti ir kitus papildomus įrenginius, kurie būtų reikalingi priklausomai nuo taikymo aplinkos.To solve these problems, we suggest using at least one directional antenna placed in a dielectric environment, which should be attached to the surface of the enclosed space limiting material, such as masonry, concrete or reinforced concrete walls, roof, floor, glass, earth or the like, from the outside closed space boundary side. It is suggested to use several antennas, depending on the number of rooms in the building, and to distribute the signal between them by wired signal transmitters, such as wires or cables from the radio frequency generating unit. The system may also include other additional devices that may be required depending on the application environment.
Trumpas brėžinių figūrų aprašymasA brief description of the drawing figures
Fig. 1 yra pateikiama antena, kuri yra patalpinta į natūralaus arba dirbtinio dielektriko aplinką ir yra tvirtinama prie pastato paviršiaus;FIG. 1 is an antenna placed in a natural or artificial dielectric environment and attached to a building surface;
Fig. 2 yra pateikiama antena, patalpinta į biraus dielektriko, esančio formą lengvai keičiančioje talpoje, aplinką; 5FIG. Fig. 2 shows an antenna placed in an environment of a dry dielectric in a form that easily replaces the form; 5
LT 6255 BLT 6255 B
Fig. 3 yra pateikiama radijo dažnio signalo paskirstymo sistemos principinė schema. Išradimo geriausio realizavimo aprašymas EM bangos atsispindi sklisdamos iš vienos aplinkos į kitą aplinką, turinčią kitokią dielektrinę skvarbą. Oro dielektrinė skvarbą ε yra apytiksliai 1, o objektų, tokių kaip pastato sienos - apytiksliai nuo 5 iki 10. Dėl šios priežasties, elektromagnetinės bangos, krintančios į pastato sieną arba panašios dielektrinės skvarbos objektą atsispindės, o pastato, ar kito objekto viduje esančią erdvę pasieks tik dalis bangos energijos. Atspindėtos energijos dalį galima įvertinti naudojant Frenelio formules: statmenos paviršiui bangos atveju, kai krintančios bangos intensyvumas yra /, o atspindėtos yra h, atspindžio faktorius r bus r =FIG. 3 is a schematic diagram of a radio frequency signal distribution system. DESCRIPTION OF THE BEST EMBODIMENT OF THE INVENTION EM waves are reflected by propagating from one environment to another environment having different dielectric permeability. Air dielectric permeability ε is approximately 1, and objects such as building walls - about 5 to 10. For this reason, the electromagnetic waves falling on the building wall or the object of similar dielectric penetration will be reflected and the space inside the building or other object will reach only part of the wave energy. The part of reflected energy can be estimated using Frenel formulas: perpendicular to the surface in the case of wave, when the intensity of the falling wave is / and the reflected is h, the reflection factor r will be r =
Znv-nzV _ /į \Tz1+n2y I ' (1) kur n = y/εμ yra lūžio rodiklis, μ - magnetinė skvarbą (įprastai //=1). Jei EM banga sklinda oru kurio ni=1 ir krinta į kliūtį, kurios n2=3 , tada r=1/4, o /*=//4. Imant tik pirmą atspindį, nuo kliūties išorinio paviršiaus atsispindėtų ketvirtis EM bangos energijos. Jei banga kristų ne stačiu kampu - atspindys būtų dar stipresnis (galimas net visiškas atspindys). Jei banga sklistų iš aplinkos, kurios lūžio rodiklis ni= n2, tada r =0, o atspindžio nuo išorinio paviršiau visai nebūtų.Znv-nzV _ / to Tz1 + n2y I '(1) where n = y / εμ is the refractive index μ - magnetic permeability (normally // = 1). If EM wave propagates in air with ni = 1 and falls into an obstacle n2 = 3, then r = 1/4, o / * = // 4. Taking only the first reflection, the outer surface of the obstacle would reflect a quarter of the EM wave energy. If the wave does not fall at a right angle - the reflection would be even stronger (even full reflection possible). If the wave spread from an environment with a refractive index ni = n2, then r = 0, and there would be no reflection from the outer surface.
Norint išvengti atspindžio nuo tokios kliūties kaip pastato siena, papildomai galima naudoti sluoksnį arba sluoksnius ant pastato sienos (101) bent vidinio ir/arba išorinio paviršiaus, kurie veikia tuo pačiu principu, kaip ir optinių lęšių prašviesinimas, t.y. paprasčiausiu atveju, pastatą reiktu padengti ketvirčio bangos ilgio storio medžiagos sluoksniu, kurio impedansas būtų: ^sluoksn = y/%oro%sienos (2)In order to avoid reflection from an obstacle such as the wall of a building, it is also possible to use a layer or layers on the wall (101) of the building at least on the inner and / or outer surface which act on the same principle as the lightening of the optical lenses, i. in the simplest case, the building should be covered with a quarter-wavelength material layer with an impedance of: ^ layer = y /% air% wall (2)
Kadangi Ζ~ΐΝε, o εΟΓοβ1, vadinasi £s/uo/<sn=V£s/enos· Tačiau padengti pastatą prašviesinančiu sluoksniu būtų labai brangu. 6Because Ζ ~ ΐΝε, and εΟΓοβ1, is called £ s / uo / < sn = V / s / en · However, it would be very expensive to cover the building with a lightening layer. 6
LT 6255 BLT 6255 B
Vienu išradimo taikymo atveju, pavyzdžiui, diegiant mobilaus ryšio trukdžių sistemas įkalinimo įstaigose, nuotoliniu būdu spinduliuojamos atspindėtos bangos yra ypač nepageidautinos, kadangi atspindėtas trukdžių signalas patektų už įstaigos ribų, o į įkalinimo įstaigų patalpas patenkantis signalas būtų silpnesnis. Tam, kad būtų išvengti nepageidaujami atspindžiai nuo pastato išorinio paviršiaus ir būtų galima valdyti signalo galią įvairiose pastato vietose yra būtina naudoti prie pastato paviršiaus priglaustas antenas, kurios būtų atsuktos sienos kryptimi. Tačiau yra sudėtinga suprojektuoti anteną, skirtą spinduliuoti į sieną, nes tarp antenos ir sienos atsiranda papildomas atspindys. Siekiant išspręsti šią problemą, antena (102, 301) yra patalpinama į natūralaus arba dirbtinio dielektriko, kurio dielektrinė skvarbą yra artima pastato sienos (101) dielektrinei skvarbai, aplinką (103). Tokiu būdu antenos (102) projektavimo principai nesiskirs nuo ore dirbančių antenų projektavimo principų, nes antena bus izotropinėje, kaip ir oras, aplinkoje (103). Tokiu būdu yra išvengiama EM bangų atspindžių ir taip sukeltų rezonansinių reiškinių, susijusių su parazitiniais atspindžiais nuo sienos (101) išorinio paviršiaus, kas yra ypač aktualu projektuojant antenas. Antenos (102, 301) matmenys Qie proporcingi bangos ilgiui) bus mažesni, nes bangos ilgis λ dielektrinėje yra aplinkoje proporcingas: λ ~1Λ/ε . (3)In one embodiment of the invention, for example, the introduction of mobile interference systems in prisons, remotely radiated reflected waves are particularly undesirable because the reflected interference signal would be outside the institution and the signal entering the prison premises would be weaker. In order to avoid unwanted reflections from the exterior of the building and to control the signal power at various parts of the building, it is necessary to use antennas attached to the surface of the building facing the wall. However, it is difficult to design an antenna for wall-to-wall, as there is an additional reflection between the antenna and the wall. To solve this problem, the antenna (102, 301) is placed in the environment of a natural or artificial dielectric whose dielectric permeability is close to the dielectric permeability of the building wall (101). Thus, the design principles of the antenna (102) will not differ from the design principles of airborne antennas, as the antenna will be in an isotropic environment like the air (103). This prevents the reflection of EM waves and the resulting resonant phenomena associated with parasitic reflections from the outer surface of the wall (101), which is particularly relevant for the design of antennas. The dimensions of the antenna (102, 301) Qie are proportional to the wavelength) will be smaller because the wavelength λ in the dielectric is proportional to the environment: λ ~ 1Λ / ε. (3)
Jei aplinkos (103) dielektrinė skvarbą ε yra 4, visi antenos (102) matmenys sumažėtų 2 kartus, o tūris 23 kartų - t,y, 8 kartus. Tam, kad būtų dar labiau pagerintas signalo pralaidumas pro sieną (101), bent vidinėje sienos pusėje gali būti montuojamas atspindį mažinantis sluoksnis (106), kurio dielektrinė skvarbą yra eSiuoKsn=^sienos. o storis - ketvirčio bangos ilgio. Tam, kad būtų sumažinti atspindžiai plačiame dažnių diapazone, turėtų būti taikoma keletas skirtingos dielektrinės skvarbos sluoksnių. Jei antena (102) turi savo reflektorių ar yra kryptinė, tuomet dielektrinę aplinką (103) ribojantis ir antenos išspinduliuotas EM bangas atspindintis metalinis paviršius (104), nėra būtinas. Nenaudojant antenos (102, 301) dielektrinėje aplinkoje (103) ir/arba prašviesinančio sluoksnio (106) iš vidaus, į patalpą per betoninę arba gelžbetoninę sieną (101) patenkantis signalas iš esmės susilpnėja. 7If the ambient (103) dielectric permeability ε is 4, all the dimensions of the antenna (102) would decrease 2 times and the volume 23 times - t, y, 8 times. In order to further improve the permeability of the signal through the wall (101), at least the inner wall side may be provided with a reflection-reducing layer (106) having a dielectric permeability of e. and the thickness is a quarter wavelength. In order to reduce reflections in the wide frequency range, several different dielectric penetration layers should be used. If the antenna (102) has its reflector or directional, then the metal surface (104) reflecting the EM wave reflecting the dielectric environment (103) and emitted by the antenna is not necessary. Without the use of the antenna (102, 301) in the dielectric environment (103) and / or the flaming layer (106), the signal entering the room through the concrete or reinforced concrete wall (101) is substantially weakened. 7
LT 6255 BLT 6255 B
Atsižvelgiant į įkalinimo įstaigų specifiką, radijo bangų tiekimo į pastato vidų sistema apima daugybę prie išorinės pastato sienų (101) pusės priglaustų antenų (102, 301), kurios aprėpia visų naudojamų siųstuvu dažnius, įprastai 0,4-6 GHz ir yra patalpintos dielektrinėje aplinkoje (103), taip pat turi EM bangas atspindintį elementą (104), kaip pavyzdžiui metalinį paviršių, arba kitokio tipo reflektorių, elektromagnetinių bangų generavimo bloką (302), kuris signalą į minėtą anteną (102, 301) perduoda naudojant bent laidinę signalo perdavimo priemonę, kaip pavyzdžiui laidus (105, 303). Sistema taip pat gali apimti ir papildomas signalo apdorojimo priemones, priklausomai nuo sistemos taikymo specifikos. Minėta dielektrinėje medžiagoje (103) esanti antena (102, 301) gali būti montuojama prie iš esmės bet kokios pastato plokštumos (101), kaip pavyzdžiui sienos, lango, stogo, grindų ir panašiai, naudojant mechanines tvirtinimo priemones. Montavimo būdas pastebimos įtakos antenos charakteristikoms neturi. Sistema papildomai gali apimti ir bent vidinėje sienos pusėje montuojamą elektromagnetinių bangų atspindį mažinantį sluoksnį(-ius) (106).Depending on the specificity of imprisonment facilities, the radio wiring system inside the building includes a large number of antennas (102, 301) clamped on the exterior walls (101) of the building, covering all the frequencies of the transmitters normally used, ranging from 0.4 to 6 GHz and placed in a dielectric environment (103) also has an EM wave reflecting element (104), such as a metal surface, or other type of reflector, an electromagnetic wave generating unit (302) which transmits a signal to said antenna (102, 301) using at least a wired signal transmitting means such as wires (105, 303). The system may also include additional signal processing tools, depending on the specificity of the system application. The antenna (102, 301) in said dielectric material (103) can be mounted to substantially any building plane (101), such as wall, window, roof, floor, and the like, using mechanical fasteners. The mounting method has no noticeable effect on the antenna characteristics. The system may additionally comprise at least an inner wall-side electromagnetic wave-reflecting layer (s) (106).
Kitu išradimo taikymo atveju, elektromagnetinių bangų tiekimo į uždarą, arba bent dalinai uždarą, erdvę, naudojant sistemą, sudarytą iš bent dielektriko aplinkoje (203) esančios antenos (202) ir bent į minėtą anteną (202) laidais (205) tiekiamo signalo elektromagnetinių bangų generavimo bloko (302), būdas gali būti taikomas georadaruose, kuriuos naudojant radijo signalais yra zonduojama žemė (201), griuvėsiai ir panašios aplinkos. Georadaras yra prietaisas, generuojantis plataus dažnių spektro signalą, jį spinduliuojantis į žemę ir fiksuojantis atsaką. Pagal atsaką yra nustatoma netolygumų žemėje dydis ir vieta. Kryptinė antena (202) yra patalpinama į lengvai formą keičiančią talpą (204) su joje esančia formą keičiančia, pageidaujamai biria dielektrine medžiaga (203), pavyzdžiui, smėliu. Tokiu būdu būtų yra užtikrinama, kad susidarys tik minimalūs EM bangų atspindžiai nuo žemės paviršiaus (201). Atspindžio faktorius, apskaičiuojamas pagal formulę (1) priklausys nuo to, kiek tiksliai sutampa talpoje (204) esančios medžiagos (203) ir žemės (201) dielektrinės skvarbos, taip pat kiek glaudžiai talpa (204) yra prigludus prie žemės (201) paviršiaus.In another embodiment of the invention, the supply of electromagnetic waves to a closed, or at least partially closed, space using a system consisting of at least an antenna (202) present in the dielectric environment (203) and an electromagnetic wave at least of the signal supplied by the wires (205) of said antenna (202). The method of generating a block (302) may be applied to georadars which use radio signals to probe earth (201), ruins, and similar environments. Georadar is a device that generates a broad spectrum signal that emits to the ground and captures the response. The response determines the size and location of the unevenness in the earth. The directional antenna (202) is placed in a form-changing container (204) with a deformable, preferably bulky dielectric material (203), such as sand, in its shape. In this way, it would ensure that only minimal reflections of the EM wave from the ground will be generated (201). The reflection factor, calculated according to the formula (1), will depend on how exactly the material (203) in the container (204) and the dielectric permeability of the ground (201) coincide, as well as how close the container (204) is to the surface of the ground (201).
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2014064A LT6255B (en) | 2014-05-06 | 2014-05-06 | System and method for delivery of electromagnetic waves in to enclosed space |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2014064A LT6255B (en) | 2014-05-06 | 2014-05-06 | System and method for delivery of electromagnetic waves in to enclosed space |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2014064A LT2014064A (en) | 2015-11-25 |
| LT6255B true LT6255B (en) | 2016-03-10 |
Family
ID=54547979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2014064A LT6255B (en) | 2014-05-06 | 2014-05-06 | System and method for delivery of electromagnetic waves in to enclosed space |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| LT (1) | LT6255B (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6014546A (en) | 1996-04-19 | 2000-01-11 | Lgc Wireless, Inc. | Method and system providing RF distribution for fixed wireless local loop service |
| WO2003058850A2 (en) | 2002-01-07 | 2003-07-17 | Loranet Nv | Device and method for improving wireless outdoor-to-indoor digital communication |
| US6771206B2 (en) | 1999-12-14 | 2004-08-03 | Centre National De La Recherches Scientifique | Method for obtaining underground imagery using a ground-penetrating radar |
| US6895218B2 (en) | 2001-10-11 | 2005-05-17 | Sprint Spectrum L.P. | Method for in-building distribution using wireless access technology |
| US8121540B1 (en) | 2008-06-05 | 2012-02-21 | Sprint Communications Company L.P. | Repeater system and method for providing wireless communications |
-
2014
- 2014-05-06 LT LT2014064A patent/LT6255B/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6014546A (en) | 1996-04-19 | 2000-01-11 | Lgc Wireless, Inc. | Method and system providing RF distribution for fixed wireless local loop service |
| US6771206B2 (en) | 1999-12-14 | 2004-08-03 | Centre National De La Recherches Scientifique | Method for obtaining underground imagery using a ground-penetrating radar |
| US6895218B2 (en) | 2001-10-11 | 2005-05-17 | Sprint Spectrum L.P. | Method for in-building distribution using wireless access technology |
| WO2003058850A2 (en) | 2002-01-07 | 2003-07-17 | Loranet Nv | Device and method for improving wireless outdoor-to-indoor digital communication |
| US8121540B1 (en) | 2008-06-05 | 2012-02-21 | Sprint Communications Company L.P. | Repeater system and method for providing wireless communications |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LT2014064A (en) | 2015-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Frazier | Radar surveillance through solid materials | |
| Series | Propagation data and prediction methods for the planning of indoor radiocommunication systems and radio local area networks in the frequency range 900 MHz to 100 GHz | |
| Obeidat et al. | Indoor environment propagation review | |
| JP2024505881A (en) | smart repeater system | |
| Oh et al. | Wave-propagation management in indoor environments using micro-radio-repeater systems | |
| Suherman | Wifi-friendly building to enable wifi signal indoor | |
| CN107271791B (en) | A kind of indoor electromagnetic radiation prediction technique of the wall towards communication base station | |
| Qasem | Enhancing wireless communication system performance through modified indoor environments | |
| LT6255B (en) | System and method for delivery of electromagnetic waves in to enclosed space | |
| Haneda et al. | Radio channel sounding campaigns in EU H2020 mmMAGIC project for 5G channel modeling | |
| Lamminmäki et al. | Radio propagation characteristics in curved tunnels | |
| JP2010050899A (en) | Radio relay device | |
| Salous et al. | IRACON propagation measurements and channel models for 5G and beyond | |
| Qasem et al. | Parametric studies in enhancing indoor wireless communication system via environmental modification | |
| Jost et al. | A deterministic satellite-to-indoor entry loss model | |
| JP6279393B2 (en) | Partition | |
| KR101915377B1 (en) | antenna apparatus for wireless sensor network communication | |
| JP5398637B2 (en) | Wireless communication system | |
| MacLellan et al. | Residential indoor RF channel characterization | |
| JP3628548B2 (en) | Signal relay device | |
| JP2007134869A (en) | Antenna housing box | |
| Avdeev et al. | Basic Wave Components Forming a Radio Field in a Hotel-Type Building | |
| Salous et al. | COST Action CA15104 Deliverable 9 IRACON concerted radio channel models for 5G and beyond | |
| US11329386B2 (en) | Device for receiving and re-radiating electromagnetic signal | |
| Coray et al. | EMF exposure in the vicinity of GSM-base stations |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB1A | Patent application published |
Effective date: 20151125 |
|
| FG9A | Patent granted |
Effective date: 20160310 |
|
| MM9A | Lapsed patents |
Effective date: 20230506 |