[发明专利]一种宽带电磁透明复合式玻璃

说明书

技术领域

本发明属于微波毫米波电磁通讯领域，涉及一种电磁透明复合式玻璃。

背景技术

现代化城市建设中，为了良好的采光，大量的玻璃幕墙、玻璃门窗被应用于房屋建设中。随着现代通信的高速发展，5G时代即将到来，为了获得更大的通信容量和速率，通信频段提高到了毫米波段。但是玻璃对通讯信号的损耗极大，限制了通讯的距离和质量。因此，宽带电磁透明的建筑用玻璃的改进设计是科学界以及工业界的一大热点。

为了减小建筑用玻璃对入射电磁波信号的损耗，Karlsson等人设计了一种基于玻璃的频率选择表面来提高房间内外的通信质量(A.Karlsson，B.Widenburg，“Design of Frequency Selective Windows for Improved Indoor Outdoor Communication”，Transactions on Antennas and Propagation,IEEE，vol.54,pp.1897-1900，2006)，通过在节能玻璃表面的金属氧化物层刻蚀相应的频率选择表面结构，在900MHz-2GHz频段形成电磁通带，减小对通信信号的影响，对电磁波的透过率提升效果在10dB以上。只是该设计只能应用于节能玻璃，对于其他非节能玻璃并不适用，应用范围非常有限，且该设计只能在较低通信频段有良好的效果，在毫米波段，由于玻璃自身高损耗特性，导致了频率选择表面设计分析比较复杂，额外的金属损耗较大，效果并不明显。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种透明介质层加载的宽带电磁透明的复合式玻璃，在保证玻璃透光性的前提下，同时实现电磁信号的高透过性。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种宽带透明复合式玻璃，包括常用建筑透明玻璃、第一介质复合板、第二介质复合板以及用于固定用的黏胶；所述第一介质复合板通过黏胶表贴在玻璃的正面；所述第二介质复合板通过黏胶表贴在玻璃的反面。

进一步的，所述第一介质复合板由M层(M为正整数)介电常数不同的材料层叠而成，每一层材料的厚度为拟通过的电磁波介质波长的四分之一，每一层材料的介电常数值介于应用环境媒质介电常数值以及玻璃介电常数值之间，且从最靠近玻璃的一层起向外单调变化。

进一步的，所述第二介质复合板由N层(N为正整数)介电常数不同的材料层叠而成，每一层材料的介电常数值介于应用环境媒质介电常数值以及玻璃介电常数值之间，且从最靠近玻璃的一层起向外单调变化。第二介质复合板中的材料层数N与第一介质复合板中的材料层数M取值可以不同。

进一步的，所述的第一介质复合板和第二介质复合板的边框尺寸小于等于玻璃的边框尺寸；所述的黏胶厚度小于等于拟通过的电磁波介质波长的十分之一。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

(1)本发明所采用的第一介质复合板以及第二介质复合板，具有极低的损耗，对电磁信号的通过几乎没有影响；同时其厚度仅为电磁波工作波长的四分之一，在5G通信频段具有非常小的剖面尺寸，因此对玻璃整体的外观性能的影响很小。

(2)本发明所采用的第一介质复合板以及第二介质复合板，其介电常数可以由应用环境媒质介电常数值以及玻璃介电常数值计算得到，可以采用一层或者是多层介质板叠加实现，材料选取范围较广，具有设计简单、成本较低、制备周期短优点；

(3)本发明可以通过更换不同结构尺寸的第一介质复合板以及第二介质复合板来轻松实现不同玻璃的在不同频段的电磁信号透明特性，其应用场合十分广泛。

本发明的目的、特征及优点将结合实施例，参照附图作如下进一步的说明。

附图说明

图1是本发明的总体结构展开示意图。

图2是本发明门窗玻璃加载介质复合板前后电磁信号损耗对比图。

具体实施方式

如图1的总体结构展开示意图所示，一种宽带电磁透明复合式玻璃包括门窗玻璃1、第一介质复合板2，第二介质复合板3以及黏胶4；所述第一介质复合板厚度为1.5mm，通过黏胶4表贴在门窗玻璃1的正面；所述第二介质复合板厚度也为1.5mm，通过黏胶4表贴在门窗玻璃1的反面；所述门窗玻璃厚度为5mm，介电常数7.0，损耗角正切0.06，选择工作信号的中心频率为28GHz。

进一步的，所述第一介质复合板的层数为M层，本设计中M取为1，介电常数为2.9；所述第二介质复合板的层数为N层，本设计中N也取为1，介电常数为2.9。