TWI798941B - 應用於建築部件之介電體裝置及其設置方法 - Google Patents

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Abstract

本揭露提供一種應用於建築部件以使多工作頻率的射頻訊號通過建築部件並提升傳輸頻寬的介電體裝置，該介電體裝置包括結構體以及定位部件。結構體包括由介電材料所構成的區塊以提升其對應工作頻率的射頻訊號透射度，各區塊中所使用材料之介電常數值範圍大於1且小於10000。定位部件將結構體與接合物進行接合以構成複合結構體，實現多工作頻率的射頻訊號通過且達到提升傳輸頻寬的效果，各區塊構成的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物表面之投影面的最小等效直徑不小於與工作頻率對應的工作波長的八分之一。

Description

應用於建築部件之介電體裝置及其設置方法
本案是關於一種應用於建築部件之介電體裝置及其設置方法，通過介電體裝置與介電性建築部件接合，使多工作頻率的射頻訊號通過建築部件並提升特定頻譜之射頻訊號於介電性建築部件的穿透性及傳輸頻寬。
因應市場對於資訊傳輸高速化的需求，通訊產業已採用多頻段高頻電磁波以進行訊號傳輸。因使用頻段提升至高頻率頻譜，故建築用材料及其建築部件對於通訊傳輸的影響更顯重要。於眾多的建築材料中，介電材料像是玻璃、水泥、木材、陶瓷及塑料等材料都可納入此範疇。部分的介電材料即便有較低的介電損失參數，對於通過的電磁波有極低的介電損失；但在特定電磁波頻譜中仍會因材料自身與外界介電常數的不匹配而造成反射損失。以沒有任何鍍膜的玻璃在空氣中使用為例，一般玻璃在高頻通訊的使用環境下會產生2~4dB的反射損失，意即電磁波於傳輸過程中約有50%的能量將會因玻璃的屏蔽而轉為反射損失。對於單頻段的應用即遭遇以上的問題，對多頻段的應用需求，前述的問題則更顯嚴重。
為了解決訊號通過建築材料或建築部件所產生的衰減問題，已研究了若干實例並可歸納為數種方案，其中包含內天線、內外天線含引線、介質天線及週期性導電結構等。設置內天線、內外天線含引線等方案廣泛應用於車載通訊及建築環境中，這類方案透過天線接收訊號，依其系統設計對接收的訊號進行放大或是不放大處理，其後將處理後的訊號以引線或天線再傳送出去，具體的實例像是專利申請US 6,661,386、US 7,091,915、US 8,009,107及EP 1343221。在介質天線的方案中，介電物體表面用作為天線基板，透過圖形化導電層以製備收發天線，相關實例像是申請案CN 104685578B。在週期性金屬結構的方案中，則是在介電體上製作週期性金屬結構，利用調整金屬結構的尺寸以使整體結構對特定波長的電磁波產生選擇性穿透的表現，這種週期性的金屬結構也因此被稱之為頻率選擇性表面，相關的實例則像是申請案JP 2004053466、JP 2011254482、US 4,125,841、US 6,730,389、以及US 10,741,928。然而，以上所述的所有方案，均需要有導電結構以收發電磁波訊號或濾波。
有鑑於上述習知技術的問題，本發明的技術目的是解決現有通訊技術中存在的問題，提供一種可使多工作頻率的射頻訊號通過建築部件並提升既有介電材料所製成的建築部件的電磁波透射度及加大射頻通訊頻寬的裝置及其設置方法。由於不需要製作圖形化導電層且不需要電力及訊號接點，故具備易於生產、成本低及安裝簡便等優點。
根據本發明的實施例，提供一種應用於建築部件之介電體裝置，用以使多工作頻率的射頻訊號通過建築部件並增加射頻訊號於建築部件之透射 度及傳輸頻寬，介電體裝置包括結構體以及定位部件。其中，結構體包括由介電材料構成之複數個區塊，結構體包括之各介電材料之介電常數值範圍大於1且不大於10000。定位部件設置以將結構體與接合物(建築部件)接合以構成複合結構體。複合結構體中對應複數個區塊的複數個介電體結構具有對應之工作頻率，各介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物表面之投影面的最小等效直徑不小於與工作頻率對應之工作波長的八分之一。
較佳地，各個區塊的介電材料可使用相同介電常數值的介電材料，透過各個區塊設計結構的不同進行各區塊導納值的調整以滿足對應工作頻率最低反射度的需求，介電材料的介電常數值範圍大於1且不大於10000。
較佳地，各個區塊間的介電材料可使用不同介電常數值的介電材料，透過各個區塊材料及設計結構的不同進行各區導納值的調整以滿足對應工作頻率最低反射度的需求，介電材料的介電常數值範圍大於1且不大於10000。
較佳地，介電材料構成之複數個區塊由一個介電材料結構層所構成，其等效介電常數值範圍大於1且不大於10000。各個區塊內的介電材料可進一步包括第二或更多介電材料所構成的複合結構層，其介電常數值範圍大於1且不大於10000。
較佳地，定位部件包括介電材料層，定位部件於電磁波通過的區域中所使用介電材料的介電常數值範圍大於1且不大於10000。
較佳地，結構體可進一步包括超過一層以上的更多介電材料層，其各層介電常數值範圍大於1且不大於10000。
較佳地，定位部件部分可介於結構體以及接合物之間。
較佳地，介電體裝置可進一步包括空間隙區。
較佳地，空間隙區可介於結構體與接合物之間。
較佳地，空間隙區可設置於結構體內部，而不接觸接合物。
較佳地，空間隙區部分表面可與該結構體之外表面相連以構成一連續面。
較佳地，介電體裝置可進一步包含邊框區，圍繞複數個區塊的一部分。
根據本發明的實施例，提供一種應用於建築部件之介電體裝置之設置方法，用以使多工作頻率的射頻訊號通過建築部件並增加射頻訊號於建築部件之透射度及傳輸頻寬，設置方法包括以定位部件接合結構體以及接合物。其中結構體包含由介電材料構成之複數個區塊，定位部件於射頻訊號設定通過的區域由介電材料構成，基於導納補償技術，各介電材料之介電常數值範圍大於1且不大於10000，定位部件接合結構體與接合物以構成複合結構體，複合結構體中對應複數個區塊的複數個介電體結構具有對應之工作頻率，各介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物表面之投影面的最小等效直徑不小於與工作頻率對應之工作波長的八分之一。
較佳地，設置方法可進一步包括在複數個介電體結構內設置空間隙區。
較佳地，設置方法可進一步包含在複數個介電體結構內設置邊框區。
根據本發明概念提出之介電體裝置及其設置方法至少具有如下的優點：(1)可用介電材料製作，具有簡單的結構及工藝，故有利於大量生產製造；(2)不需導入外部電力及訊號，安裝簡單且使用方便；(3)不需要電力即可運 作，可節約電力及運營成本；(4)介電體裝置不是訊號發射源，沒有電磁波輻射生物安全之隱患；(5)可支持大頻寬多頻段的射頻通訊使用。
101,102,103,104,105:位置
200A,200B,300A,300B,400A,400B,500A,500B,500C,500D,600A,600B,700A,700B:介電體裝置
201,301,401,501,601,701:第一區塊
202,302,402,502,602,702:第二區塊
220,320,420,520,620,720,802:定位部件
250,350,450,550,650,750,801:接合物
403,503,603,703:邊框區
430,530,630,730:空間隙區
611,612,711:第二介電材料結構
613,713:第一介電材料結構
712:第三介電材料結構
803:結構體
第1圖係繪示根據習知技術之導納圖。
第2A圖及第2B圖係以剖面圖分別繪示根據本發明實施例之介電體裝置。
第3A圖及第3B圖係以剖面圖分別繪示根據本發明實施例之介電體裝置。
第4A圖及第4B圖係以剖面圖分別繪示根據本發明實施例之介電體裝置。
第5A圖至第5D圖係以剖面圖分別繪示根據本發明實施例之介電體裝置。
第6A圖及第6B圖係以剖面圖分別繪示根據本發明實施例之介電體裝置。
第7A圖及第7B圖係以剖面圖分別繪示根據本發明實施例之介電體裝置。
第8圖係繪示根據本發明實施例之介電體裝置與接合物接合使用之示意圖。
第9A圖及第9B圖係以曲線圖分別繪示2GHz~6GHz電磁波穿透8mm厚且介電常數為7的玻璃時的反射度及透射度。
第10A圖及第10B圖係以曲線圖分別繪示2GHz~6GHz電磁波穿透8mm厚且介電常數為7的玻璃以及其上接合根據本發明不同實施例之介電體裝置時第一區塊及第二區塊的反射度及透射度。
為利貴審查委員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合所附圖式，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明之用，未必為本發明實施後 之真實比例與精準配置，故不應就所附圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的申請專利範圍，合先敘明。
參照第1圖，其繪示根據習知技術之導納圖。以ε s =ε r =6的接合物(以位置101示意)置放於ε r =1的環境(以位置102示意)中為例，隨著接合物厚度由0逐步增加至t s ，則導納值α s 會由位置102以順時鐘方向移動至位置103。接下來，以選用由介電係數為ε 1=ε r =6的第一介電材料所構成的結構體為例並接合上述接合物以形成一複合結構，隨著該裝置的厚度由0逐步增加至t 1，該複合結構的導納值α s +α 1由圖中所示位置103經過實數軸的相位厚度(2＊n-1)＊
Figure 110142963-A0305-02-0008-1
位置104後與實數軸的相位厚度n＊π位置105再相交，則對應相位厚度n＊π的t 1為該裝置的最佳厚度，使得該複合結構於特定電磁波頻譜具有提升的透射度，其中，前述二式的n值為非零正整數。對於使用異介電常數值材料所構成的裝置結構體、多層介電材料構成之接合物或定位部件為介電體且位於射頻訊號設定可通過的區域，其補償分析方法與上述方法相同。另外，對於實際應用狀態下的頻寬及生產製程考量，將+/-25%以內視為裝置結構體中各層厚度可接受的厚度變異範圍。
基於第1圖所示的導納補償技術來決定裝置對應不同工作頻率的區塊厚度，接下來請參閱第2A圖及第2B圖，第2A圖及第2B圖係以剖面圖分別繪示根據本發明不同實施例之介電體裝置的結構示例。
其中，第2A圖中的介電體裝置200A包括由第一區塊201及第二區塊202兩個區塊結合的結構體以及定位部件220。其中第一區塊201及第二區塊202均由第一介電材料所構成，第一介電材料的介電常數值範圍大於1且不大於10000。利用定位部件220將結構體與接合物250進行接合。介電體裝置200A與接 合物250接合後的複合結構體當中，第一區塊201在工作頻率為f1且對應波長為λ1的射頻訊號傳遞狀態下，第一區塊201的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物250表面之投影面的最小等效直徑不小於λ1/8。第二區塊202在工作頻率為f2且對應波長為λ2的射頻訊號傳遞狀態下，第二區塊202的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物250表面之投影面的最小等效直徑不小於λ2/8。
根據本發明另一實施例，第2B圖中的介電體裝置200B包括由第一區塊201及第二區塊202兩個區塊結合的結構體以及定位部件220。其中第一區塊201及第二區塊202均由介第一介電材料所構成，定位部件220於電磁波通過的區域可由第二介電材料所構成。第一介電材料及第二介電材料的介電常數值範圍大於1且不大於10000。利用定位部件220將結構體與接合物250進行接合。介電體裝置200B與接合物250接合後的複合結構體當中，第一區塊201在工作頻率為f1且對應波長為λ1的射頻訊號傳遞狀態下，第一區塊201的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物250表面之投影面的最小等效直徑不小於λ1/8。第二區塊202在工作頻率為f2且對應波長為λ2的射頻訊號傳遞狀態下，第二區塊202的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物250表面之投影面的最小等效直徑不小於λ2/8。介電體裝置200B與介電體裝置200A不同在於，定位部件220介於結構體以及接合物250之間。
請參閱第3A圖及第3B圖，第3A圖及第3B圖係以剖面圖分別繪示根據本發明不同實施例之介電體裝置。第3A圖中的介電體裝置300A包括由第一區塊301及第二區塊302兩個區塊結合的結構體以及定位部件320。其中第一區塊301及第二區塊302分別由介電常數值範圍大於1且不大於10000的第一介電材料及第二介電材料所構成。利用定位部件320將結構體與接合物350進行接合。介電體裝置300A與接合物350接合後的複合結構體當中，第一區塊301在工作頻率為f1且對應波長為λ1的射頻訊號傳遞狀態下，第一區塊301的介電體結構於射頻 訊號通過的表面在接合物350表面之投影面的最小等效直徑不小於λ1/8。第二區塊302在工作頻率為f2且對應波長為λ2的射頻訊號傳遞狀態下，第二區塊302的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物350表面之投影面的最小等效直徑不小於λ2/8。
根據本發明另一實施例，第3B圖中的介電體裝置300B包括由第一區塊301及第二區塊302兩個區塊結合的結構體以及定位部件320。其中第一區塊301及第二區塊302分別由第一介電材料及第二介電材料所構成，定位部件320於電磁波通過的區域可由第三介電材料所構成。第一介電材料、第二介電材料及第三介電材料的介電常數值範圍大於1且不大於10000。利用定位部件320將結構體與接合物350進行接合。介電體裝置300B與接合物350接合後的複合結構體當中，第一區塊301在工作頻率為f1且對應波長為λ1的射頻訊號傳遞狀態下，第一區塊301的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物350表面之投影面的最小等效直徑不小於λ1/8。第二區塊302在工作頻率為f2且對應波長為λ2的射頻訊號傳遞狀態下，第二區塊302的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物350表面之投影面的最小等效直徑不小於λ2/8。介電體裝置300B與介電體裝置300A不同在於，定位部件320介於結構體以及接合物350之間。
請參閱第4A圖及第4B圖，第4A圖及第4B圖係以剖面圖分別繪示根據本發明不同實施例之介電體裝置。第4A圖中的介電體裝置400A包括由第一區塊401及第二區塊402兩個區塊結合的結構體、邊框區403以及定位部件420所構成，介電體結構包含空間隙區430。其中第一區塊401及第二區塊402的結構均由第一介電材料所構成，第一介電材料的介電常數值範圍大於1且不大於10000。邊框區403可使用不限於第一介電材料的固態材料所構成。利用定位部件420將結構體與接合物450進行接合。介電體裝置400A與接合物450接合後的複合結構體當中，第一區塊401在工作頻率為f1且對應波長為λ1的射頻訊號傳遞狀 態下，第一區塊401的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物450表面之投影面的最小等效直徑不小於λ1/8。第二區塊402在工作頻率為f2且對應波長為λ2的射頻訊號傳遞狀態下，第二區塊402的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物450表面之投影面的最小等效直徑不小於λ2/8。
根據本發明另一實施例，第4B圖中的介電體裝置400B包括由第一區塊401及第二區塊402兩個區塊結合的結構體、邊框區403以及定位部件420所構成，介電體結構包含空間隙區430。其中第一區塊401及第二區塊402的結構由第一介電材料所構成，定位部件420於電磁波通過的區域可由第二介電材料所構成。第一介電材料及第二介電材料的介電常數值範圍大於1且不大於10000。邊框區403可使用不限於第一介電材料的固態材料所構成。利用定位部件420將結構體與接合物450進行接合。介電體裝置400B與接合物450接合後的複合結構體當中，第一區塊401在工作頻率為f1且對應波長為λ1的射頻訊號傳遞狀態下，第一區塊401的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物450表面之投影面的最小等效直徑不小於λ1/8。第二區塊402在工作頻率為f2且對應波長為λ2的射頻訊號傳遞狀態下，第二區塊402的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物450表面之投影面的最小等效直徑不小於λ2/8。介電體裝置400B與介電體裝置400A不同在於，定位部件420介於結構體以及接合物450之間。
請參閱第5A圖至第5D圖，第5A圖至第5D圖係以剖面圖分別繪示根據本發明不同實施例之介電體裝置。第5A圖中的介電體裝置500A包括由第一區塊501及第二區塊502兩個區塊結合的結構體、邊框區503以及定位部件520，介電體結構包含空間隙區530。其中第一區塊501及第二區塊502的結構均由第一介電材料所構成，第一介電材料的介電常數值範圍大於1且不大於10000。邊框區503可使用不限於第一介電材料的固態材料所構成。利用定位部件520將結構體與接合物550進行接合。介電體裝置500A與接合物550接合後的複合結構體當 中，第一區塊501在工作頻率為f1且對應波長為λ1的射頻訊號傳遞狀態下，第一區塊501的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物550表面之投影面的最小等效直徑不小於λ1/8。第二區塊502在工作頻率為f2且對應波長為λ2的射頻訊號傳遞狀態下，第二區塊502的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物550表面之投影面的最小等效直徑不小於λ2/8。
根據本發明另一實施例，第5B圖中的介電體裝置500B包括由第一區塊501及第二區塊502兩個區塊結合的結構體、邊框區503以及定位部件520，介電體結構包含空間隙區530。其中第一區塊501及第二區塊502的結構由介電常數值範圍大於1且不大於10000的第一介電材料所構成，定位部件520於電磁波通過的區域可由介電常數值範圍大於1且不大於10000的第二介電材料所構成。邊框區503可使用不限於第一介電材料的固態材料所構成。利用定位部件520將結構體與接合物550進行接合。介電體裝置500B與接合物550接合後的複合結構體當中，第一區塊501在工作頻率為f1且對應波長為λ1的射頻訊號傳遞狀態下，第一區塊501的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物550表面之投影面的最小等效直徑不小於λ1/8。第二區塊502在工作頻率為f2且對應波長為λ2的射頻訊號傳遞狀態下，第二區塊502的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物550表面之投影面的最小等效直徑不小於λ2/8。介電體裝置500B與介電體裝置500A不同在於，定位部件520介於結構體以及接合物550之間。
根據本發明另一實施例，第5C圖中的介電體裝置500C包括由第一區塊501及第二區塊502兩個區塊結合的結構體、邊框區503以及定位部件520，介電體結構包含空間隙區530。其中第一區塊501及第二區塊502的結構均由第一介電材料所構成，第一介電材料的介電常數值範圍大於1且不大於10000。邊框區503可使用不限於第一介電材料的固態材料所構成。利用定位部件520將結構體與接合物550進行接合。空間隙區530之部分表面與結構體之外表面相連以構 成一連續面，即第一區塊501與邊框區503的外表面，與第一區塊501與第二區塊502在空間隙區530內的表面相連而形成連續表面。介電體裝置500C與接合物550接合後的複合結構體當中，第一區塊501在工作頻率為f1且對應波長為λ1的射頻訊號傳遞狀態下，第一區塊501的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物550表面之投影面的最小等效直徑不小於λ1/8。第二區塊502在工作頻率為f2且對應波長為λ2的射頻訊號傳遞狀態下，第二區塊502的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物550表面之投影面的最小等效直徑不小於λ2/8。
根據本發明另一實施例，第5D圖中的介電體裝置500D包括由第一區塊501及第二區塊502兩個區塊結合的結構體、邊框區503以及定位部件520，所述介電體結構包含空間隙區530。其中第一區塊501及第二區塊502的結構由介電常數值範圍大於1且不大於10000的第一介電材料所構成，定位部件520於電磁波通過的區域可由介電常數值範圍大於1且不大於10000的第二介電材料所構成。邊框區503可使用不限於第一介電材料的固態材料所構成。利用定位部件520將結構體與接合物550進行接合。空間隙區530之部分表面與結構體之外表面相連以構成一連續面，即第一區塊501與邊框區503的外表面，與第一區塊501與第二區塊502在空間隙區530內的表面相連而形成連續表面。介電體裝置500D與接合物550接合後的複合結構體當中，第一區塊501在工作頻率為f1且對應波長為λ1的射頻訊號傳遞狀態下，第一區塊501的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物550表面之投影面的最小等效直徑不小於λ1/8。第二區塊502在工作頻率為f2且對應波長為λ2的射頻訊號傳遞狀態下，第二區塊502的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物550表面之投影面的最小等效直徑不小於λ2/8。介電體裝置500D與介電體裝置500C不同在於，定位部件520介於結構體以及接合物550之間。
請參閱第6A圖及第6B圖，第6A圖及第6B圖係以剖面圖分別繪示根據本發明不同實施例之介電體裝置。第6A圖中的介電體裝置600A包括由第一區塊601及第二區塊602兩區塊結合的結構體、邊框區603以及定位部件620所構成。其中第一區塊601區塊結構由第一介電材料結構613、空間隙區630以及第二介電材料結構611構成多層複合結構，而第二區塊602區塊結構則由第一介電材料結構613、空間隙區630以及第二介電材料結構612構成多層複合結構，第一區塊601及第二區塊602區塊的差異在於第二介電材料結構611與第二介電材料結構612的結構不同且與空間隙區630的所佔空間比例不同。第一介電材料及第二介電材料的介電常數值範圍大於1且不大於10000。邊框區603可使用不限於第一介電材料的固態材料所構成。利用定位部件620將結構體與接合物650進行接合。介電體裝置600A與接合物650接合後的複合結構體當中，第一區塊601在工作頻率為f1且對應波長為λ1的射頻訊號傳遞狀態下，第一區塊601的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物650表面之投影面的最小等效直徑不小於λ1/8。第二區塊602在工作頻率為f2且對應波長為λ2的射頻訊號傳遞狀態下，第二區塊602的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物650表面之投影面的最小等效直徑不小於λ2/8。
根據本發明另一實施例，第6B圖中的介電體裝置600B包括由第一區塊601及第二區塊602兩個區塊結合的結構體、邊框區603以及定位部件620所構成。其中第一區塊601區塊結構由第一介電材料結構613、空間隙區630以及第二介電材料結構611構成多層複合結構，而第二區塊602區塊結構則由第一介電材料結構613、空間隙區630以及第二介電材料結構612構成多層複合結構，第一區塊601及第二區塊602的差異在於第二介電材料結構611與第二介電材料結構612的結構不同且與空間隙區630的所佔空間比例不同。第一介電材料及第二介電材料的介電常數值範圍大於1且不大於10000。邊框區603可使用不限於第一介 電材料的固態材料所構成。定位部件620於電磁波通過的區域可由介電常數值範圍大於1且不大於10000的第三介電材料所構成，定位部件620將結構體與接合物650進行接合。介電體裝置600B與接合物650接合後的複合結構體當中，第一區塊601在工作頻率為f1且對應波長為λ1的射頻訊號傳遞狀態下，第一區塊601的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物650表面之投影面的最小等效直徑不小於λ1/8。第二區塊602在工作頻率為f2且對應波長為λ2的射頻訊號傳遞狀態下，第二區塊602的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物650表面之投影面的最小等效直徑不小於λ2/8。介電體裝置600B與介電體裝置600A不同在於，定位部件620介於結構體以及接合物650之間。
請參閱第7A圖及第7B圖，第7A圖及第7B圖係以剖面圖分別繪示根據本發明不同實施例之介電體裝置。第7A圖中的介電體裝置700A包括由第一區塊701及第二區塊702兩個區塊結合的結構體、邊框區703以及定位部件720所構成。其中第一區塊701的結構由第一介電材料結構713、空間隙區730以及第二介電材料結構711構成多層複合結構，而第二區塊702的結構則由第一介電材料結構713、空間隙區730以及第三介電材料結構712構成多層複合結構。第一區塊701及第二區塊702的差異除在於第二介電材料結構711與第三介電材料結構712的材料不同外，兩者結構亦可不同。第一介電材料、第二介電材料及第三介電材料的介電常數值範圍大於1且不大於10000。邊框區703可使用不限於第一介電材料的固態材料所構成。利用定位部件720將結構體與接合物750行接合。介電體裝置700A與接合物750接合後的複合結構體當中，第一區塊701在工作頻率為f1且對應波長為λ1的射頻訊號傳遞狀態下，第一區塊701的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物750表面之投影面的最小等效直徑不小於λ1/8。第二區塊702在工作頻率為f2且對應波長為λ2的射頻訊號傳遞狀態下，第二區塊702的介電 體結構於射頻訊號通過的表面在接合物750表面之投影面的最小等效直徑不小於λ2/8。
根據本發明另一實施例，第7B圖中的介電體裝置700B包括由第一區塊701及第二區塊702兩個區塊結合的結構體以及定位部件720所構成。其中第一區塊701的結構由第一介電材料結構713、空間隙區730以及第二介電材料結構711構成多層複合結構，而第二區塊702的結構則由第一介電材料713、空間隙區730以及第三介電材料結構712構成多層複合結構。第一區塊701及第二區塊702的差異除在於第二介電材料結構711與第三介電材料結構712的材料不同外，兩者結構亦可不同。第一介電材料、第二介電材料及第三介電材料的介電常數值範圍大於1且不大於10000。定位部件720於電磁波通過的區域可由介電常數值範圍大於1且不大於10000的第四介電體所構成，定位部件720將結構體與接合物750進行接合。邊框區703可使用不限於第一介電材料的固態材料所構成。介電體裝置700B與接合物750接合後的複合結構體當中，第一區塊701在工作頻率為f1且對應波長為λ1的射頻訊號傳遞狀態下，第一區塊701的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物750表面之投影面的最小等效直徑不小於λ1/8。第二區塊702在工作頻率為f2且對應波長為λ2的射頻訊號傳遞狀態下，第二區塊702的介電體結構於射頻訊號通過的表面在接合物750表面之投影面的最小等效直徑不小於λ2/8。介電體裝置700B與介電體裝置700A不同在於，定位部件720介於結構體以及接合物750之間。
請參照第8圖，其繪示根據本發明實施例之接合物801透過定位部件802接合結構體803之接合狀態示意圖。上述的接合物801可以是例如玻璃、水泥、木材、陶瓷、塑料以及其他介電材料之建築部件，但是本發明不限於此，接合物可以是任何需要增強射頻訊號於其上的透射度的任何部件。
除此之外，由於介電常數會因工作頻率而改變，所以具體的材料種類需要視接合物於工作頻譜內的介電常數值進行對應調整。以下為可使用的代表性材料但本揭露不僅限於這些材料，這些材料包括低介電常數材料：PTFE、PE、PC、PVC、Acrylic、PU、Epoxy、Silicone等；中介電常數材料：石英、玻璃、氧化鋁晶體及陶瓷、氮化鋁晶體及陶瓷、氧化鎂晶體及陶瓷、碳化矽晶體及陶瓷、氧化鋯晶體及陶瓷等；高介電常數材料：氧化鈦晶體及陶瓷、鈦酸鋇高分子複合材料等。
請參照第9A圖及第9B圖，其以曲線圖分別繪示2GHz~6GHz電磁波穿透8mm厚且介電常數為7的玻璃時的反射度(Reflectance)及透射度(Transmittance)。如圖所示，在工作頻率3.5GHz及5.0GHz處的反射度分別為-2.499dB及-3.462dB，透射度則因反射而降低為-3.589dB及-2.601dB，於反射度-10dB條件下的頻寬值為0GHz。
請參照第10A圖及第10B圖，兩圖中之曲線a及曲線b分別繪示2GHz~6GHz電磁波穿透8mm厚且介電常數為7的玻璃以及其上接合如第2A圖所示介電體裝置時第一區塊及第二區塊的反射度及透射度。其中介電體裝置第一區塊的目標工作頻率為3.5GHz，在使用介電常數為7的材料狀態下，其對應厚度為8.20mm；介電體裝置第二區塊的目標工作頻率為5.0GHz，在同樣使用介電常數為7的材料條件下，其對應厚度為3.34mm。透過模擬得到在工作頻率3.5GHz條件下，第一區塊的反射度降為-79.138dB，透射度為-5.296e-08dB，於反射度-10dB條件下的頻寬值為0.666GHz；在工作頻率5.0GHz條件下，第二區塊的反射度降為-69.503dB，透射度則為-4.869e-07dB，於反射度-10dB條件下的頻寬值為0.950GHz。以上結果顯示，透過調整使用相同介電常數材料於不同區塊的厚度，實現裝置各區塊與玻璃接合後之複合結構於對應工作頻率可達到顯著提升電磁波透射度及擴大頻寬的效果。
為演示介電體裝置第一區塊及第二區塊可採用異介電常數值的材料通過本發明以提升裝置與接合物構成的複合結構於所對應之目標工作頻率的電磁波透射度及擴大頻寬，請再參照第10A圖及第10B圖，兩圖中之曲線c及曲線d分別繪示2GHz~6GHz電磁波穿透8mm厚且介電常數為7的玻璃以及其上接合如第3A圖所示介電體裝置時第一區塊及第二區塊的反射度及透射度。其中介電體裝置第一區塊的目標工作頻率仍為3.5GHz，在使用介電常數為8的材料狀態下，其對應厚度為7.68mm；介電體裝置第二區塊的目標工作頻率亦仍為5.0GHz，在使用介電常數為6的材料條件下，其對應厚度為3.8mm。透過模擬得到在工作頻率3.5GHz條件下，第一區塊的反射度降為-23.525dB，透射度為-0.019dB，於反射度-10dB條件下的頻寬值為0.623GHz；在工作頻率5.0GHz條件下，第二區塊的反射度降為-25.861dB，透射度則為-0.011dB，於反射度-10dB條件下的頻寬值為0.984GHz。以上結果顯示，可依工作頻率之不同，透過各區塊選擇使用不同介電常數值的材料及厚度以使各區塊與接合物組成之複合結構於對應工作頻率達到顯著提升電磁波透射度及擴大頻寬的效果。
為演示介電體裝置第一區塊及第二區塊可用相同介電常數材料並通過本發明對介電體裝置內的空間隙區進行調整以提升各區塊與接合物構成的複合結構於所對應目標工作頻率的電磁波透射度及加大頻寬，請參照第10A圖及第10B圖，兩圖中之曲線e及曲線f分別繪示2GHz~6GHz電磁波穿透8mm厚且介電常數為7的玻璃以及其上接合如第5A圖所示介電體裝置時第一區塊及第二區塊的反射度及透射度。其中介電體裝置第一區塊的目標工作頻率仍為3.5GHz，結構體材料設定採用介電常數為8的材料及空間隙區填充介電常數設為1的空氣，以裝置與玻璃接面作為參考平面，由參考平面向上之結構為厚度2.8mm的結構體/厚度0.3mm的空間隙區/厚度4.6mm的結構體；介電體裝置第二區塊的目標工作頻率仍為5.0GHz，該區塊使用材料與第一區塊相同，其結構 由參考平面向上之安排為厚度為2.8mm的結構體/厚度4.6mm的空間隙區/厚度0.3mm的結構體。透過模擬得到在工作頻率3.5GHz條件下，第一區塊的反射度降為-27.363dB，透射度為-0.008dB，於反射度-10dB條件下的頻寬值為0.6404GHz；在工作頻率5.0GHz條件下，第二區塊的反射度降為-25.554dB，透射度則為-0.012dB，於反射度-10dB條件下的頻寬值為1.059GHz。基於以上結果顯示，調整二區塊中的空間隙區可有效提升二區塊對應工作頻率電磁波之透射度及頻寬。
經由對介電材料所構成的結構分析其對應工作頻譜的導納，本案所揭示的介電體裝置與建築部件接合後所產生的複合結構體可以對導納值進行分區塊的調整，從而可以提升不同頻段工作頻譜訊號於此複合結構體的透射度。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
801:接合物
802:定位部件
803:結構體

Claims (11)

  1. 一種應用於建築部件之介電體裝置，用以增加射頻訊號於建築部件之透射度及傳輸頻寬，該介電體裝置包含：一結構體，包含由介電材料構成之複數個區塊，該結構體包含之各該介電材料之介電常數值範圍大於1且不大於10000；以及一定位部件，設置以將該結構體與一接合物接合以構成一複合結構體；其中，該複合結構體中對應該複數個區塊的複數個介電體結構具有對應之一工作頻率，各該介電體結構於射頻訊號通過的表面在該接合物表面之投影面的最小等效直徑不小於與該工作頻率對應之一工作波長的八分之一；其中，各該介電體結構之該工作頻率係彼此不同。
  2. 如請求項1所述之應用於建築部件之介電體裝置，其中各該介電材料構成之該複數個區塊由一介電材料組成之一結構層所構成。
  3. 如請求項1所述之應用於建築部件之介電體裝置，其中該定位部件包含一介電材料層，該定位部件於電磁波通過的區域中所使用介電材料的介電常數值範圍大於1且不大於10000。
  4. 如請求項1所述之應用於建築部件之介電體裝置，其中該定位部件部分介於該結構體以及該接合物之間。
  5. 如請求項1所述之應用於建築部件之介電體裝置，進一步包 含一空間隙區。
  6. 如請求項5所述之應用於建築部件之介電體裝置，其中該空間隙區係設置於該結構體內部，而不接觸該接合物。
  7. 如請求項5所述之應用於建築部件之介電體裝置，其中該空間隙區部分表面可與該結構體之外表面相連以構成一連續面。
  8. 如請求項1所述之應用於建築部件之介電體裝置，進一步包含一邊框區，圍繞該複數個區塊的一部分。
  9. 一種應用於建築部件之介電體裝置之設置方法，用以增加射頻訊號於建築部件之透射度及傳輸頻寬，該設置方法包含：以一定位部件接合一結構體以及一接合物；其中該結構體包含由介電材料構成之複數個區塊，該定位部件於射頻訊號設定通過的區域由介電材料構成，基於導納補償技術，各該介電材料之介電常數值範圍大於1且不大於10000，該定位部件接合該結構體與該接合物以構成一複合結構體，該複合結構體中對應該複數個區塊的複數個介電體結構具有對應之一工作頻率，各該介電體結構於射頻訊號通過的表面在該接合物表面之投影面的最小等效直徑不小於與該工作頻率對應之一工作波長的八分之一；其中，各該介電體結構之該工作頻率係彼此不同。
  10. 如請求項9所述之應用於建築部件之介電體裝置之設置方法，進一步包含在該複數個介電體結構內設置一空間隙區。
  11. 如請求項9所述之應用於建築部件之介電體裝置之設置方法，進一步包含在該複數個介電體結構內設置一邊框區。
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