Analysis of the influence of the conductivity of bricks, type of bricks and size of the hollows on the values of the electric field intensity

• Autorzy: Choroszucho Agnieszka

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2022.09.04

Warianty tytułu

PL

Analiza wpływu konduktywności cegieł, rodzaju cegieł i rozmiaru drążenia na wartości natężenia pola elektrycznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the publication is to analyse the influence of brick walls used in single-family housing on the values of the electric field intensity. Three types of bricks from which the wall was made were considered (solid brick, brick with 18 hollows and brick with 30 hollows). The analysis also took into account the impact of the size of the hollows on the field values and the variability of the conductivity of the brick. The results were compared for the arrangement with an asymmetric arrangement of bricks with a symmetrical arrangement, which may correspond to walls made of hollow bricks. The analysis concerned the frequency used in wireless communication (Wi-Fi), i.e. f=2.4 GHz. The influence of the size of the structural clay tile and the conductivity of bricks on the electric field values is discussed. A method based on Maxwell's equations (Finite Difference Time Domain Method), was used for the analysis.

PL

Celem publikacji jest analiza wpływu stosowanych w budownictwie jednorodzinnym ścian wykonanych z cegieł na wartości natężenia pola elektrycznego. Rozpatrywano trzy rodzaje cegieł, z których została wykonana ściana (cegła pełna, cegła z 18 drążeniami i cegła z 30 drążeniami). W analizie uwzględniono także wpływ rozmiaru drążenia na wartości pola oraz zmienność konduktywności cegły. Porównano wyniki dla układu z asymetrycznym rozłożeniem cegieł z układem symetrycznym, który może odpowiadać ścianom zbudowanym z pustaków. Analiza dotyczyła częstotliwości stosowanej w komunikacji bezprzewodowe (Wi-Fi), tj. f=2,4 GHz. Omówiono wpływ rozmiaru drążeń i konduktywności cegły na wartości pola elektrycznego. Do analizy zastosowano metodę opartą na równaniach Maxwella, czyli metodę różnic skończonych w dziedzinie czasu.

Słowa kluczowe

EN

electromagnetic waves propagation; finite difference time domain method; FDTD; wireless communication; building material

PL

propagacja fal elektromagnetycznych; metoda różnic skończonych w dziedzinie czasu; FDTD; komunikacja bezprzewodowa; materiały budowlane

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 98, nr 9
• Strony: 21--25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Choroszucho Agnieszka

• Białystok University of Technology, Faculty of Electrical Engineering, Department of Electrical Engineering, Power Electronics and Power Engineering, Wiejska 45D, 15-351 Białystok

• https://orcid.org/0000-0001-7884-9264

Bibliografia

• [1] Yang M., Stavrou S., Rigorous coupled-wave analysis of radio wave propagation through periodic building structures, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, Vol. 3 (2004), 204-207
• [2] Cuinas I., Sanchez M.G., Permittivity and conductivity measurements of building materials at 5.8 GHz and 41.5 GHz, Wireless Personal Communications, 20 (2002), 93-100
• [3] Stavrou S., Saunders S.R., Review of constitutive parameters of building material, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 1 (2003), 211-215
• [4] Antonini G., Orlandi A., D’elia S., Shielding effects of reinforced concrete structures to electromagnetic fields due toGSM and UMTS systems, IEEE Transactions on Magnetic, 39 (2003), No. 3, 1582-1585
• [5] Dalke R.A., Holloway Ch.L., McKenna P., Johannson M., Ali A.S., Effects of reinforced concrete structures on RF communications, IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, 42 (2000), No. 4, 486-496
• [6] Liu Ping, Chen Gui, Long Yun-liang, Effects of reinforced concrete walls on transmission of EM wave in WLAN, Proceedings of the ICMMT 2008, International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology, Vol. 2 (2008), 519-522
• [7] Peña D., Feick R., Hristov H.D., Grote W., Measurement and modeling of propagation losses in brick and concrete walls for the 900 MHz band, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 51 (2003), No. 1, 31–39
• [8] Stankiewicz J.M., The analysis of the influence of the plane coils geometry configuration on the efficiency of WPT system, Przegląd Elektrotechniczny, 96 (2020), no. 10, 174-178
• [9] Zhao M., Miyamoto T., Optimization for Compact and High Output LED-Based Optical Wireless Power Transmission System, Photonics, 9 (2022), 14, https://doi.org/10.3390/photonics9010014
• [10] Stankiewicz J.M., Comparison of the efficiency of the WPT system using circular or square planar coils, Przegląd Elektrotechniczny, 97 (2021), no. 10, 38-43
• [11] Shah M.A., Hasted J.B., Moore L., Microwave absorption by water in building materials: aerated concrete, British Journal of Applied Physics, Vol. 16 (1965), No. 11, 1747-1754
• [12] Landron O., Feuerstein M.J., Rappaport T.S., A comparison of theoretical and empirical reflection coefficients for typical exterior wall surfaces in a mobile radio environment, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 44 (1996), No. 3, 341-351
• [13] Tan S.Y., Tan Y., Tan H.S., Multipath delay measurements and modeling for interfloor wireless communications, IEEE Transactions on Vehicular Technology, 49 (2000), No. 4, 1334-1341
• [14] Pinhasi Y., Yahalom A., Petnev S., Propagation of ultra wide-band signals in lossy dispersive media, IEEE International Conference on Microwaves, Communications, Antennas and Electronic Systems, COMCAS (2008), 1-10
• [15] Taflove A., Hagness S.C., Computational electrodynamics, The Finite–Difference Time–Domain Method. Boston, Artech House, (2005)
• [16] Oskooi A.F., Roundyb D., Ibanescua M., Bermelc P., Joannopoulosa J.D., Johnson S.G., MEEP: A flexible free-software package for electromagnetic simulations by the FDTD method, Computer Physics Communications, Vol. 181 (2010), 687-702

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).