【技术实现步骤摘要】
与现有设计相容的节能、微波穿透的窗户
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]此本申请是申请号为201980027489.2的专利技术专利申请的分案申请。
[0003]此申请案主张2018年3月29日提交的美国临时申请案第62/649,808号的优先权权益，此美国临时申请案的全部内容以引用方式并入本文。
技术介绍
[0004]窗户设计的最新创新使窗户具有更高的能量效率。现代窗户通常包含多个玻璃片材(例如，窗格层)。每个片材可包含使用黏合剂黏合的单层玻璃或多层玻璃。通过将低热辐射率涂层，也称作低辐射涂层(low
‑
E coating)，覆盖至少一个片材的表面及/或通过将具有相对低的导热系数的惰性气体填充片材之间的空间，可增加这种窗户的能量效率。每个低辐射涂层管理(manage)入射在涂层上的电磁(EM)辐射。
[0005]低辐射涂层通常为金属的。举例而言，通常使用银作为低辐射涂层。因此，除了原就打算被阻挡以获得更高能量效率的红外线频率之外，低辐射涂层通常还反射在蜂窝通讯中使用的频率。低辐射涂层可衰减具有大于1.0GHz至40dB的频率的无线电波。建筑材料通常允许在3G及4G蜂窝系统使用的0.6吉赫(GHz)至2.7GHz范围内的频率穿过。因此，窗户中的低辐射涂层对3G及4G频率的衰减，传统上并非一个重要的问题。然而，相同的建筑材料通常不允许5G系统使用的6GHz至100GHz范围内的频率穿过。因此，归因于穿过墙壁、树叶等的相对较低的穿透，5G系统通常要求与接收器间的直线性(LOS)。>[0006]一开始以为，5G频谱中的频率足以穿透窗户，客户端设备(CPE)可放置在窗户的内表面附近，以使CPE能够经由这些频率进行通讯。然而，对通常涂有金属层的窗户的实现可能导致更高成本的解决方案，例如将外部天线放置在CPE所在的结构之外。然而，若天线放置在外面，则可能使用同轴电缆来将信号布线到结构内外(例如，在CPE与天线之间)。已知同轴电缆在5G频谱内的载波频率处具有相对高的损耗。因此，外部单元可能包含天线及接收器，以将厘米波及毫米波信号转换为基带信号，并通过互连传输这些基带信号，该互连可承载高达每秒几吉比特(Gb/s)数据速率。将这类单元放置在外面可能会对电缆布线、为单元供电、及将电缆带入结构内部造成挑战。
技术实现思路
[0007]本文描述了各种窗户结构，这些窗户结构被配置成提供能量效率及微波穿透性。这些窗户结构中的每一个包含法布里
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珀罗标准具(Fabry
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Perot etalon)。法布里
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珀罗标准具的一个范例实施方式包含具有反射表面的穿透层。根据此实施方式，穿透层可为玻璃，并且反射表面可使用低辐射涂层形成。
[0008]第一范例窗户结构包含第一、第二、及第三玻璃层。第三玻璃层位于第一及第二玻璃层之间。第一范例窗户结构进一步包含第一及第二低辐射涂层，所述第一及第二低辐射涂层在第三玻璃层的各自第一及第二相对表面上，以形成法布里
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珀罗标准具，所述法布里
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珀罗标准具被配置成带通滤波器，所述带通滤波器具有指定频率通带，所述指定频率通
带包含在6吉赫至80吉赫的频率范围内的至少一个频率。
[0009]第二范例窗户结构包含第一、第二、及第三玻璃层。第一及第二玻璃层中的每一个包含钠钙玻璃。第三玻璃层具有第一表面及第二表面、小于2.5毫米(mm)的厚度、小于10微米(μm)的厚度变化、及小于0.01的介电损耗正切。第三玻璃层位于第一及第二玻璃层之间，以形成第一玻璃层及第三玻璃层之间的第一空腔。第二范例窗户结构进一步包含在第三玻璃层的第一表面上的第一涂层及在第三玻璃层的第二表面上的第二涂层。第一及第二涂层包含各自的反射低辐射涂层。第三玻璃层与第一及第二涂层组合形成法布里
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珀罗标准具，所述法布里
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珀罗标准具被配置成带通滤波器，所述带通滤波器具有指定频率通带，所述指定频率通带包含在20吉赫至80吉赫的频率范围内的至少一个频率。
[0010]在使用具有第一、第二、及第三玻璃层的窗户结构的范例方法中，于法布里
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珀罗标准具处接受红外线辐射，所述法布里
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珀罗标准具由所述第三玻璃层形成，并且进一步由经由第一玻璃层，在第三玻璃层的各自第一及第二相对表面上的第一及第二低辐射涂层形成。使用第一及第二低辐射涂层衰减红外线辐射。频率在6吉赫至80吉赫频率范围内的信号是经由第一玻璃层在法布里
‑
珀罗标准具上接收。至少部分地基于具有包含频率的指定频率通带的带通滤波器，将信号传递穿过带通滤波器及第三玻璃层。
[0011]本
技术实现思路
是提供用于以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。本
技术实现思路
不意欲标识所主张保护的标的的关键特征或必要特征，也不意欲用于限制所主张保护的标的的范畴。此外，应当注意，本专利技术不限于在具体实施方式及/或本文件的其他部分中描述的特定实施例。如这些实施例仅出于说明性目的而在此呈现。基于本文所含的教示，其他实施例对于相关领域熟习技术者将为显而易见的。
附图说明
[0012]结合在此并形成说明书一部分的附图示出本专利技术的实施例，并与说明书一起进一步用于解释所涉及的原理并使相关领域熟习技术者能制造并使用所公开的技术。
[0013]图1为根据实施例，钠钙玻璃及EXG
TM
玻璃的损耗正切相对于频率的范例曲线图。
[0014]图2示出包含根据实施例的法布里
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珀罗标准具的范例三窗格层窗户结构的剖面图。
[0015]图3至图4示出包含根据实施例的法布里
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珀罗标准具的范例双窗格层窗户结构的剖面图。
[0016]图5为根据实施例具有法向微波信号入射角的范例法布里
‑
珀罗标准具的剖面图。
[0017]图6为根据实施例，图5示出的法布里
‑
珀罗标准具作为频率的函数的范例透射光谱的曲线图。
[0018]图7为根据实施例，示出将共振协调到目标频率所需的钠钙玻璃(SLG)及EXG
TM
玻璃的厚度的范例曲线图。
[0019]图8为根据实施例，示出作为涂层反射率的函数的SLG及EXG
TM
玻璃最大遮蔽效果的范例曲线图。
[0020]图9为根据实施例，示出入射角对各种涂层反射率的遮蔽效果的影响的范例曲线图。
[0021]图10为根据实施例，范例法布里
‑
珀罗标准具的剖面图，其中微波信号的入射角并
非垂直入射。
[0022]图11为根据实施例，示出在各种入射角下，具有2.33mm的厚度(针对28GHz最佳化)的EXG
TM
玻璃的透射率的范例曲线图。
[0023]图12为根据实施例，示出作为频率的函数，具有50μm厚度的EXG
TM
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种窗户结构，包括：第一及第二玻璃层；第三玻璃层，位于所述第一及第二玻璃层之间，所述第三玻璃层具有0.5毫米至3.0毫米范围内的厚度；或10微米至500微米范围内的厚度；或等于1.2毫米的整数倍、1.7毫米的整数倍、1.8毫米的整数倍或2.5毫米的整数倍的厚度；及第一及第二低热辐射率涂层，在所述第三玻璃层的各自相应第一及第二相对表面上，使得所述第一及第二低热辐射率涂层和所述第三玻璃层形成法布里
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珀罗标准具，所述法布里
‑
珀罗标准具配置成带通滤波器，所述带通滤波器具有微波频率范围内的指定频率通带，所述指定频率通带包含在6吉赫至80吉赫的频率范围内的至少一个频率。2.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述第三玻璃层位于所述第一及第二玻璃层之间，以形成所述第一玻璃层与所述第三玻璃层之间的第一空腔，及形成所述第二玻璃层与所述第三玻璃层之间的第二空腔。3.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述第一表面与所述第一玻璃层之间的距离短于所述第二表面与所述第一玻璃层之间的距离；其中所述第一玻璃层黏合至所述第一低热辐射率涂层；其中所述第三玻璃层位于所述第一及第二玻璃层之间，以形成所述第二玻璃层及所述第三玻璃层之间的空腔；其中所述第一玻璃层配置成，当安装所述窗户结构时，面向建筑物的外部；及其中所述第二玻璃层配置成，当安装所述窗户结构时，面向所述建筑物的内部。4.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述第一表面与所述第一玻璃层之间的距离短于所述第二表面与所述第一玻璃层之间的距离；其中所述第三玻璃层位于所述第一及第二玻璃层之间，以形成所述第一玻璃层与所述第三玻璃层之间的空腔；其中所述第二玻璃层黏合至所述第二低热辐射率涂层上；其中所述第一玻璃层配置成，当安装所述窗户结构时，面向建筑物的外部；及其中所述第二玻璃层配置成，当安装所述窗户结构时，面向所述建筑物的内部。5.如权利要求1所述的窗户结构，其中(a)所述第三玻璃层在所述至少一个频率中包含的指定频率下的通透率的平方与(b)所述第三玻璃层的厚度的乘积，等于对应于所述带通滤波器的中心频率的波长的一半。6.如权利要求1所述的窗户结构，其中对于28吉赫、37吉赫、39吉赫或60吉赫中的至少一者而言，所述第三玻璃层的透射率为钠钙玻璃的至少九倍。7.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述带通滤波器的所述指定频率通带包含从28吉赫至80吉赫的频率范围中的至少一个频率。8.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述第三玻璃层具有小于或等于20微米、或小于或等于10微米、或小于或等于10微米的最大厚度变化。9.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述第三玻璃层具有最大厚度变化，使得所述第三玻璃层配置成造成所述带通滤波器的中心频率变化小于1.0百分比、或小于0.5百分比。10.如权利要求1所述的窗户结构，其中所述第三玻璃层...
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