Как окна защищают нас от радиосигналов
Транспортное подразделение одноименного концерна Siemens Mobility разработало технологию, которая повышает проницаемость радиосигналов через окна пассажирских вагонов, и будет использовать ее на железных дорогах Австрии. Мы решили покопаться в вопросе и оказалось, что такая разработка — не роскошь, а вполне себе необходимость, поскольку современные стекла в той или иной степени блокируют сигнал.
Радиоволны на самом деле могут проходить через стекло, иначе бы мы сидели дома без связи. В Британском университете Манчестера считают, что проблема прохождения радиоволн через стекло на самом деле заключается не совсем в стеклах. Проницаемость радиосигнала ухудшают методы обработки материалов, но не все, а нацеленные на энергосбережение.
На форумах периодически пишут, что после установки К-стекла — энергосберегающего стекла с твердым низкоэмиссионным покрытием (также называют топ-покрытием) в доме заметно ухудшилось качество радиомодемного соединения. У К-стекла предусмотрено напыление из оксидов металла, а любой металл блокирует радиоволны. Смысл такого стекла в том, что оно пропускает энергию коротковолновых солнечных лучей, забирая тепло в дом, но не выпускает то тепло, которое дают отопительные приборы. Тем самым оно должно сокращать затраты на отопление.
Все это подтверждает исследование ослабления радиоволн строительными экранирующими материалами, которое провел центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия им. Жуковского и Гагарина» еще в 2013 году. Ученые выяснили, что наличие металлизации делает солнцезащитную пленку для окон радиоотражающей. Коэффициент прохождения через один слой пленки в среднем составил -40 дБ, это довольно сильное снижение сигнала.
Визуально стекло «с топом» почти не отличается от обычного, так что при аренде квартиры или офиса, при покупке жилья будет трудно его распознать. В этом случае нужно запрашивать сертификаты на стеклопакеты. Если же в доме уже стоят К-стекла, то можно спастись с помощью ретранслятора.
Британские ученые утверждают, что чем выше частоты, тем хуже сигнал, так что для 5G эта проблема стоит особенно остро. Но есть у блокирующего стекла и плюс: ваш Wi-Fi будет трудно использовать извне, поэтому любители халявы, даже если угадают пароль, вряд ли смогут выйти в сеть.
Что же придумал Siemens для обхода радиоотражения? Со слов сотрудников компании конструкция похожа на классические антенны, но она позволяет определять широкую полосу пропускания и полосу блокировки. Антенны сделаны в виде рисунка — тонких линий в проводящем слое. Этот рисунок и наносят на окна. Он усиливает сигнал в 50 раз, увеличивает продолжительность успешного приема LTE на 33%, утверждают в компании. Работает все это в диапазоне частот от 400 МГц до 3,7 ГГц.
Впрочем, это не единственная попытка побороть зловредные стекла. Японский оператор NTT Docomo совместно с американской компанией YKK AP работает над прототипом стекла, состоящего из аэрогеля. Материал должен сохранить теплоизоляционные свойства стекла, но и давать сигналу пробиться. Пока подробностей мало, исследования продолжаются. Разработка предназначена для 5G и 6G, которым радиоотражающие стекла вредят/будут вредить больше всего.
А еще в Барселоне на MWC показали систему, которая крепится на оконной раме и превращает сигнал широкополосного интернета в световые волны. Свет проходит через окно в обоих направлениях и преобразуется в сигнал Ethernet для подключения к локальной сети или к сетевому оборудованию. Проект разработала американская компания pureLiFi. Испытания среди потребителей проведут в этом году. В основе — технология Li-Fi (Light Fidelity), которая может заменить перегруженный Wi-Fi и повысить скорость передачи данных.