[0001] 本
发明涉及
电磁波反射、尤其是
无线电波反射的一般领域，更具体地，涉及防止由例如
建筑物立面的结构所反射的无线电波对围绕这种结构的空间的影响的领域。尤其关注的是，由位于机场区域的建筑物反射的无线电波对无线电测量系统的良好运转的影响。
[0002] 当关注机场区域的布置时，一个重要的问题在于确定安置机场服务运转所需的建筑物的最佳方式，以使该安置对无线电敏感区域的间接影响限制到最小。事实上，这样的结构通常具有大尺寸的立面，即用作由存在于机场区域内或附近的不同发射源所发射的无线电波的
反射器的立面。然而，在一些情况下，就由立面接收的
信号被反射向这样一个区域的情况而言：其中该信号将干扰在该区域中实现的无线电发射，由远离或不远离建筑物的源所产生的无线电发射被建筑物立面反射可以被证实是有妨碍的。这尤其是这样的情况，位于离着陆跑道相对较近的区域中的建筑物朝向跑道反射无线电发射，其中该无线电发射的频带在由着陆系统(ILS)的发射所占据的频带中，尤其是在由“
定位器”(跑道轴线上的无线电航向信标)所占据的频带中。这样的寄生反射如果足够强的话，则可以改变定位信号，并且因此在着陆阶段干扰
飞行器在跑道轴线上的对准。
[0003] 由于存在许多无线电源，尤其ILS本身的天线，因此由建筑物引起的寄生反射的问题是一个重要的问题，其解决方案通常是设计包括尤其是这样的区域的安置图：该区域离跑道相对较近且禁止在其中放置任何尺寸稍大的建筑物。然而，尤其是考虑到城市集中和使机场区域离城市区域相对较近的期望，越来越有必要使机场区域在面积上的占用率最大。因此，找到敏感方向中的无线
电信号寄生反射问题的解决方案显得比以往更紧迫。
[0004] 根据本领域已知的
现有技术可知，理论上有可能将镶嵌结构装备到可能在敏感方向中偶然引起寄生反射的建筑物立面，目的是利用该镶嵌结构安装在其上的壁产生能够在优先方向中反射由外部电磁源发射的入射波，这避免了在敏感区域中产生干扰。这样的结构通常由被布置成形成彼此间隔开的肋的、传导性的细长结构元件构成。肋通常是具有确定厚度的管状元件，从而在由建筑物的壁直接反射的波与由这些肋反射的波之间产生具有给定值的
相移。因此形成了布拉格光栅类型的衍射光栅，其能够根据由肋引起的相移来使入射波在期望的方向中衍射。
[0005] 根据要在给定方向中阻止其反射的
波长λ，构成覆盖层的肋具有给定的厚度h，在所讨论的波具有百来兆赫兹的数量级的
频率的情况下，该厚度h可以相对较大。由于这些元件的总体尺寸，因此这些元件被证明难以被放置在立面的表面上，尤其如果在建造建筑物之后安装这些元件的话。
[0006] 此外，为了确保入射波的正确衍射，通常优选地为暴露于其影响要被阻止的
辐射的立面装备长度大致等于高度或占据立面上部的较大部分的肋。因此，所考虑的立面上的其结构元件的固定导致立面上的较大负载，尝试通过使用管状的中空结构元件来最小化该负载。然而，这些元件是易碎物体，缺少固有硬度通常是其
缺陷。
[0007] 因此，现有技术中已知的覆盖层的类型使用以下结构元件：其在待装备的立面上的安装在尺寸、或更确切地说总体尺寸、重量、由立面
支撑的重量以及所形成结构的硬度上来说是相对精细的。
[0008] 本发明的目的是提出一种用于形成布拉格光栅类型的衍射光栅的替选结构。该结构由管状结构元件组成，对于所考虑的频带而言，管状结构元件的固有硬度大于矩形截面元件的固有硬度，并且厚度和宽度明显小于形成已知结构的元件的厚度和宽度。
[0009] 为此，本发明的目的是一种用于覆盖暴露于由远端源发射的
电磁辐射的建筑物立面或任何其他反射壁的衍射装置，该装置包括多个以大致平行的、周期性的方式布置在所述建筑物立面上的管状谐振元件，从而形成衍射光栅。每个谐振元件形成“LC”型的
谐振器，该LC谐振器被配置成重新辐射与经受相移的入射波相对应的波。这些谐振元件被布置在壁上以使得入射波在优选方向中被衍射。所述谐振元件还在与由入射波和反射波的传播矢量限定的平面大致垂直的方向中被定向。
[0010] 根据所述装置的特定实施方式，根据波长λ和入射
角θ来确定不同传导元件的间隔距离，以产生实现入射波相移以使得入射波在优选方向中衍射的布拉格光栅类型的衍射光栅。
[0011] 根据本发明，如果电磁发射源是远离的，则不同传导元件之间的间隔沿壁是恒定的。
[0012] 相反，如果电磁发射源是在附近的，则不同传导元件之间的间隔取决于电磁波的局部入射角。
[0013] 根据本发明，每个谐振元件由以传导材料制成的管构成，该管的限定内腔的壁具有纵向开口。由壁限定的腔的尺寸和几何形状以及该壁中实现的纵向开口的宽度被限定成使得该元件就电磁角度来看用作具有谐振频率F0和
通带ΔF0的LC谐振器。
[0014] 同样，根据本发明，每个谐振元件优选地被配置成具有一总体尺寸，该总体尺寸在具有通过考虑机械应
力而限定的给定尺寸的平行六面体体积的范围内。
[0015] 根据本发明，形成所述装置的谐振元件可以具有任何作为矩形的各种多边形形状的截面，根据所采用的截面，所述谐振元件具有特定的电容值或电感值。
[0016] 在特定的实施方式中，所述谐振元件的壁的横截面具有矩形形状，该矩形的长边具有由大致垂直于所述长边的两个段所限定的中断，所述长边的端部指向周边的内部。
[0017] 同样，根据本发明，每个谐振元件可以被配置成形成多个共用管状腔。
[0018] 在特定的实施方式中，每个谐振元件本身由多个并置的谐振元件构成，其
侧壁是电
接触的。
[0019] 在特定的实施方式中，所述谐振元件的内部体积是空的。
[0020] 可选地，在另一实施方式中，由所述谐振元件的壁所限定的腔被填充以
选定的
电介质材料以增强元件的硬度。
[0021] 根据该实施方式的变型，由所述谐振元件的壁所限定的腔被填充以两个
叠加层的电介质材料，传导片被置于所述腔中的两个层之间的界面处，与沿壁形成的纵向切口相对。
[0022] 可选地，在另一实施方式中，由所述谐振元件的壁所限定的腔被填充以选定的非传导
铁磁材料以增加
谐振腔的通带ΔF0和减小谐振腔的频率F0。
[0023] 仍然可选地，在另一实施方式中，由所述谐振元件的壁所限定的腔被填充以选定的具有高
介电常数ε的电介质材料以减小谐振腔的频率F0。
[0024] 通过基于
附图的以下描述，可以更好地理解本发明的特征和优点，其中：
[0025] -图1是根据本发明的整个装置的示意图；
[0026] -图2是根据本发明的构成装置的结构元件运转的等效图；
[0027] -图3至图8示出了根据本发明的装置的实现的不同变型；
[0028] -图9明确示出了根据本发明的装置在尺寸上的有利特征；
[0029] -图10是说明通过使用根据本发明的装置所获得的优点的曲线。
[0030] 图1和图2使得能够介绍根据本发明的装置的总体结构。如图1所示，根据本发明的覆盖层表现为平行细长的结构元件12的布置，结构元件12的长度取决于要覆盖的壁11的尺寸。
[0031] 结构元件12被布置在壁11上以形成具有间隔距离d的衍射光栅。根据本发明，通常根据波长λ和入射角θ来确定不同传导元件的间隔距离d，以产生实现入射波相移以使得入射波在优选方向中被衍射的衍射光栅。根据由壁接收的无线电发射源是否被看作远端源，距离d是恒定距离，如图1所示，或者是根据电磁波的局部入射角而变化的距离。
[0032] 此外，结构元件12被布置在壁11上以在与由入射波和反射波的传播矢量所限定的平面大致垂直的方向中被定向。因此，在建筑物立面的确切情况下，结构元件被垂直地放置。
[0033] 根据本发明，每个结构元件12是中空圆柱体形状、管形状、多边形形状的传导元件，其具有平面15，该传导元件通过平面15固定在壁11上，在相对面13上，管的壁具有给定宽度的纵向切口14。以传导材料实现结构元件12，以使其形成具有分布常数L和C的L-C(即电感-电容)
电路。电感L由管本身的壁形成，并且取决于由管壁限定的区域，而电容C由切口14和腔21形成。
[0034] 此外，确定管壁的尺寸，以使得电感L和电容C的值能够实现具有通过以下关系式以已知方式定义的谐振频率F0和通带ΔF0的等效
谐振电路：
[0035]
[0036]
[0037] 就运转而言，每个谐振元件被配置或按尺寸调整成使得当谐振元件被入射的无线电波照射时，谐振元件产生具有相同频率但经受给定相移的无线电波，从而使得由不同结构元件12反射的波和由位于这些结构元件之间的壁11的各部分直接反射的波的组合能够在期望的方向中形成衍射波。
[0038] 根据本发明的装置因此用作布拉格光栅类型的传统衍射光栅，其包括仅传导的结构元件。然而，就尺寸而言，构成装置的结构元件能够实现有利地更易于安装在壁上、尤其是建筑物立面上的覆盖层。
[0039] 事实上，与构成传统衍射光栅的传导元件的尺寸不同的是，构成根据本发明的装置的谐振元件的尺寸不是直接取决于为获得期望衍射而在由壁11本身反射的波与由结构元件反射的波之间产生的程差，而是通过期望获得的电容值和电感值。
[0040] 因此，对于相同的结果，也就是说对于由壁11本身反射的波与由结构元件反射的波之间的相同的相移，谐振元件的尺寸明显小于简单传导元件的尺寸。
[0041] 图9说明了该结构优点，其示出了构成两个衍射光栅的结构元件各自的尺寸，所述两个衍射光栅用于控制由远端源发射的具有百来兆赫兹频率的无线电波的约25°入射下所照射的壁所反射的波，所述远端源即远离壁以使得由建筑物立面10接收的波是平面波(夫琅禾费区域)的源。在这两种情况下，考虑由具有矩形截面的结构元件形成的光栅。第一光栅91是由简单传导元件构成的传统光栅，而第二光栅92是由谐振元件12构成的根据本发明的装置。正如可以从图中看到的那样，对于相同的结果，即产生已相移的波，谐振元件12的尺寸非常明显地小于简单传导元件的尺寸。
[0042] 该尺寸特征具有双重优点。第一个优点是人体工程学上的并且在于，根据本发明的衍射装置当被安装在壁上时显得不那么突出和遮蔽，这使得如果壁是有窗的立面，则外部光线更容易地进入建筑物中。第二个优点是机械上的并且在于，所述谐振元件具有更小的尺寸，当该谐振元件被安装在待覆盖的壁11上时，在谐振元件自身重量作用下的谐振元件的可能
变形以及谐振元件的固有硬度的问题明显不太严重。
[0043] 在下文中，介绍构成根据本发明的装置的谐振元件的不同的变型
实施例，其中结构元件具有各种形状的截面。在此描述这些不同的变型实施例的目的是表明，对于给定的总体尺寸，有可能获得具有不同通带ΔF0和谐振频率F0的谐振元件。
[0044] 为了较好地表明不同变型的比对优点，在此考虑其截面形成作为具有给定长度w和宽度h的相同矩形的四边形的结构元件。应当指出，以下描述的变型实施例决不限制本发明的形式、目的或范围。
[0045] 根据简单的第一变型实施例，如图2所示，每个管具有矩形截面，其具有分别与内部面15和外部面13相对应的两个长度为w的相对的直线长边25和23，和与侧面16相对应的两个长度为h的短边26。此外，边13具有与切口14相对应的中断24。在该变型实施例中，电感值L尤其通过由管壁限定的区域来被确定。对于电容值C，通过在剖面图中与中断24相对应的切口14的宽度以及由元件壁限定的内部空间尺寸来确定(见图2-b)。
[0046] 根据第二变型实施例，每个谐振元件具有如图3所示的截面，其中元件12的壁具有在截面处沿与中断24相对应的切口14的两个边，这两个边向内弯曲成90°且彼此相对并且由长度相同的两段31和32来表示。这两个边具有限定的长度，以相对于前述变型所介绍的电容值C而言增加电容值C，并且使该电容C较少地取决于腔的大小(平面电容器)。
[0047] 根据第三变型实施例，如图4所示，所使用的谐振元件12在剖面中具有矩形截面，该矩形截面的长边具有与切口14相对应的中断24。然而，由谐振元件的壁11限定的腔17容纳内部延伸部分41，该内部延伸部分41与相对于包括切口14的壁13的壁15的面相联结并且形成在腔内部突出的肋41。
[0048] 在该变型实施例中，该肋41在横截面上具有“T”的形状，肋41的杆平行于代表元件截面的矩形长边23和25。肋41被配置且布置在腔的内部，以使得“T”的杆位于如下
位置：与中断24相对并且与该中断相距根据期望的带宽ΔF0和谐振频率F0而限定的距离。这种配置使得能够有利地明显增加电容值C而不明显更改电感值L。
[0049] 根据第四变型实施例，如图5所示，所使用的谐振元件12的腔不仅包含环境空气，而是填充有电介质材料51，此处电介质材料51的主要作用是增强元件的机械硬度。在考虑待覆盖的壁的尺寸的情况下，如果所使用的元件较长，则这种变型是特别有利的。
[0050] 应当指出，在该变型实施例中，容纳在腔中的材料还可以具有各种电磁特性。因此，可以通过使用具有高介电常数εr的材料来增加电容值C，而无需改变腔的尺寸和壁的形状。相反地，通过使用具有高渗透率μr的材料，可以增加电感值L而无需其他改变。
[0051] 还应当指出，该变型实施例可以与上述所有变型相关联。特别地，其可以包括在材料中放置被布置成面对切口14的纵向片52。因此，获得了在定义上与上述第四变型实施例的元件非常相近的辐射元件。
[0052] 根据第五变型实施例，如图6所示，切口61形成在谐振器的侧面16之一上，整体由适当的电介质机械结构来保持，为了清楚起见而没有在图中示出该机械结构。此外，具有高自感的元件62被放置在腔17的内部，并且通过其每个端部63和64而电连接到切口61的两个边65和66。因此，增加了LC电路的电感，这能够减小谐振频率F0和增加带宽ΔF0。
[0053] 就实现而言，元件62可以由在腔17的整个长度上延伸的单个组件构成，或者如图6所示，由彼此一个接一个布置的多个元件构成，每个元件都通过其端部连接到切口61的边缘。
[0054] 根据第六变型实施例，如图7所示，每个谐振元件包括设于谐振器的侧面16之一上的切口61以及分立电感71，分立电感71优选地分布在切口的整个长度上并且其
端子分别连接到切口61的两个边65和66。如前文所述，这种布置使得能够增加LC电路的电感，从而减小其谐振频率F0和增加其带宽ΔF0。此外，可选地，每个谐振元件可以包括优选地沿整个切口14安置且其端子连接到该切口的边缘的分立电容元件72。
[0055] 根据第七变型实施例，如图8所示，构成根据本发明的装置的每个谐振元件是由两个或更多个如上所述的基本谐振元件11构成的。每个基本谐振元件被配置成具有给定的谐振频率F0和通带ΔF0，对于所有相关联的谐振元件而言，F0和ΔF0通常是相同的。
[0056] 相邻谐振元件被调节到相同频率F0的这种布置的显著优点是增加了由谐振元件重新辐射的功率，记住，已知地，重新辐射的功率值主要取决于包括切口14的谐振元件面的尺寸(尤其取决于宽度w)。因此，通过并置两个或更多个基本谐振元件，明显增加了由装置重新发射的功率，而没有明显改变谐振电路本身的工作参数。
[0057] 在简单的实施例式中，如图8所示，如此构造的合成元件可以基于具有矩形截面的单个管状结构81来实现，其内腔被中间隔断83分成基本腔82，每个基本腔82都具有在图7的剖面图中由中断84体现的纵向切口。
[0058] 因此，如可以从上文中描述的所有实施例中看出的那样，为了实现经受避免给定方向中的反射的无线电发射的壁的覆盖层，在安装和运转中，根据本发明的装置提出一种使用具有现有技术的简单传导结构元件的衍射光栅的有利的替选解决方案。
[0059] 图10在相同
坐标系上(观察角，壁的等效表面)示出了由建筑物立面构成的壁的雷达等效表面的曲线，其中考虑三种状态：第一状态(曲线101)对应于裸壁，第二状态(曲线102)与由根据现有技术的衍射光栅所覆盖的壁相对应，并且第三状态(曲线103)与由根据本发明的装置所覆盖的壁相对应。因此，可以从图中看出，尽管根据本发明的装置没有现有技术的装置(曲线102)那么有效，然而根据本发明的装置使得能够非常显著地减小壁的等效表面。因此，这使得能够充分降低由不期望的无线电波反射所引起的危害程度，同时有利地具有比根据现有技术的装置更小的总体尺寸，这尤其使装置更轻且更易安装。
