Wpływ zastosowanej technologii i materiałów budowlanych na propagację fali elektromagnetycznej

• Autorzy: Choroszucho Agnieszka , Tymiński Jakub , Orzechowski Damian

Warianty tytułu

EN

The influence of used technology and building materials on the propagation of electromagnetic wave

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule został przedstawiony wpływ konstrukcji pomieszczenia na rozkład pola elektromagnetycznego. Wykonana analiza dotyczyła modelu pomieszczenia, w którym zastosowano dwa rodzaje ścian (wykonana z cegieł lub z żelbetu), które zależne są od projektu i zastosowanej technologii budowlanej. Wyniki odniesiono do pomieszczenia o tych samych wymiarach, ale bez wewnętrznej ściany (dzielącej pomieszczenia). Uwzględniono materiał jednorodny (cegłę) oraz złożony (beton wraz ze zbrojeniem). Do analizy numerycznej zastosowano metodę różnic skończonych w dziedzinie czasu (Finite Difference Time Domain, FDTD). Analiza dotyczyła częstotliwości stosowanej w sieciach bezprzewodowych (Wi-Fi). Wnioski wskazują, że przy podejściu makroskopowym ściany wykonane z materiału jednorodnego w przewidywalny sposób obniżają jakość sygnału. Natomiast materiał niejednorodny (żelbet) może tworzyć zaniki sygnału bądź podwyższać wartości pola E. Struktury niejednorodne wymagają dokładniejszej i wielowariantowej analizy ze względu na złożoność i różnorodność parametrów materiałowych. Celem analizy jest dokładniejsze zrozumienie zachodzących zjawisk polowych wewnątrz złożonych z różnych materiałów budowlanych pomieszczeń, co jest niezbędne przy współczesnej technologii związanej z inteligentnymi budynkami. Wyniki mogą stanowić źródło wiedzy przy ocenie problemów związanych z zanikami sygnału i wpłynąć na polepszenie jakości przesyłanych danych przy bezprzewodowej komunikacji.

EN

The article presents the influence of the room structure on the distribution of the electromagnetic field. The performed analysis concerned a model of a room in which two types of walls were used (made of bricks or reinforced concrete), which depend on the design and the construction technology used. The results were related to a room with the same dimensions but without an inner wall (dividing the rooms). The homogeneous material (brick) and composite material (concrete with reinforcement) were taken into account. The Finite Difference Time Domain (FDTD) method was used for numerical analysis. The analysis concerned the frequency used in wireless networks (Wi-Fi). The conclusions show that with the macroscopic approach, walls made of homogeneous material predictably degrade signal quality. On the other hand, non-homogeneous material (reinforced concrete) may create signal fading or increase the E-field values. Non-homogeneous structures require more precise and multi-variant analysis due to the complexity and variety of material parameters. The aim of the analysis is to better understand the field phenomena occurring inside rooms composed of various building materials, which is necessary in modern technology related to intelligent buildings. The results can be a source of knowledge when assessing problems related to signal fading and improve the quality of data transmitted in wireless communication.

Słowa kluczowe

PL

materiały budowlane; komunikacja bezprzewodowa; propagacja fali elektromagnetycznej; metoda różnic skończonych w dziedzinie czasu (FDTD)

EN

building materials; wireless communication system; electromagnetic wave propagation; finite difference time domain method (FDTD)

• Wydawca: Wydawnictwo "Druk-Art" SC
• Czasopismo: Napędy i Sterowanie
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 23, nr 6
• Strony: 86--90
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Choroszucho Agnieszka

• Wydział Elektryczny, Politechnika Białostocka

autor

Tymiński Jakub

• Wydział Elektryczny, Politechnika Białostocka

autor

Orzechowski Damian

• Wydział Elektryczny, Politechnika Białostocka

Bibliografia

• [1] Taflove A., Hagness S.C.: Computational Electrodynamics: The finite – difference time – domain method. Boston, Artech House, 2005.
• [2] Cuiñas I., García Sánchez M.: Permittivity and Conductivity Measurements of Building Materials at 5,8 GHz and 41,5 GHz. Wireless Personal Communications: An International Journal, vol. 20, no. 1.
• [3] http://www.edimax.com/edimax/au.
• [4] Duntemann J.: Przewodnik po sieciach Wi-Fi. Nakom, Poznań 2006.
• [5] http://www.amazon.com.
• [6] Choroszucho A., Butryło B.: Numeryczna analiza wpływu parametrów elektrycznych ścian wykonanych z betonu na wartości natężenia pola elektrycznego. „Przegląd Elektrotechniczny” 12/2013.
• [7] PN-EN 771-1:2006 Wymagania dotyczące elementów murowych. Cześć 1: Elementy murowe ceramiczne.
• [8] Choroszucho A., Butryło B.: The numerical analysis of the influence conductivity of clinker bricks and the size of their hollows on the distribution of the electromagnetic field. „Przegląd Elektro-techniczny” 11a/2012.
• [9] Sadiku M.N.O.: Numerical techniques in electromagnetics. CRS Press LLC. 2nd edition, 2001.
• [10] Elsherbeni A.Z., Demir V.: The Finite-Difference Time-Domain Method for Electromagnetics with MATLAB Simulations. SciTech Publishing, Inc, USA, 2009.