建筑天线制造技术

公开了用于通过建筑物的窗户收发射频(RF)信号的技术，所述窗户具有面向建筑物内部的第一表面。天线布置附接到第一表面附近的建筑物结构，并且天线布置包括一个或多个辐射元件，所述辐射元件被配置为通过窗户收发RF信号。在一些实施方式中，建筑物结构是竖框。在一些实施方式中，窗户表面包括电致变色和/或低辐射涂层，所述电致变色和/或低辐射涂被排除在靠近所述辐射元件的区域之外。在靠近所述辐射元件的区域之外。在靠近所述辐射元件的区域之外。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】建筑天线
[0001]通过引用并入
[0002]PCT请求表作为本申请的一部分与本说明书同时提交。本申请要求其在同时提交的PCT请求表中确定的利益或优先权的每份申请均通过引用整体并入本文并用于所有目的。

技术介绍

[0003]某些公开的实施方式提供允许跨越建筑物中的窗户的高带宽无线通信的天线系统和/或窗户结构。这些窗户天线系统可以提供穿透玻璃的无线通信。因此，建筑物外的个人和/或系统可通过附近建筑物内的天线系统进行无线接入。在一些情况下，天线和窗户系统与蜂窝运营商的基础设施协同工作，或作为其部分替代品。有时包括在天线系统中的组件的实例包括物理天线、收发器或无线电，以及被配置为安装有竖框或其他紧靠窗户的建筑物结构的外壳。在一些情况下，外壳在安装后将天线固定在窗户附近或靠着窗户。在一些情况下，天线系统与可电切换的窗户和/或具有低辐射涂层的窗户协同工作。在一些情况下，此类窗户被修改以促进电磁能量从天线或向天线传输并通过窗户传输。
[0004]所公开的天线系统可以在建筑物内部提供额外的覆盖范围(超出蜂窝运营商本身提供的覆盖范围)和/或提供或补充蜂窝运营商在建筑物外部(通常靠近建筑物)提供覆盖和容量的能力，例如，在距离建筑物约一百米内，有时在视线范围内。在一些情况下，配备有如本文所述的天线系统的建筑物可用作蜂窝塔。在一些情况下，配备有如本文所述的天线系统的建筑物可用作到另一建筑物(诸如，没有到蜂窝系统的回程或其他有线链接的建筑物)的无线中继或链接。
[0005]5G等高速、高频通信协议在被广泛接受和部署之前面临着诸多挑战。例如，与低频通信频段相比，高频段需要更多的天线和更高的天线密度。例如，据估计，在给定面积内部署5G蜂窝服务所需的天线数量是为4G提供相同水平蜂窝服务所需的天线数量的两倍多。可以在建筑物或建筑物的一部分中提供如本文所述的一些蜂窝天线。挑战之一是更高频率的通信，例如5G频谱，虽然能够以更高的速率承载更多数据，但通常是站点线路，因为它们被物理障碍物阻塞或以其他方式衰减。
[0006]例如，可以考虑在城市峡谷中提供5G覆盖，诸如纽约曼哈顿或新加坡等主要大都市区的街道；5G服务将需要许多天线来提供足够的覆盖范围和足够的容量。电线杆等公共空间不足，运营商可以在其中部署天线以提供足够的5G覆盖和容量。此外，获得对这么多不同的公共部署结构的接入可能极其昂贵和/或难以实现。此外，部署在这么多的外部结构上的这么多的天线可能不美观。
[0007]使用沿城市峡谷排列的私人建筑为5G天线提供位置解决了其中的许多挑战。但遗留的问题包括在此类建筑物中和建筑物上为5G天线寻找位置。一种选择是在建筑物的外部，但这可能会带来后勤障碍和美学问题。即使在建筑物内，布局和美学也是一个问题，更不用说开发此类技术的所有技术障碍。
[0008]不幸的是，5G和其他高频协议容易受到衰减的影响。5G通信协议，特别是由于它使
用高频段，诸如在大约6到30GHz的范围内，可能特别容易受到衰减的影响。衰减可能由诸如墙壁中的钢筋混凝土、建筑物墙壁和地板中的铝涂层绝热层、玻璃上的低辐射膜以及玻璃上的其他无源或有源层(诸如，玻璃上的热致变色、光致变色和电致变色涂层)等结构引起。这类涂层通常包括金属和金属氧化物，它们在无线通信频带中表现出高衰减。这在4G中已经是个问题，而随着5G更高频段的出现，问题更加严重。为了解决衰减问题，可以在建筑物中提供诸如中继器之类的有源元件。例如，蜂窝中继器可以设置在使无线信号衰减的墙壁、窗户、地板和/或天花板上或附近。然而，这类中继器通常相对较大和/或在美学上欠佳。它们还可能需要对建筑物结构元件进行不当修改，从而使其难以大规模部署。

技术实现思路

[0009]为了解决这些问题，即使在实施诸如5G蜂窝的高频协议时，也可以采用天线系统以相对较小的衰减跨窗户收发(即，发送和/或接收)电磁通信信号。在一些情况下，这部分是通过在电磁信号将通过的窗户上或附近布置天线来实现的。在一些情况下，通过选择性地移除窗户上的衰减层或材料，诸如低辐射涂层的部分和/或诸如电致变色装置的光可切换装置，进一步促进了通信。涂层移除可以通过激光消融来完成，例如，在安装窗户之后。所得窗户可能仅在窗户的特定位置，例如在窗户的边缘处移除了衰减涂层。在一些情况下，材料被移除以创建移除和未移除材料的图案，允许通过窗户的电磁能量的无源修改。例如，这类图案可以被构造为集中、传播、引导、极化等电磁能量。应当清楚的是，从窗户选择性移除的材料通常是导电体，诸如银或氧化铟锡。因此，所得图案提供了电磁信号更容易通过的未涂覆绝缘体(玻璃、聚合物或其他电介质)区域。
[0010]应当注意，在描述本文公开的蜂窝协议时，经常使用5G作为实例。然而，所公开的实施方式可以涉及任何无线通信协议或协议的组合。
[0011]在各个方面，本文描述的天线系统和相关联结构与电致变色窗户一起使用，诸如在2019年5月21日提交的美国临时专利申请号62/850,993号中描述的，所述申请通过引用整体并入本文。在各个方面，本文描述的天线系统和相关联结构与集成玻璃单元(integrated glass unit,IGU)、通信网络、配电系统、辅助建筑服务(例如，暖通空调(HVAC)、照明和/或安全系统)、无线通信系统和/或乘员舒适系统(例如，也在美国临时专利申请号62/850,993中描述的)一起使用。
[0012]根据一些实施方式，一种用于收发射频(radio frequency,RF)信号的系统包括(a)具有第一表面的窗户，所述第一表面当安装在建筑物中时面向建筑物内部，以及(b)天线布置，所述天线布置被配置为附接到靠近第一表面的结构；其中天线布置包括一个或多个辐射元件，所述辐射元件被配置为通过窗户收发RF信号。
[0013]在一些实例中，窗户可以包括设置在第一表面上和/或平行于第一表面的表面上的涂层。在一些实例中，光可切换装置可以是电致变色装置。在一些实例中，涂层可以是低辐射涂层或抗反射涂层。在一些实例中，涂层可以不包括靠近辐射元件的区域。在一些实例中，区域可以小于第一表面的面积的约2％。在一些实例中，区域可以通过从区域移除一部分涂层来形成。在一些实例中，移除可以被配置为产生移除和未移除材料的图案，所述图案允许通过窗户的电磁能量的无源修改。在一些实例中，图案可以被构造为集中、扩散、引导和/或极化电磁能量。在一些实例中，移除可以被配置用于促进蜂窝信号的接收。在一些实
例中，促进蜂窝信号的接收可以包括调谐无线电接收器的接收特性，和/或限定区域的形状、大小和/或位置。在一些实例中，移除可以通过选择性地移除靠近辐射元件的材料来减少衰减。在一些实例中，涂层可以从双窗格集成玻璃单元的S1、S2、S3和/或S4表面移除。在一些实例中，涂层可以包括导电、半导电、介电和/或绝缘材料。在一些实例中，移除的材料可以包括透明金属氧化物和/或导电聚合物或凝胶。在一些实例中，移除可以包括光学技术、机械技术、热技术、化学技术或将区域暴露于等离子体中的一种或多种。在一些实例中，光学技术可以包括激光消融本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于收发射频(RF)信号的系统，所述系统包括：(a)具有第一表面的窗户，所述第一表面当安装在建筑物中时面向所述建筑物内部；以及(b)天线布置，所述天线布置被配置为附接到靠近所述第一表面的结构；其中所述天线布置包括一个或多个辐射元件，所述辐射元件被配置为通过所述窗户收发RF信号。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述窗户包括设置在所述第一表面上和/或平行于所述第一表面的表面上的涂层。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述涂层是电致变色装置。4.根据权利要求2所述的系统，其中所述涂层是低辐射涂层或抗反射涂层。5.根据权利要求3或权利要求4所述的系统，其中所述涂层不包括靠近所述辐射元件的区域。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述区域小于所述第一表面的面积的约2％。7.根据权利要求5或6所述的系统，其中所述区域是通过从所述区域移除一部分所述涂层来形成。8.根据权利要求7所述的系统，其中所述移除被配置为产生移除和未移除材料的图案，所述图案允许通过所述窗户的电磁能量的无源修改。9.根据权利要求8所述的系统，其中所述图案被构造成集中、扩散、引导和/或极化所述电磁能量。10.根据权利要求7所述的系统，其中所述移除被配置用于促进蜂窝信号的接收。11.根据权利要求10所述的系统，其中促进蜂窝信号的接收包括调谐无线电接收器的接收特性，和/或限定所述区域的形状、大小和/或位置。12.根据权利要求7所述的系统，其中所述移除通过选择性移除靠近所述辐射元件的材料来减少衰减。13.根据权利要求7所述的系统，其中所述涂层是从双窗格集成玻璃单元的S1、S2、S3和/或S4表面移除。14.根据权利要求7所述的系统，其中所述涂层包括导电、半导电、介电和/或绝缘材料。15.根据权利要求7所述的系统，其中所述移除的材料包括透明金属氧化物和/或导电聚合物或凝胶。16.根据权利要求7所述的系统，其中所述移除包括光学技术、机械技术、热技术、化学技术或将所述区域暴露于等离子体中的一种或多种。17.根据权利要求16所述的系统，其中所述光学技术包括激光消融。18.根据权利要求17所述的系统，其中所述化学技术包括蚀刻、溶解、反应、氧化或还原。19.根据权利要求7所述的系统，其中所述移除是在安装所述窗户之后使用便携式装置执行。20.根据权利要求19所述的系统，其中所述便携式装置采用聚焦激光消融来选择性地移除所述材料。21.根据权利要求7所述的系统，其中所述移除是在所述窗户安装在所述建筑物中之后执行。
22.根据权利要求1到21中任一项所述的系统，其中所述天线布置是在所述窗户安装在所述建筑物中之后附接。23.根据权利要求22所述的系统，其中所述建筑物通过所述天线布置的改造实现在建筑物外部和/或内部的蜂窝覆盖。24.根据权利要求23所述的系统，其中所述蜂窝覆盖包括5G蜂窝覆盖。25.根据权利要求1到24中任一项所述的系统，其中所述建筑物结构是窗框结构。26.根据权利要求1到25中任一项所述的系统，其中所述建筑物结构是竖框。27.根据权利要求26所述的系统，其中竖框帽与竖框一起设置，所述竖框帽包括竖框帽主体和至少一个天线翼。28.根据权利要求27所述的系统，其中所述竖框帽被配置为固定地附接到所述垂直竖框。29.根据权利要求28所述的系统，其中所述竖框帽被配置为包括一个或多个用于将所述竖框帽固定地附接到所述垂直竖框的抓握部分。30.根据权利要求29所述的系统，其中所述一个或多个抓握部分包括卡扣配合机构。31.根据权利要求27所述的系统，其中所述竖框帽主体基本上是细长的，沿着平行于所述竖框的纵向轴线的轴线延伸。32.根据权利要求27所述的系统，其中所述竖框帽主体在垂直于所述竖框的所述纵向轴线的平面中的横截面基本上是L形的。33.根据权利要求27所述的系统，其中所述竖框帽支撑两个或更多天线翼。34.根据权利要求27所述的系统，其中所述至少一个天线翼的纵向长度大于所述至少一个天线翼的横向宽度。35.根据权利要求34所述的系统，其中所述至少一个天线翼的所述纵向长度与所述横向宽度之间的所述比率大于2。36.根据权利要求34所述的系统，其中所述至少一个天线翼的所述纵向长度与所述横向宽度之间的所述比率大于5。37.根据权利要求27所述的系统，其中所述至少一天线翼的所述纵向长度小于所述至少一个天线翼的横向宽度。38.根据权利要求37所述的系统，其中所述至少一个天线翼的所述纵向长度与所述横向宽度之间的所述比率小于0.5。39.根据权利要求37所述的系统，其中所述至少一个天线翼的所述纵向长度与所述横向宽度之间的所述比率小于0.2。40.根据权利要求27所述的系统，其中所述至少一个天线翼包括上面形成有一个或多个辐射元件的玻璃基板。41.根据权利要求40所述的系统，其中所述至少一个天线翼基本上是透明的。42.根据权利要求40或41所述的系统，其中所述至少一个天线翼是使用由低碱薄玻璃或熔融拉制玻璃构成的玻璃形成。43.根据权利要求42所述的系统，其中所述玻璃被配置为用于所述至少一个天线翼的第一玻璃基板。44.根据权利要求43所述的系统，其中所述天线翼包括第二玻璃基板。
45.根据权利要求44所述的系统，其中所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板被层压在一起。46.根据权利要求45所述的系统，其中所述辐射元件设置在所述第一玻璃基板与所述第二玻璃基板之间。47.根据权利要求46所述的系统，其中所述辐射元件被蚀刻在所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板中的一个上和/或掩埋在用于配合所述第一玻璃基板和所述第二玻璃基板的层压粘合剂中。48.根据权利要求40所述的系统，其中所述辐射元件是从所述玻璃上的一个或多个透明涂层激光蚀刻的。49.根据权利要求48所述的系统，其中所述透明涂层包括导电金属氧化物涂层。50.根据权利要求27到49中任一项所述的系统，其中所述至少一个天线翼被配置为避免与所述窗户玻璃形成对比。51.根据权利要求27到50中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：唯景公司，
类型：发明
国别省市：