專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的電磁場(chǎng)的制作方法
技術(shù)范圍本發(fā)明包括能提供無(wú)線通信系統(tǒng)的方法和裝置。更具體而言，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案應(yīng)用高頻，甚高頻和超高頻的低端(HF，VHF和UHF)頻段，在建筑物或結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生電磁場(chǎng)。建筑物或結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)體被用做激勵(lì)器來(lái)產(chǎn)生本地的準(zhǔn)靜態(tài)電磁場(chǎng)，利用該電磁場(chǎng)可以無(wú)線方式連接各種裝置并能不受外界噪聲的過(guò)度干擾。
電信業(yè)的許多專(zhuān)家相信，這場(chǎng)通信革命的更新而且更激動(dòng)人心的階段將要展開(kāi)。盡管成千上萬(wàn)臺(tái)新增的個(gè)人計(jì)算機(jī)將加入到互聯(lián)網(wǎng)上，而許多新的電子裝置將要首次被廣泛地連接到網(wǎng)絡(luò)中。KevinKelly在他1998年的名為《新經(jīng)濟(jì)的新規(guī)則》的書(shū)中估計(jì)，世界上目前有六十億只“芯片在物體中”而不是在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行。電視，家用電器和照明元器件，加熱和制冷系統(tǒng)，安全報(bào)警和辦公設(shè)備均能被通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男盘?hào)控制和監(jiān)視。即使那些使用簡(jiǎn)單，單用途芯片的最平常的器具也能由網(wǎng)絡(luò)信號(hào)監(jiān)視或控制。
試圖用常規(guī)的硬件把許多裝置連接在網(wǎng)絡(luò)中的最嚴(yán)重的缺陷之一是需要電纜、接口設(shè)備和連接端子。在內(nèi)部建筑完成之后才增加電線的情況下，電線暴露在居住或工作地點(diǎn)的內(nèi)壁，情形更是如此。大量的電線從桌子上垂下來(lái)并在地板上亂作一團(tuán)，有時(shí)會(huì)危及安全。
最近一項(xiàng)進(jìn)展是引入了有限數(shù)量的包含無(wú)線發(fā)射和接收機(jī)的裝置。許多打印機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理使用紅外口與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)。這些紅外裝置具有非常有限的范圍，并且一般需要目標(biāo)在視線之內(nèi)。
許多新公司正在嘗試開(kāi)發(fā)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。一個(gè)名為0penSkyTM的新公司已由3ComTM和Aether TechnologiesTM組成。BluetoothTM是幾家電信公司尋求在2.45GHz頻段建立連接標(biāo)準(zhǔn)的合作努力的結(jié)果。Home RFTM是MicrosoftTM提供的建議的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。Home WirelessNetworksTM也計(jì)劃提供無(wú)線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。
在美國(guó)，當(dāng)無(wú)線電波被用來(lái)連接裝置時(shí)，該無(wú)線裝置的生產(chǎn)廠商必須保證使之工作于聯(lián)邦無(wú)線委員會(huì)(FCC)規(guī)定的特定的頻段和功率限制范圍。FCC分配和協(xié)調(diào)射頻(RF)波段的使用以保證頻譜的許多不同的使用者之間的干擾降到最小。FCC分配的某些頻率位于“非執(zhí)照”頻段，這意味著使用這些頻率不需要從FCC獲得正式的執(zhí)照許可。聯(lián)邦規(guī)定碼(Code of the Federal Regulations)的第15部分包含允許無(wú)執(zhí)照的無(wú)線發(fā)射的條款，如果該發(fā)射滿(mǎn)足許多有關(guān)功率水平、天線尺寸、距離和其它參數(shù)的指導(dǎo)方針。
這些繁雜的政府規(guī)章在各種新無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)發(fā)中表現(xiàn)出嚴(yán)重的障礙。一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不能運(yùn)行于已把執(zhí)照發(fā)給其他使用者的頻段，而且不能運(yùn)行于非執(zhí)照頻段，除非它符合第15部分的嚴(yán)格要求。
提供一個(gè)高速，易于擴(kuò)展和靈活的網(wǎng)絡(luò)用于連接許多不同的裝置和器具的問(wèn)題，已經(jīng)為通信工業(yè)的工程師和技術(shù)員提出了主要的挑戰(zhàn)。對(duì)能夠簡(jiǎn)便地連接許多不同的裝置，用相對(duì)低的成本，不需電線并且對(duì)無(wú)線頻譜的其他使用者不產(chǎn)生干擾的方法和裝置的開(kāi)發(fā)，將會(huì)構(gòu)成電信領(lǐng)域的一個(gè)主要技術(shù)進(jìn)展，并將滿(mǎn)足電子和計(jì)算機(jī)工業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)需要。
由于以下原因引起的問(wèn)題，HF頻段過(guò)去未被開(kāi)發(fā)用于通信網(wǎng)絡(luò)，1)大氣和人為的高噪聲以及2)該頻譜區(qū)域的天線的大尺寸。本發(fā)明解決了這些問(wèn)題，并使該HF頻段能夠用于建筑物或住宅內(nèi)的相互通信。
建筑物或住宅相對(duì)于在HF到UHF的低端中波長(zhǎng)來(lái)說(shuō)是大的。于是電磁場(chǎng)實(shí)際上被激勵(lì)，由此解決了通常使用的“大天線”的問(wèn)題。被激勵(lì)的接地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(或管道設(shè)備或結(jié)構(gòu)或噴水滅火裝置)組成了屏蔽人為噪聲和銀河噪聲的籠狀物。這種結(jié)構(gòu)包含RF能量。該激勵(lì)器建立起來(lái)的電磁場(chǎng)不是通常意義上的傳播波。該場(chǎng)不以散射為特征，而且一般不受非金屬墻或人體的影響?，F(xiàn)在整個(gè)建筑物被激勵(lì)并作為無(wú)線連接該區(qū)域裝置的理想介質(zhì)。
與上述情形相反的是通常使用FCC的15部分的頻率，2400-2483.5MHz或5727到5850MHz，其中花費(fèi)數(shù)百百萬(wàn)美元開(kāi)發(fā)建筑物或住宅的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)通信系統(tǒng)。這些頻率最低的相應(yīng)的波長(zhǎng)小于5英寸。這樣結(jié)構(gòu)就很大以至于能量以通常的輻射方式傳播。這些頻段的特征在于導(dǎo)致盲區(qū)的散射(scatter)和多路傳播。而且，信號(hào)不容易穿過(guò)墻壁，并且因人的存在受到嚴(yán)重影響。
這些問(wèn)題通常由在結(jié)構(gòu)中配置許多天線來(lái)解決。因而得到的RF環(huán)境的特征在于存在具有接近相同幅度的天線產(chǎn)生的信號(hào)空白或零位的干擾區(qū)域。同軸電纜必須布線于整個(gè)結(jié)構(gòu)中。這樣“無(wú)線”這個(gè)詞就變的有爭(zhēng)議了，因?yàn)楸M管最后的連接是無(wú)線的，安裝的電纜卻不是。工作在2400MHz以上得到的益處是天線的小尺寸，通常小于2英寸。因此為此小天線的方便付出了高代價(jià)。
在本發(fā)明的一個(gè)首選實(shí)施方案中，射頻信號(hào)一般局限于3-30MHz的高頻(HF)，或30-300MHz的甚高頻(VHF)，和300-3000MHz的超高頻(UHF)頻段的低端。這種選擇的結(jié)果是以高頻(HF)頻段的100米到10米，以及甚高頻(VHF)頻段的10米到1米的波長(zhǎng)。在本發(fā)明的一個(gè)首選實(shí)施方案中，使用的波長(zhǎng)應(yīng)當(dāng)與在其中產(chǎn)生電磁場(chǎng)的建筑物或住宅的尺寸的數(shù)量級(jí)相當(dāng)。
該電磁場(chǎng)是非傳播、準(zhǔn)靜態(tài)型的電磁能量，該能量一般局限于產(chǎn)生它的結(jié)構(gòu)中。與具有使能量從天線向外輻射和傳播的傳播波的常規(guī)的無(wú)線電不同，本發(fā)明建立了一個(gè)空間區(qū)域或體積，其特征在于電磁電壓場(chǎng)具有在輸入的無(wú)線電信號(hào)的頻率上發(fā)生變化的幅度。該電磁場(chǎng)一般不與結(jié)構(gòu)外部的無(wú)線電裝置產(chǎn)生干擾。
本發(fā)明可用于在一建筑物或住宅內(nèi)建立高速局域網(wǎng)。許多種不同的裝置包括計(jì)算機(jī)、蜂窩電話(huà)、個(gè)人數(shù)字助理、常規(guī)電話(huà)、電視、收音機(jī)、安全報(bào)警器、辦公設(shè)備、照明器件、加熱和制冷系統(tǒng)以及許多其他器具可以應(yīng)用本發(fā)明產(chǎn)生的電磁場(chǎng)用無(wú)線方式連接起來(lái)。任何具有產(chǎn)生信息和受控能力的裝置能夠無(wú)線連接到被開(kāi)發(fā)用于以處理這種信息或控制這種功能的企業(yè)網(wǎng)上。
通信工業(yè)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到住宅或商務(wù)建筑物內(nèi)的可連接性是其將來(lái)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的關(guān)鍵。自1998年初，主要的公司已經(jīng)日益著手拓展這一市場(chǎng)作為其增長(zhǎng)的關(guān)鍵。這些公司如IntelTM，Cisco SystemsTM，MicrosoftTM和Sun MicrosystemsTM，與其它許多公司一樣，已經(jīng)公布了滲透到住宅和建筑物內(nèi)通信市場(chǎng)的計(jì)劃。本發(fā)明提供了達(dá)到此目的的無(wú)縫寬帶方案。
可以通過(guò)研究?jī)?yōu)選實(shí)施方案和其它實(shí)施方案的說(shuō)明，以及通過(guò)參照附圖，以達(dá)到對(duì)本發(fā)明的其它目的和目標(biāo)的了解以及對(duì)本發(fā)明的全面和徹底理解。
圖2是諧振腔狀電磁場(chǎng)的示意圖。
圖3是一個(gè)典型的墻中有導(dǎo)體的房屋的剖面圖。一個(gè)射頻信號(hào)發(fā)生器與墻內(nèi)導(dǎo)體耦合以建立房屋內(nèi)的電磁場(chǎng)。
圖4是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的電路圖。
圖5用圖表示一個(gè)典型的房屋里的不同裝置可以用本發(fā)明方法無(wú)線連接起來(lái)。


圖1提供了常規(guī)無(wú)線電臺(tái)RS的簡(jiǎn)化示意圖。包含欲傳送給聽(tīng)眾的信息的無(wú)線電信號(hào)通過(guò)電纜CBL被饋至高的金屬發(fā)射塔T上。該塔由產(chǎn)生無(wú)線電波W的導(dǎo)電金屬組成。該場(chǎng)通過(guò)空氣傳送或傳輸很長(zhǎng)距離，直至到達(dá)如圖1房屋H中所畫(huà)的一臺(tái)無(wú)線接收機(jī)R。該接收機(jī)R檢測(cè)信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成聽(tīng)眾能聽(tīng)到的語(yǔ)音或音樂(lè)。
圖1中應(yīng)用的常規(guī)無(wú)線電波產(chǎn)生一個(gè)被稱(chēng)為“遠(yuǎn)場(chǎng)”的場(chǎng)，因?yàn)樵摕o(wú)線電波自天線塔向外運(yùn)動(dòng)并離開(kāi)塔，并使遠(yuǎn)距離的無(wú)線電接收機(jī)工作。傳播波依照眾所周知的電磁傳播理論運(yùn)動(dòng)，但是，在常人看來(lái)，就象平靜的池水中擲入石子后表面的漣漪。常規(guī)的無(wú)線電設(shè)備用可以傳播很遠(yuǎn)距離的波向遠(yuǎn)處的接收機(jī)發(fā)射電磁能量。
圖2是特別不同的電磁場(chǎng)的示意圖。這個(gè)場(chǎng)是電磁場(chǎng)。為產(chǎn)生這種電磁場(chǎng)，信號(hào)S通過(guò)與圖2所示的矩形金屬殼體E連接的導(dǎo)體傳送。在殼體內(nèi)部，所產(chǎn)生的場(chǎng)與圖1所示的“遠(yuǎn)場(chǎng)”完全不同。圖2所示的金屬盒中沒(méi)有傳播。在其中，包含在盒中的每一點(diǎn)與能量水平或電平大小有關(guān)。這些逐點(diǎn)的電平隨激勵(lì)盒體的輸入信號(hào)頻率和盒體的大小而變化。由于它不能為遠(yuǎn)處的接收機(jī)產(chǎn)生傳播波，這種電磁場(chǎng)可以稱(chēng)為“準(zhǔn)靜態(tài)”場(chǎng)。
如圖2所示，置于盒體內(nèi)部的接收機(jī)能夠探測(cè)到信號(hào)S，但是，與常規(guī)無(wú)線電不同，該接收機(jī)處在準(zhǔn)靜態(tài)非傳播波“內(nèi)部”。更常見(jiàn)的用于激勵(lì)產(chǎn)生限定于其壁內(nèi)的電磁波的導(dǎo)電殼體的技術(shù)術(shù)語(yǔ)是“諧振腔”。II.本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案本發(fā)明應(yīng)用圖2所示電磁場(chǎng)現(xiàn)象在殼體內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)區(qū)域或“泡”。該場(chǎng)用于無(wú)線連接許多不同的裝置，而更重要的是，不對(duì)其它常規(guī)的無(wú)線電裝置產(chǎn)生干擾。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，信號(hào)產(chǎn)生于頻率范圍3到30MHz的高頻段(HF)。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，信號(hào)產(chǎn)生于頻率范圍30到300MHz的甚高頻段(VHF)。場(chǎng)也可以在UHF頻段(至少到400MHz)的低端產(chǎn)生。
選擇這些特別的頻率范圍很重要，因?yàn)?，與這些頻率相關(guān)的波長(zhǎng)一般在其中產(chǎn)生場(chǎng)的結(jié)構(gòu)的尺寸大小的數(shù)量級(jí)內(nèi)。這種關(guān)系很重要，因?yàn)槿绻Y(jié)構(gòu)變的太大，它就變成產(chǎn)生遠(yuǎn)場(chǎng)的天線，散射和多路徑因而開(kāi)始出現(xiàn)。
高頻和甚高頻段對(duì)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)特別有用，因?yàn)?，常?guī)射頻的用戶(hù)通常避而不用它們。事實(shí)如此，由于以這些頻率傳播的信號(hào)會(huì)受到許多不同類(lèi)型的自然大氣層的人為噪聲的干擾。
圖3描繪了具有墻體的一個(gè)結(jié)構(gòu)或建筑物10，該墻體包括通常的金屬導(dǎo)體14，如電接地屏蔽，電線，噴水滅火裝置，水管或建筑構(gòu)件。通過(guò)從信號(hào)發(fā)生器16引入信號(hào)，這些導(dǎo)體14被激活或激勵(lì)，所述信號(hào)發(fā)生器通過(guò)導(dǎo)線18與導(dǎo)體14的一個(gè)或多個(gè)相連。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)用從信號(hào)發(fā)生器16發(fā)出的電磁能量來(lái)激勵(lì)導(dǎo)體14，導(dǎo)線18可以去掉。
本發(fā)明應(yīng)用已存在于幾乎所有的建筑物和房屋中的金屬部件14作為腔天線以便在建筑物或房屋中產(chǎn)生電磁場(chǎng)20。包含接收機(jī)的各種裝置22就能以無(wú)線方式連成局域網(wǎng)。這個(gè)局域網(wǎng)，又可以連接到公用或私用電話(huà)線，衛(wèi)星收發(fā)機(jī)，或者與外部世界的其它接口上去。
圖4是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的電路圖。該系統(tǒng)有一控制器，它可以是PC里的一塊卡或一獨(dú)立的基站。這個(gè)終端被連接到房屋地線系統(tǒng)(或結(jié)構(gòu)或管道等等)用以激勵(lì)該空間。許多裝置在此空間內(nèi)發(fā)射并因此與網(wǎng)絡(luò)相連。它們的信號(hào)被控制器接收。該控制器，它在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中包括一個(gè)路由器，分離各自不同的帶寬和/或調(diào)制格式的信號(hào)，并把它們送到其所編址的目標(biāo)。如果裝置正受監(jiān)視，該目標(biāo)可以是處理器本身，或者是遠(yuǎn)端裝置如正從VCR或TV上接收數(shù)據(jù)的視頻接收機(jī)。該目標(biāo)還可以是正在改變?cè)O(shè)置的遠(yuǎn)端裝置。當(dāng)頻率小于300MHz時(shí)，發(fā)射機(jī)，接收機(jī)和所有其它硬件可以數(shù)字化實(shí)現(xiàn)。事實(shí)上，該系統(tǒng)的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明所述的頻率下的硬件要比2400MHz頻段以上的硬件便宜很多。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，與所述空間內(nèi)導(dǎo)體的連接是通過(guò)經(jīng)由匹配部分然后經(jīng)由同軸電纜完成的。同軸電纜的輸出與導(dǎo)體相連，留下其屏蔽地不終結(jié)。當(dāng)RF能量被接至一端子(terminal)時(shí)，部分能量按期望傳輸，部分被反射。反射的發(fā)生是由于激勵(lì)器與發(fā)生器的阻抗不相等，并且，前者隨頻率而變化，而發(fā)生器的阻抗不變化。反射的能量表明效率的損失而應(yīng)當(dāng)減少到最低。所述匹配部分轉(zhuǎn)換激勵(lì)器阻抗以在工作頻段內(nèi)達(dá)到最小反射。通常，激勵(lì)器須在真實(shí)地(trueground)上以0.1到0.4倍波長(zhǎng)被連接以達(dá)到合理匹配。這限制給定的裝置(attachment)頻段到400％-足以滿(mǎn)足要求。
圖5用繪圖表示應(yīng)用本發(fā)明可以無(wú)線方式連接的典型房屋內(nèi)的各種裝置。
依照本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種方法用于產(chǎn)生饋至結(jié)構(gòu)10內(nèi)導(dǎo)體14的射頻信號(hào)。一個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)非傳播電磁場(chǎng)20產(chǎn)生于該結(jié)構(gòu)內(nèi)，并被用來(lái)傳送射頻信號(hào)至位于結(jié)構(gòu)10里的接收機(jī)22。許多不同的信號(hào)可以同時(shí)饋至導(dǎo)體，使能多個(gè)信號(hào)的傳輸。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，只要采用合適的濾波以保證合適的信號(hào)分離，信號(hào)可以用HF，VHF和UHF的低端頻段進(jìn)行同時(shí)傳送。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明可以通過(guò)把通常的三插針的電插頭插入到常規(guī)的三插槽的電插座中來(lái)實(shí)現(xiàn)。該插頭具有帶電的第一和第二插針，以及接地的第三插針。信號(hào)通過(guò)插頭上的接地插針被饋至結(jié)構(gòu)中的電系統(tǒng)的地線上。對(duì)接地插針的使用是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一種特別方法，但是，對(duì)建筑物內(nèi)的水管和導(dǎo)電構(gòu)件如鋼梁的使用也具有非常重要的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鼈兺ǔ](méi)有電噪聲。在某些情況下，有可能在頂棚或地板下增加導(dǎo)體14以增強(qiáng)該電磁場(chǎng)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了用于建筑結(jié)構(gòu)10的信號(hào)傳輸系統(tǒng)。這一實(shí)施方案應(yīng)用一射頻發(fā)生器16，22以及一個(gè)或多個(gè)射頻信號(hào)接收機(jī)，其特征在于發(fā)生器16，22被安排提供其信號(hào)到導(dǎo)體14上，并且，響應(yīng)于該信號(hào)，導(dǎo)體被安排在該結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)非傳播的電磁場(chǎng)20。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方案中，優(yōu)選的信號(hào)頻率基本上是30MHz，但可以位于3到400MHz范圍的任何位置，優(yōu)選地是在5到100MHz范圍內(nèi)，而最好在15到60MHz范圍內(nèi)。III.無(wú)干擾無(wú)線運(yùn)行選擇高頻，甚高頻和超高頻的低端頻段為本發(fā)明的實(shí)施提供了兩個(gè)重要的優(yōu)勢(shì)。第一，由于其它多數(shù)無(wú)線服務(wù)避免采用這些具有大氣和人為噪聲的頻段，這些頻率一般可用于類(lèi)似本發(fā)明提供的革命性的新服務(wù)。第二，這些頻段需要大天線。在30MHz，合適的常規(guī)天線尺寸是50英尺，而一個(gè)150英尺的常規(guī)天線會(huì)更適合于10MHz。這些尺寸對(duì)這一頻段很合適。對(duì)于一個(gè)50寬150英尺長(zhǎng)20英尺高的建筑物來(lái)說(shuō)，該建筑物是0.2×1.0×0.2倍30MHz的波長(zhǎng)，或是0.1×0.5×0.4倍15MHz的波長(zhǎng)。
當(dāng)電磁場(chǎng)系統(tǒng)工作時(shí)，結(jié)構(gòu)內(nèi)的導(dǎo)電體形成了的一小的柵格組，該柵格相對(duì)于HF波長(zhǎng)較小，并”阻斷”了源自外界的輻射，大大地減少了大氣和人為噪聲的影響。當(dāng)柵格小到低于0.5倍波長(zhǎng)時(shí)，此柵格允當(dāng)阻止能量穿透的屏蔽。其衰減隨著柵格尺寸(對(duì)于波長(zhǎng))的減小而迅速降低。側(cè)面有25英尺的柵格開(kāi)口對(duì)30MHz，已足以適合地小而且容易在任何結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)。
在VHF和UHF低端頻段，當(dāng)波長(zhǎng)的大小變小時(shí)，柵格防護(hù)能力慢慢消失。幸而，但是，人為和銀河噪聲減少得更快。后一干擾通常低于大約40MHz接收機(jī)的噪聲。在這些上部頻段，噪聲的屏蔽不是最重要的，而且建筑物的激勵(lì)可以如上所述繼續(xù)工作。然而，當(dāng)頻率增加時(shí)，能量則開(kāi)始傳播到結(jié)構(gòu)外部。
已經(jīng)作了從3到30MHz，140到150MHz以及從390到400MHz的實(shí)驗(yàn)性工作。這一實(shí)驗(yàn)證實(shí)了上述學(xué)說(shuō)。該實(shí)驗(yàn)被用于在一個(gè)商業(yè)建筑物(100英尺寬200英尺長(zhǎng))和一個(gè)兩層樓的住宅里發(fā)射視頻和音頻數(shù)據(jù)。只要使用濾波，非常有可能在同一個(gè)結(jié)構(gòu)中運(yùn)行多個(gè)HF，VHF和UHF頻段。
由于所述電磁場(chǎng)的特殊性質(zhì)，困擾常規(guī)無(wú)線通信的許多缺陷，如散射、盲點(diǎn)和多路干擾被避免。一些更高一點(diǎn)的頻率不能穿過(guò)墻體，而且受到人體的嚴(yán)重影響。由于HF和VHF波很大，這些問(wèn)題一般會(huì)通過(guò)本發(fā)明避免。IV.術(shù)語(yǔ)在以下說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)“導(dǎo)體”用于描述一種材料，其特征在于具有傳送和傳輸電流的能力。然而，該術(shù)語(yǔ)的使用并不限于典型的導(dǎo)體諸如金屬線、電纜和管道。用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的導(dǎo)體可以包括任何物質(zhì)，其中電子或其它電荷通常自由運(yùn)動(dòng)以形成電流，并因此產(chǎn)生場(chǎng)。
類(lèi)似地，術(shù)語(yǔ)“結(jié)構(gòu)”并不意味著限于任何特殊形式地建筑物。當(dāng)被用于本說(shuō)明書(shū)和以下權(quán)利要求中時(shí)，術(shù)語(yǔ)“結(jié)構(gòu)”包括任何完整或部分殼體，或結(jié)構(gòu)的一個(gè)部件，包括但不限于構(gòu)成諧振腔的墻體，隔斷，地面，窗，天棚或屋頂。工業(yè)應(yīng)用本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案應(yīng)用高頻，甚高頻和超高頻的低端(HF，VHF和UHF)頻段在一建筑物或結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生電磁場(chǎng)。該建筑物或結(jié)構(gòu)內(nèi)的導(dǎo)體被用作激勵(lì)器以產(chǎn)生一個(gè)本地的準(zhǔn)靜態(tài)電磁場(chǎng)，該電磁場(chǎng)可用于無(wú)線連接各種不同的裝置而不受到外部噪聲的過(guò)度干擾。本發(fā)明將可以適于各種各樣的用途，包括本地的商業(yè)或住宅無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的建立。結(jié)論盡管參照特定優(yōu)選實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)敘述，本發(fā)明所屬行業(yè)的具有一般知識(shí)的人員將意識(shí)到，在不脫離以下權(quán)利要求的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下，可以制造不同的改動(dòng)或增強(qiáng)。上述公開(kāi)的方法和裝置意欲教給讀者首選實(shí)施方案，而不是意欲約束本發(fā)明的限制或權(quán)利要求的范圍。
參考字母表圖1CBL電纜H 房屋R 無(wú)線電RS 無(wú)線電臺(tái)T 發(fā)射塔W 無(wú)線電波圖2E 殼體圖310 結(jié)構(gòu)或殼體12 墻體14 導(dǎo)體16 信號(hào)發(fā)生器18 從信號(hào)到導(dǎo)體的連接20 電磁場(chǎng)22 具有接收機(jī)的裝置
權(quán)利要求
1.一種方法，包括步驟產(chǎn)生射頻信號(hào)；以及把上述射頻信號(hào)饋至一導(dǎo)體(14)；該導(dǎo)體通常在一結(jié)構(gòu)(10)中；特征在于本方法還包括步驟在上述結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)非傳播電磁場(chǎng)(20)；以及利用該電磁場(chǎng)來(lái)傳送所述射頻信號(hào)至通常位于該結(jié)構(gòu)內(nèi)的接收機(jī)(22)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述射頻信號(hào)利用高頻頻段產(chǎn)生。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述射頻信號(hào)用甚高頻頻段產(chǎn)生。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述射頻信號(hào)通常用超高頻的低端頻段產(chǎn)生。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述射頻信號(hào)利用一種頻段產(chǎn)生，該頻段的特征在于波長(zhǎng)，以使該結(jié)構(gòu)(10)具有一最大尺寸，該最大尺寸在任何維度上通常小于10倍波長(zhǎng)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述射頻信號(hào)利用一種頻段產(chǎn)生，該頻段通常不在HF頻段對(duì)所述結(jié)構(gòu)外部產(chǎn)生干擾。
7.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其中，所述射頻信號(hào)被利用直接的、硬線連接(18)饋至所述導(dǎo)體(14)。
8.如權(quán)利要求1到6任何一個(gè)所述的方法，其中，通過(guò)利用發(fā)射的射頻能量激勵(lì)所述導(dǎo)體將所述射頻信號(hào)饋至所述導(dǎo)體(14)。
9.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其中，所述導(dǎo)體(14)是一電線。
10.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其中，所述導(dǎo)體(14)是一水管。
11.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，其中，所述導(dǎo)體(14)是一建筑構(gòu)件。
12.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，包括附加步驟利用多個(gè)連接，允許在HF，VHF和UHF的低頻段同時(shí)運(yùn)行；以及對(duì)所述多個(gè)連接進(jìn)行濾波以保證信號(hào)分離。
13.如上述任一權(quán)利要求所述的方法，包括附加步驟通過(guò)把具有第一和第二電插針，以及第三接地插針的電插頭插入到電插座中來(lái)安裝所述接收機(jī)；以及通過(guò)所述插頭上的第三接地插針把信號(hào)饋至所述導(dǎo)體(14)。
14.一種用于其中具有一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體(14)的建筑物結(jié)構(gòu)內(nèi)的信號(hào)傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)射頻信號(hào)發(fā)生器(16，22)，以及一個(gè)或多個(gè)射頻接收機(jī)(22，16)，其特征在于發(fā)生器(16，22)被安排提供其信號(hào)到導(dǎo)體(14)上，并且，響應(yīng)于所述信號(hào)，導(dǎo)體被安排在該結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)準(zhǔn)靜態(tài)非傳播的電磁場(chǎng)(20)。
全文摘要
本發(fā)明用于在建筑物或結(jié)構(gòu)(10)中產(chǎn)生電磁場(chǎng)(20)。建筑物或結(jié)構(gòu)(10)中的導(dǎo)體(14)被用作一個(gè)激勵(lì)器以產(chǎn)生一準(zhǔn)靜態(tài)的電磁場(chǎng)(20),該電磁場(chǎng)可用于無(wú)線連接多種不同的裝置而不受外部噪聲的過(guò)度干擾。
文檔編號(hào)H04B3/54GK1358341SQ00809509
公開(kāi)日2002年7月10日 申請(qǐng)日期2000年6月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月25日
發(fā)明者G·G·查德維克 申請(qǐng)人:株式會(huì)社科科莫Mb通訊