DE102011050469A1

DE102011050469A1 - Insulating glass pane of e.g. window, has surface/inner side antenna that is arranged in electromagnetic radiation reflective coating-free region of plate elements for receiving and/or transmitting electromagnetic waves

Info

Publication number: DE102011050469A1
Application number: DE102011050469A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-05-18
Filing date: 2011-05-18
Publication date: 2012-11-22

Abstract

The insulating glass pane (2) has plate elements (2.1,2.2) which are coupled to each other with interior space (I). An electromagnetic radiation reflective coating (2.3) is applied inner surface of plate elements. A surface/inner side antenna (3) is arranged in coating-free region (1) of the plate elements for receiving and/or transmitting electromagnetic waves.

Description

Die Erfindung betrifft eine Glasscheibe mit zumindest einer Antenne zum Empfangen und/oder Senden elektromagnetischer Wellen, wobei die zumindest eine Antenne auf einer Oberfläche der Glassscheibe oder innerhalb der Glassscheibe angeordnet ist. The invention relates to a glass pane with at least one antenna for receiving and / or transmitting electromagnetic waves, wherein the at least one antenna is arranged on a surface of the glass pane or within the glass pane.

Die Anordnung von Antennen auf oder in einem Glaselement eines Fenster oder einer Tür ist aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. So ist zum Beispiel aus der JP 2008306399 A ein Verbundkörper aus zwei aneinander angeordneten Glassscheiben mit einer Zwischenschicht aus Kunstharz, die stoffschlüssig mittels einer Haftschicht miteinander verbunden sind, bekannt. Dabei ist eine Antenne auf einer Oberfläche der Zwischenschicht angeformt und mit der Haftschicht kontaktiert. Weiterhin ist in der Nähe der Antenne eine Durchgangsöffnung angeordnet, durch welche ein Verbindungskabel hindurchgeführt ist. Dabei ist ein Ende des Verbindungskabels mit der Antenne und ein anderes Ende mit einer äußeren Oberfläche der Zwischenschicht aus Kunstharz verbunden. The arrangement of antennas on or in a glass element of a window or door is well known in the art. So is for example from the JP 2008306399 A a composite of two juxtaposed glass sheets with an intermediate layer of synthetic resin, which are materially interconnected by means of an adhesive layer known. In this case, an antenna is integrally formed on a surface of the intermediate layer and contacted with the adhesive layer. Furthermore, a passage opening is arranged in the vicinity of the antenna, through which a connection cable is passed. In this case, one end of the connecting cable is connected to the antenna and another end to an outer surface of the intermediate layer made of synthetic resin.

Weiterhin ist aus der JP 11122023 A eine transparente Antenne bekannt, welche eine Antennten-Strahlungsschaltung und ein Koppelelement zur Stromeinspeisung umfasst und welche als Film auf einer nach außen gerichteten Oberfläche einer Fensterglasscheibe angeformt ist. Dabei ist auf einer nach innen gerichteten Oberfläche der Fensterglasscheibe ein Reflektorfilm angeordnet, welcher ebenfalls eine entsprechende Schaltung und ein Kopplungselement umfasst. Das Kopplungselement des Reflektors ist dabei mit dem Kopplungselement der Antenne kapazitiv verbunden. Das Koppelelement des Reflektors ist darüber hinaus mit einer Funkausrüstung verbunden. Furthermore, from the JP 11122023 A a transparent antenna is known, which comprises an antenna radiation circuit and a coupling element for supplying power and which is formed as a film on an outwardly facing surface of a window glass pane. In this case, a reflector film is arranged on an inwardly directed surface of the window glass pane, which likewise comprises a corresponding circuit and a coupling element. The coupling element of the reflector is connected capacitively to the coupling element of the antenna. The coupling element of the reflector is also connected to a radio equipment.

Ferner ist aus der EP 1 764 859 A1 eine Scheibenantenne bekannt, welche ein Glassubstrat, ein Antennenmuster und ein Grundmuster umfasst, welches von dem Antennenmuster abgestrahlte Funkwellen reflektiert. Dabei sind entweder das Antennenmuster oder das Grundmuster oder beide Muster innerhalb des Glassubstrates angeordnet. Furthermore, from the EP 1 764 859 A1 a glass antenna comprising a glass substrate, an antenna pattern and a basic pattern which reflects radio waves radiated from the antenna pattern. In this case, either the antenna pattern or the basic pattern or both patterns are arranged within the glass substrate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Glasscheibe mit zumindest einer Antenne zum Empfangen und/oder Senden elektromagnetischer Wellen anzugeben. The invention is based on the object of specifying a comparison with the prior art improved glass with at least one antenna for receiving and / or transmitting electromagnetic waves.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Glasscheibe gelöst, welche die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. The object is achieved by a glass sheet, which has the features specified in claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Bei einer Glasscheibe mit zumindest einer Antenne zum Empfangen und/oder Senden elektromagnetischer Wellen und einer Energieversorgungsquelle ist die zumindest eine Antenne auf einer Oberfläche einer Glassscheibe oder innerhalb der Glassscheibe angeordnet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Glasscheibe als Isolierglasscheibe ausgebildet ist, welche aus zwei miteinander unter Ausbildung eines Innenraums gekoppelten Scheibenelementen gebildet ist, wobei auf zumindest einer dieser Scheibenelemente zumindest abschnittsweise eine elektromagnetische Strahlung reflektierende Beschichtung aufgebracht ist und auf zumindest einer Oberfläche dieses Scheibenelements in einem beschichtungslosen Bereich zumindest eine Antenne aufgebracht ist. In a glass pane having at least one antenna for receiving and / or transmitting electromagnetic waves and a power supply source, the at least one antenna is arranged on a surface of a glass pane or within the glass pane. According to the invention, the glass pane is formed as an insulating glass pane, which is formed from two disk elements coupled to form an interior space, wherein at least one of these disk elements at least partially a electromagnetic radiation reflective coating is applied and on at least one surface of this disk element in a coating-free Area is applied at least one antenna.

Die Isolierglasscheibe ermöglicht beispielsweise einen zumindest abschnittsweise transparenten Verschluss einer Raum- und/oder Gebäudeöffnung. Mittels der eine elektromagnetische Strahlung reflektierenden Beschichtung kann dabei Wärme in einem Innenbereich eines Gebäudes gehalten werden, so dass sich die Isolierglasscheibe als besonders energiesparend auszeichnet. Diese Beschichtung erschwert allerdings die Übertragung elektromagnetischer Wellen, z.B. Mobilfunk und/oder drahtloses Internet, durch die Isolierglasscheibe hindurch. Mittels der Anordnung zumindest einer Antenne in einem beschichtungslosen Bereich eines beschichteten Scheibenelements ist in vorteilhafter Weise eine Übertragung elektromagnetischer Wellen durch die Isolierglasscheibe hindurch, bei gleichzeitiger Erhaltung der Wärmedämmungsfunktion der Isolierglasscheibe, möglich. Damit können Funkgeräte, z.B. ein Mobilfunkgerät oder ein Computer mit einer WLAN(= wireless local area network)-Schnittstelle, sowohl in einem Innenbereich eines Gebäudes elektromagnetische Wellen von einem Außenbereich eines Gebäudes empfangen und/oder in diesen Außenbereich senden als auch in diesem Außenbereich elektromagnetische Wellen von einem Innenbereich des Gebäudes empfangen und/oder in diesen Innenbereich senden. Alternativ können die Isolierglasscheibe oder ein Scheibenelement oder eine Oberfläche eines Scheibenelements auch mehrere Antennen aufweisen, welche entweder gemeinsam in einem beschichtungslosen Bereich oder jeweils in einem separaten beschichtungslosen Bereich angeordnet sind. The insulating glass pane allows, for example, an at least partially transparent closure of a room and / or building opening. By means of the coating which reflects an electromagnetic radiation, it is possible to hold heat in an interior region of a building, so that the insulating glass pane is distinguished as being particularly energy-saving. However, this coating makes it difficult to transmit electromagnetic waves, e.g. Mobile and / or wireless Internet, through the insulating glass pane. By means of the arrangement of at least one antenna in a coating-free region of a coated disk element is advantageously a transmission of electromagnetic waves through the insulating glass pane, while maintaining the thermal insulation function of the insulating glass, possible. Thus, radios, e.g. a mobile device or a computer with a WLAN (= wireless local area network) interface, both in an interior of a building receive electromagnetic waves from an outdoor area of a building and / or send to this outdoor area and in this outdoor area electromagnetic waves from an interior of the building Receive building and / or send in this interior. Alternatively, the insulating glass pane or a disk element or a surface of a disk element can also have a plurality of antennas, which are arranged either together in a coating-free region or in a separate coating-free region.

Weiterhin kann die Isolierglasscheibe alternativ auch in einem Fahrzeug, z.B. als Heckscheibe, Frontscheibe oder Seitenscheibe, angeordnet sein. Furthermore, the insulating glass pane can alternatively also be used in a vehicle, e.g. be arranged as a rear window, windscreen or side window.

Die eine elektromagnetische Strahlung reflektierende Beschichtung umgibt die Antenne in einem vorgebbaren Abstand. Der vorgebbare Abstand ist dabei über die Größe des beschichtungslosen Bereichs bestimmt, in welchem die zumindest eine Antenne angeordnet ist. Die eine elektromagnetische Strahlung reflektierende Beschichtung ist üblicherweise eine Metalldampfbeschichtung und somit elektrisch leitend. Da die Antenne zum Senden von elektromagnetischen Wellen vorzugsweise von einem Nichtleiter umgeben ist, muss der beschichtungslose Bereich hinreichend groß gewählt werden. Beispielsweise weist die Antenne eine Breite von 6,5cm und eine Länge von 14,7cm und der beschichtungslose Bereich eine Breite und Länge von jeweils 30cm auf. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind Länge und Breite des beschichtungslosen Bereichs derart dimensioniert, dass diese zwar noch größer als die Länge und Breite der Antenne sind, aber der Abstand der eine elektromagnetische Strahlung reflektierenden Beschichtung zur Antenne minimal ist. Damit ist die Wärmedämmungsfunktion der Isolierglasscheibe bei gleichzeitiger Sicherstellung der Funkübertragung mittels der Antenne in gewinnbringender Weise verbesserbar. The electromagnetic radiation reflecting coating surrounds the antenna in a predetermined distance. The predefinable distance is determined by the size of the coating-free region in which the at least one antenna is arranged. The coating which reflects an electromagnetic radiation is usually a metal vapor coating and thus electrically conductive. Since the antenna for transmitting electromagnetic waves is preferably surrounded by a non-conductor, the coating-free region must be chosen to be sufficiently large. For example, the antenna has a width of 6.5cm and a length of 14.7cm and the non-coating area has a width and length of 30cm each. In a preferred embodiment of the invention, the length and width of the coating-free region are dimensioned such that they are even larger than the length and width of the antenna, but the distance of the electromagnetic radiation-reflecting coating to the antenna is minimal. Thus, the thermal insulation function of the insulating glass pane while ensuring the radio transmission by means of the antenna in a profitable manner can be improved.

Zum Senden von elektromagnetischen Wellen weist die Antenne zwei entgegen gesetzte Hauptabstrahlrichtungen auf, welche jeweils senkrecht zur Oberfläche des Scheibenelements verlaufen. Damit ist es in vorteilhafter Art und Weise möglich, sowohl in einen Innenbereich als auch in einen Außenbereich eines Gebäudes und/oder Fahrzeugs gleichzeitig elektromagnetische Wellen zu senden, wobei die elektromagnetischen Wellen in Nutzstrahlrichtung und nicht beispielsweise in Richtung eines Rahmens der Glasscheibe gestrahlt werden. Zusätzlich ist es möglich, dass die Hauptabstrahlrichtungen mittels einer entsprechenden Antennenschaltung phasenverschoben aktivierbar sind. For transmitting electromagnetic waves, the antenna has two opposite main radiation directions, which each extend perpendicular to the surface of the disk element. Thus, it is possible in an advantageous manner to transmit electromagnetic waves both simultaneously to an interior area and to an exterior area of a building and / or vehicle, the electromagnetic waves being radiated in the direction of the useful jet and not, for example, in the direction of a frame of the glass pane. In addition, it is possible that the main emission directions can be activated out of phase by means of a corresponding antenna circuit.

Zur Veränderung einer Richtungscharakteristik, z.B. wenn die Antenne nur in Richtung eines Innenbereichs oder eines Außenbereichs, z.B. eines Gebäudes und/oder Fahrzeugs, elektromagnetische Wellen senden soll, ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auf einer der Antenne gegenüberliegenden Oberfläche eines Scheibenelements zumindest ein Reflektor aufgebracht. Vorzugsweise ist der Reflektor dabei auf einer dem Innenraum der Isolierglasscheibe zugewandten Oberfläche des Scheibenelements und direkt der Antenne gegenüberliegend angeordnet. Der Reflektor reflektiert dabei die mittels der Antenne gesendeten elektromagnetischen Wellen in der Hauptabstrahlrichtung, in welcher die elektromagnetischen Wellen lotrecht auf den Reflektor treffen. Damit ist zusätzlich eine Strahlstärke in der anderen Hauptabstrahlrichtung und somit ein Antennengewinn vergrößerbar. Zudem kann somit eine Senkung der Belastung durch elektromagnetische Wellen auf den Organismus erzielt werden. For changing a directional characteristic, e.g. if the antenna is directed only towards an interior or exterior, e.g. a building and / or vehicle to transmit electromagnetic waves, at least one reflector is applied in a preferred embodiment of the invention on a surface opposite the antenna of a disc element. In this case, the reflector is preferably arranged on a surface of the disk element facing the interior of the insulating glass pane and directly opposite the antenna. The reflector thereby reflects the electromagnetic waves transmitted by the antenna in the main emission direction, in which the electromagnetic waves strike the reflector perpendicularly. This is in addition a beam strength in the other main emission and thus an antenna gain can be increased. In addition, thus, a reduction in the burden of electromagnetic waves on the organism can be achieved.

In einer ersten bevorzugten Ausführungsform sind auf den dem Innenraum zugewandten Oberflächen beider Scheibenelemente jeweils zumindest eine Antenne und zumindest ein Reflektor aufgebracht, wobei jeweils eine auf der Oberfläche des einen Scheibenelements aufgebrachte Antenne und ein auf der Oberfläche des anderen Scheibenelements aufgebrachter Reflektor sich gegenüberliegend angeordnet sind. Beispielsweise sind auf einer dem Innenraum zugewandten Oberfläche eines der Scheibenelemente eine erste Antenne und ein erster Reflektor horizontal nebeneinander angeordnet. Auf einer dem Innenraum zugewandten Oberfläche des anderen Scheibenelements sind eine zweite Antenne und ein zweiter Reflektor, wie zuvor beschrieben, angeordnet. Die erste Antenne ist dabei dem zweiten Reflektor und die zweite Antenne dem ersten Reflektor direkt gegenüberliegend angeordnet. Diese Anordnung kann um weitere Antennen und Reflektoren erweitert werden. In a first preferred embodiment, in each case at least one antenna and at least one reflector are applied to the surfaces of both disk elements facing the interior, wherein in each case one antenna applied to the surface of the one disk element and one reflector applied to the surface of the other disk element are arranged opposite one another. For example, a first antenna and a first reflector are arranged horizontally next to each other on a surface facing the interior of one of the disk elements. On a surface of the other disk element facing the interior, a second antenna and a second reflector, as described above, are arranged. The first antenna is the second reflector and the second antenna arranged directly opposite the first reflector. This arrangement can be extended by additional antennas and reflectors.

Die Antennen sind dabei miteinander gekoppelt, wobei zwischen zumindest zwei Antennen eine aktive Verstärkereinrichtung geschaltet ist, mittels welcher Verluste durch die Kopplung kompensierbar sind. The antennas are coupled to each other, wherein between at least two antennas, an active amplifier means is connected, by means of which losses can be compensated by the coupling.

Zur Energieversorgung der Verstärkereinrichtung ist auf einer Oberfläche eines Scheibenelements der Isolierglasscheibe eine weitere Energieversorgungsquelle zur Energieversorgung der Verstärkereinrichtung angeordnet. Beispielsweise ist die Energieversorgungsquelle als eine Solarzelle ausgebildet. Alternativ eignen sich auch Akkumulatoren oder eine externe Stromversorgung, so dass die Verstärkereinrichtung auch bei keiner oder nur sehr wenig Sonnenstrahlung, z.B. in der Nacht oder im Winter, betriebsbereit ist. For supplying energy to the amplifier device, a further energy supply source for supplying power to the amplifier device is arranged on a surface of a disk element of the insulating glass pane. For example, the power source is formed as a solar cell. Alternatively, accumulators or an external power supply are also suitable, so that the amplifier device can be used even with little or no solar radiation, e.g. at night or in winter, ready to go.

In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform sind auf den dem Innenraum zugewandten Oberflächen beider Glasscheiben jeweils zumindest eine Antenne aufgebracht, wobei jeweils eine auf der Oberfläche der einen Glasscheibe aufgebrachte Antenne und eine auf der Oberfläche der anderen Glasscheibe aufgebrachte Antenne sich gegenüberliegend angeordnet sind. Die Antennen werden dabei phasenverschoben gespeist, um die zu sendenden elektromagnetischen Wellen entweder in einen Innenbereich oder in einen Außenbereich z.B. eines Gebäudes und/oder Fahrzeugs zu lenken. Da die Antennen sich jeweils direkt gegenüberliegend angeordnet sind, überlagern sich die gesendeten elektromagnetischen Wellen der Antennen, so dass entweder eine Auslöschung bei entgegen gesetzten Hauptabstrahlrichtungen oder eine Verstärkung bei gleich gerichteten Hauptabstrahlrichtungen der Antennen erfolgt. Damit ist es in vorteilhafter Art und Weise möglich, dass die Antennen sowohl in einen Außenbereich als auch in einen Innenbereich z.B. eines Gebäudes und/oder Fahrzeugs senden, wobei eine Richtcharakteristik der Antennen veränderbar ist. In a second preferred embodiment, in each case at least one antenna is applied to the surfaces of both glass panes facing the interior, wherein in each case one antenna applied to the surface of one glass pane and one antenna applied to the surface of the other glass pane are arranged opposite one another. The antennas are fed out of phase in order to direct the electromagnetic waves to be transmitted either into an interior area or into an outside area, for example of a building and / or vehicle. Since the antennas are arranged directly opposite each other, the transmitted electromagnetic waves of the antennas are superimposed, so that either an extinction in opposite main emission directions or a gain in the same direction of the main emission directions of the antennas takes place. Thus, it is possible in an advantageous manner that the antennas both in an outdoor area and in an indoor area such as a Send building and / or vehicle, wherein a directional characteristic of the antennas is changeable.

Die Antenne kann dabei als eine Schlitzantenne oder als ein Schlitzstrahler ausgebildet sein, welcher aus einer elektrisch leitfähigen Beschichtung mit einer zentrierten Unterbrechung dieser Beschichtung in Form eines Schlitzes ausgebildet ist. Schlitzantennen zeichnen sich durch eine hohe Robustheit und kosteneffizienter Herstellung aus. The antenna may be formed as a slot antenna or as a slot radiator, which is formed from an electrically conductive coating with a centered interruption of this coating in the form of a slot. Slot antennas are characterized by a high level of robustness and cost-efficient production.

Alternativ ist die zumindest eine Antenne als eine Patchantenne ausgebildet. Patchantennen werden bevorzugt in Mobilfunkgeräten und WLAN-Baugruppen angeordnet und zeichnen sich durch einen hohen Wirkungsgrad aus. Alternatively, the at least one antenna is designed as a patch antenna. Patch antennas are preferably arranged in mobile devices and WLAN modules and are characterized by a high degree of efficiency.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Embodiments of the invention will be explained in more detail below with reference to a drawing.

Darin zeigen: Show:

1 schematisch einen beschichtungslosen Bereich einer Glasscheibe mit einer Antenne. 1 schematically a coating-free area of a glass pane with an antenna.

2 schematisch eine Glasscheibe in Schnittdarstellung. Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. 2 schematically a glass sheet in sectional view. Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

1 zeigt einen beschichtungslosen Bereich 1 einer Glasscheibe 2 mit einer Antenne 3. 1 shows a coating-free area 1 a glass pane 2 with an antenna 3 ,

Die Glasscheibe 2 ist vorzugsweise als eine Isolierglasscheibe, umfassend ein erstes und zweites Scheibenelement 2.1, 2.2, mit einer eine elektromagnetische Strahlung reflektierende Beschichtung 2.3, beispielsweise eine Metalldampfbeschichtung, ausgebildet und in 2 näher dargestellt und beschrieben. The glass pane 2 is preferably as an insulating glass pane, comprising a first and second disk element 2.1 . 2.2 , with a coating reflecting an electromagnetic radiation 2.3 , For example, a metal vapor coating, formed and in 2 shown and described in detail.

Der beschichtungslose Bereich 1 ist innerhalb der eine elektromagnetische Strahlung reflektierende Beschichtung 2.3 angeordnet und in Länge und Breite größer dimensioniert als die Antenne 3. The coatingless area 1 is within the electromagnetic radiation reflecting coating 2.3 arranged and sized larger in length and width than the antenna 3 ,

Die Antenne 3 ist demzufolge innerhalb des beschichtungslosen Bereichs 1 angeordnet und im vorliegenden Ausführungsbeispiel als eine Schlitzantenne ausgebildet, welche aus einer elektrisch leitfähigen Beschichtung 3.1, die eine im Wesentlichen rechteckige Form aufweist, einem innerhalb dieser Beschichtung 3.1 angeordneten Schlitz 3.2, sowie zwei Kontaktelementen 3.3, welche in einem dem Schlitz 3.2 zugewandten Randbereich der Beschichtung 3.1 angeordnet sind, gebildet ist. Vorzugsweise ist die Antenne 3 reziprok ausgebildet. The antenna 3 is therefore within the coating-free area 1 arranged and formed in the present embodiment as a slot antenna, which consists of an electrically conductive coating 3.1 which has a substantially rectangular shape, one within this coating 3.1 arranged slot 3.2 , as well as two contact elements 3.3 which is in a slot 3.2 facing edge region of the coating 3.1 are arranged, is formed. Preferably, the antenna is 3 reciprocally trained.

Beispielsweise kann die Antenne 3 für einen Betrieb bei 2,45 GHz eingesetzt werden. Für diese Frequenz ergeben sich beispielsweise folgende Abmessungen: Eine Breite der Beschichtung 3.1 der Antenne 3 ist ungefähr 6,5cm und deren Länge ungefähr 14,7cm, eine Länge des Schlitzes 3.2 ist ungefähr 5,6 cm und dessen Breite ungefähr 0,86 cm. Eine Länge und Breite des beschichtungslosen Bereichs 1 ist z.B. jeweils ungefähr 30cm. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind Länge und Breite des beschichtungslosen Bereichs 1 verkleinert, z.B. mit einer Breite von ungefähr 22cm und einer Länge von ungefähr 25cm. Damit ist die Wärmedämmungsfunktion der Glasscheibe 2 bei gleichzeitiger Sicherstellung der Funkübertragung mittels der Antenne 3 in Gewinn bringender Weise verbesserbar. For example, the antenna 3 be used for operation at 2.45 GHz. For example, the following dimensions result for this frequency: A width of the coating 3.1 the antenna 3 is about 6.5cm and its length is about 14.7cm, a length of the slot 3.2 is about 5.6 cm and its width is about 0.86 cm. A length and width of the no-coating area 1 For example, each is about 30cm. In a preferred embodiment of the invention, the length and width of the coatingless area 1 reduced in size, for example, with a width of about 22cm and a length of about 25cm. This is the thermal insulation function of the glass 2 while ensuring the radio transmission by means of the antenna 3 in a profitable manner.

Der Schlitz 3.2 der Antenne 3 ist als eine Unterbrechung der Beschichtung 3.1 ausgebildet und strahlt in einem bestimmten Winkel gebündelte elektromagnetische Wellen ab und empfängt diese ebenso. Die Antenne 3 wird dazu mit einem Signal erregt, welches mittels einer Energieversorgungsquelle, z.B. eine Mikro-Empfänger-Sendervorrichtung generiert und über eine nicht näher dargestellte Leitung mit Hilfe der Kontaktelemente 3.3 an die Antenne 3 übertragen wird. The slot 3.2 the antenna 3 is as an interruption of the coating 3.1 trained and radiates bundled electromagnetic waves at a certain angle and receives them as well. The antenna 3 For this purpose, it is excited with a signal which is generated by means of a power supply source, for example a micro-receiver transmitter device, and via a line, not shown, with the aid of the contact elements 3.3 to the antenna 3 is transmitted.

Zum Abstrahlen solcher elektromagnetischen Wellen weist die Antenne 3 zwei entgegen gesetzte Hauptabstrahlrichtungen auf, welche jeweils senkrecht zur Oberfläche des Scheibenelements 2.1, 2.2 verlaufen, so dass die elektromagnetischen Wellen in Nutzstrahlrichtung und nicht beispielsweise in Richtung eines Rahmens der Glasscheibe 2 abgestrahlt werden. Beispielsweise kann somit die Antenne 3 elektromagnetische Wellen in einen Innenbereich IB und einen Außenbereich AB eines Gebäudes und/oder Fahrzeugs gleichzeitig abstrahlen. Damit können Funkgeräte, z.B. ein Mobilfunkgerät oder ein Computer mit einer WLAN(= wireless local area network)-Schnittstelle, sowohl in einem Innenbereich IB, z.B. eines Gebäudes, elektromagnetische Wellen von einem Außenbereich AB z.B. eines Gebäudes empfangen und/oder in diesen Außenbereich AB senden als auch in diesem Außenbereich AB elektromagnetische Wellen von einem Innenbereich IB, z.B. eines Gebäudes, empfangen und/oder in diesen Innenbereich IB senden. For radiating such electromagnetic waves, the antenna 3 two opposite main emission directions, each perpendicular to the surface of the disk element 2.1 . 2.2 run so that the electromagnetic waves in the direction of the effective beam and not, for example, in the direction of a frame of the glass 2 be radiated. For example, thus the antenna 3 radiate electromagnetic waves into an indoor area IB and an outdoor area AB of a building and / or vehicle at the same time. Thus, radios, such as a mobile device or a computer with a WLAN (= wireless local area network) interface, both in an interior of IB, eg a building, electromagnetic waves from an outdoor area AB, for example, receive a building and / or in this outdoor area AB send as well as in this outdoor area AB electromagnetic waves from an indoor area IB, for example, receive a building, and / or send in this indoor area IB.

Zur Veränderung einer Richtungscharakteristik der Antenne 3, z.B. wenn die Antenne 3 nur in Richtung des Innenbereichs IB oder des Außenbereichs AB eines Gebäudes und/oder Fahrzeugs elektromagnetische Wellen abstrahlen soll, ist in einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung auf einer der Antenne 3 gegenüberliegenden Oberfläche eines der Scheibenelemente 2.1, 2.2 zumindest ein Reflektor in Form einer Beschichtung aufgebracht, wobei der Reflektor nicht von einem beschichtungslosen Bereich 3.1 umgeben sein muss. Vorzugsweise ist der Reflektor dabei auf einer dem Innenraum I der Glasscheibe 2 zugewandten Oberfläche eines der Scheibenelemente 2.1, 2.2 und direkt der Antenne 3 gegenüberliegend angeordnet. Der Reflektor reflektiert dabei die mittels der Antenne 3 gesendeten elektromagnetischen Wellen in einer Hauptabstrahlrichtung, in welcher die elektromagnetischen Wellen lotrecht auf den Reflektor treffen. Damit ist zusätzlich eine Strahlstärke in der anderen Hauptabstrahlrichtung der Antenne 3 und somit ein Antennengewinn vergrößerbar. For changing a directional characteristic of the antenna 3 eg if the antenna 3 is intended to radiate electromagnetic waves only in the direction of the inner area IB or the outer area AB of a building and / or vehicle, is in an embodiment, not shown, of the invention on one of the antenna 3 opposite surface of one of the disc elements 2.1 . 2.2 at least one reflector applied in the form of a coating, wherein the reflector is not of a coatingless area 3.1 must be surrounded. Preferably, the reflector is on a the interior of the glass pane I 2 facing surface of one of the disc elements 2.1 . 2.2 and directly to the antenna 3 arranged opposite. The reflector reflects the means of the antenna 3 transmitted electromagnetic waves in a main emission direction, in which the electromagnetic waves meet perpendicular to the reflector. This is in addition a beam strength in the other main emission of the antenna 3 and thus an antenna gain can be increased.

Die Antenne 3 kann alternativ auch als eine Patchantenne ausgebildet sein. The antenna 3 may alternatively be formed as a patch antenna.

2 zeigt schematisch eine als Isolierglasscheibe ausgebildete Glasscheibe 2 in Schnittdarstellung. 2 schematically shows a glass sheet designed as insulating glass 2 in section.

Die Glasscheibe 2 umfasst ein erstes und ein zweites Scheibenelement 2.1, 2.2, welche unter Ausbildung eines Innenraums I miteinander gekoppelt sind. Der Innenraum I ist dabei üblicherweise mit Luft oder Gas, z.B. Argongas, gefüllt. The glass pane 2 comprises a first and a second disc element 2.1 . 2.2 , which are coupled to form an interior I with each other. The interior I is usually filled with air or gas, eg argon gas.

Die Glasscheibe 2 ermöglicht beispielsweise einen zumindest abschnittsweise transparenten Verschluss einer Raum- und/oder Gebäudeöffnung. Dabei ist auf einer dem Innenraum I zugewandten Oberfläche des zweiten Scheibenelements 2.2 die eine elektromagnetische Strahlung reflektierende Beschichtung 2.3 aufgebracht, mittels der vorzugsweise Wärme in einem Innenraum eines Gebäudes und/oder Fahrzeugs gehalten wird, so dass sich die Glasscheibe 2 als besonders energiesparend auszeichnet. Zusätzlich kann auch auf der dem Innenraum I zugewandten Oberfläche des ersten Scheibenelements 2.1 die eine elektromagnetische Strahlung reflektierende Beschichtung 2.3 aufgebracht sein. The glass pane 2 allows, for example, an at least partially transparent closure of a room and / or building opening. It is on a the interior I facing surface of the second disc element 2.2 the electromagnetic radiation reflecting coating 2.3 applied, by means of which heat is preferably held in an interior of a building and / or vehicle, so that the glass pane 2 characterized as particularly energy-saving. In addition, on the interior I facing surface of the first disc element 2.1 the electromagnetic radiation reflecting coating 2.3 be upset.

Eine Anordnung von Antennen 3 und/oder Reflektoren in oder auf der Glasscheibe 2 kann dabei auf verschiedene Art und Weisen erfolgen. Im Folgenden werden einige Ausführungsbeispiele näher erläutert. An array of antennas 3 and / or reflectors in or on the glass 2 can be done in different ways. In the following, some embodiments will be explained in more detail.

In einem ersten Ausführungsbeispiel ist auf einer ersten Position POS1 eine Antenne 3 und auf einer zweiten Position POS2 eine weitere Antenne 3 in Form einer elektrisch leitfähigen Beschichtung 3.1 aufgebracht. Die erste Position POS1 befindet sich dabei auf einer dem Innenraum I zugewandten Oberfläche des ersten Scheibenelements 2.1 und die zweite Position POS2 auf einer dem Innenraum I zugewandten Oberfläche des zweiten Scheibenelements 2.2. Die Positionen POS1, POS2 sind dabei jeweils als ein flächiger Bereich zu verstehen. In a first embodiment, an antenna is at a first position POS1 3 and at a second position POS2 another antenna 3 in the form of an electrically conductive coating 3.1 applied. The first position POS1 is located on a surface of the first disk element facing the interior I 2.1 and the second position POS2 on a surface facing the interior I of the second disc element 2.2 , The positions POS1, POS2 are each to be understood as a planar area.

Die Beschichtungen 3.1 erhalten jeweils eine Strukturierung, woraus sich eine bestimmte Antennenart, z.B. Schlitzantenne, Patchantenne, ergibt. Dabei ist es möglich, dass die Antenne 3 auf der ersten Position POS1 als eine Schlitzantenne und die weitere Antenne 3 auf der zweiten Position POS als eine Patchantenne ausgebildet ist. The coatings 3.1 each receive a structuring, resulting in a particular type of antenna, such as slot antenna, patch antenna results. It is possible that the antenna 3 in the first position POS1 as a slot antenna and the other antenna 3 is formed on the second position POS as a patch antenna.

Die Antenne 3 auf der ersten Position POS1 strahlt dabei in Richtung des Außenbereichs AB der Glasscheibe 2 und die weitere Antenne 3 auf der zweiten Position POS2 in Richtung des Innenbereichs IB. The antenna 3 in the first position POS1 radiates in the direction of the outer area AB of the glass pane 2 and the other antenna 3 in the second position POS2 towards the interior IB.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel befindet sich auf der ersten Position POS1 eine als Patchantenne ausgebildete Antenne 3 und auf der zweiten Position POS2 ein Reflektor, welcher in Form einer Beschichtung auf die Oberfläche aufgebracht ist. Die Antenne und der Reflektor werden dabei mittels eines nicht näher dargestellten Innen- und Außenleiters, z.B. Streifenleitungen am Rand der Glasscheibe 2, mit Energie versorgt, so dass eine modifizierte Form einer Patchantenne entsteht. In a second exemplary embodiment, an antenna designed as a patch antenna is located on the first position POS1 3 and in the second position POS2 a reflector, which is applied in the form of a coating on the surface. The antenna and the reflector are thereby by means of an inner and outer conductor, not shown, for example, strip lines on the edge of the glass 2 , energized, resulting in a modified form of patch antenna.

Weiterhin liegt eine reziproke Anordnung der Medien Glas und Innenraummedium vor, durch welche die Richtcharakteristik der Antenne 3 verbessert wird. Das Medium mit der höheren Dielektrizitätskonstante (in diesem Fall das Glas) befindet sich in Hauptstrahlrichtung und bündelt somit die elektromagnetischen Wellen in diese Richtung, wodurch in vorteilhafter Weise eine Erhöhung eines Antennengewinns erzielbar ist. Furthermore, there is a reciprocal arrangement of the media glass and interior space medium, through which the directional characteristic of the antenna 3 is improved. The medium with the higher dielectric constant (in this case, the glass) is in the main beam direction and thus bundles the electromagnetic waves in this direction, whereby advantageously an increase in antenna gain is achievable.

Das zweite Ausführungsbeispiel kann in vorteilhafter Weise derart erweitert werden, dass die zuvor beschriebene Anordnung zweifach vorliegt. Dies bedeutet, dass eine weitere Antenne 3 zusammen mit dem Reflektor auf der zweiten Position POS angeordnet ist. Beispielsweise ist die weitere Antenne 3 horizontal neben dem Reflektor angeordnet. Auf der ersten Position POS1 ist ein weiterer Reflektor zusammen mit der Antenne 3 angeordnet. Dabei sind die weitere Antenne 3 auf der zweiten Position POS1 und der weitere Reflektor auf der ersten Position POS1 sich direkt gegenüberliegend angeordnet. Die Antennen 3 strahlen mittels der Anordnung von Reflektoren jeweils in nur eine Richtung, wobei die Abstrahlrichtungen entgegen gesetzt sind. Damit werden sowohl in den Innenbereich IB als auch in den Außenbereich AB elektromagnetische Wellen abgestrahlt Vorzugsweise sind die Antennen 3 reziprok ausgebildet. The second embodiment can be advantageously extended so that the arrangement described above is duplicated. This means that another antenna 3 is arranged together with the reflector in the second position POS. For example, the other antenna 3 arranged horizontally next to the reflector. In the first position POS1 is another reflector together with the antenna 3 arranged. Here are the other antenna 3 at the second position POS1 and the further reflector at the first position POS1 are arranged directly opposite one another. The antennas 3 radiate by means of the arrangement of reflectors in each case in only one direction, wherein the emission directions are opposite. As a result, electromagnetic waves are radiated both into the inner area IB and into the outer area AB. The antennas are preferably radiated 3 reciprocally trained.

Sofern beide Scheibenelemente 2.1, 2.2 eine eine elektromagnetische Strahlung reflektierende Beschichtung 2.3 aufweisen, sind die beschichtungslosen Bereiche 1 in denen die Antennen 3 angeordnet sind, dabei jeweils so positioniert, dass ihr die eine elektromagnetische Strahlung reflektierende Beschichtung 2.3 unmittelbar gegenüberliegt. Somit wird erreicht, dass keine direkte Transmission für Wärmestrahlung erfolgt und trotzdem eine sichere Funkverbindung durch diese Glasscheibe 2 sichergestellt ist. If both disc elements 2.1 . 2.2 a coating reflecting an electromagnetic radiation 2.3 have, are the coating-free areas 1 in which the antennas 3 are arranged, in each case positioned so that its one electromagnetic radiation reflective coating 2.3 directly opposite. This ensures that there is no direct transmission for heat radiation and still a secure radio connection through this glass 2 is ensured.

Die Antennen 3 sind miteinander gekoppelt, wobei zwischen zumindest zwei Antennen 3 eine nicht näher dargestellte, aktive Verstärkereinrichtung geschaltet ist, mittels welcher Verluste durch die Kopplung kompensiert werden. The antennas 3 are coupled together, with at least two antennas 3 a not shown, active amplifier means is connected, by means of which losses are compensated by the coupling.

Zur Energieversorgung der Verstärkereinrichtung ist auf einer Oberfläche eines der Scheibenelemente 2.1, 2.2 eine weitere Energieversorgungsquelle zur Energieversorgung der Verstärkereinrichtung angeordnet. Beispielsweise ist die Energieversorgungsquelle als eine Solarzelle ausgebildet. Alternativ eignen sich auch Akkumulatoren oder eine externe Stromversorgung, so dass die Verstärkereinrichtung auch dann bei keiner oder nur sehr wenig Sonnenstrahlung, z.B. nachts oder im Winter, optimal in Betrieb ist. To power the amplifier means is on a surface of one of the disc elements 2.1 . 2.2 arranged a further power source for supplying power to the amplifier device. For example, the power source is formed as a solar cell. Alternatively, accumulators or an external power supply, so that the amplifier device is optimally in operation even with no or very little solar radiation, eg at night or in winter.

Auch ist eine Kombination aus einer Solarzelle und einem Akkumulator denkbar, so dass eine längere Akkuentladedauer erzielt werden kann. Also, a combination of a solar cell and an accumulator is conceivable, so that a longer battery discharge time can be achieved.

In einem dritten Ausführungsbeispiel sind die Antennen 3 und Reflektoren äquivalent zum zweiten Ausführungsbeispiel angeordnet. Die Antennen 3 sind hier jeweils als Schlitzantennen ausgebildet. In a third embodiment, the antennas 3 and reflectors arranged equivalent to the second embodiment. The antennas 3 are each formed here as slot antennas.

Alternativ können auch weitere Antennenformen, welche in Form einer Beschichtung auf eine Glasscheibe 2 aufbringbar sind, verwendet werden. Alternatively, other antenna forms, which take the form of a coating on a glass pane 2 can be used.

In einem vierten Ausführungsbeispiel sind zwei Antennen 3 sich direkt gegenüberliegend angeordnet, sodass es durch Überlagerung der elektromagnetischen Wellen zur Verstärkung oder Auslöschung in einer bestimmten Richtung kommt. Dies bedeutet, dass eine Antenne 3 auf der ersten Position POS1 und eine weitere Antenne 3 auf der zweiten Position POS2 derart angeordnet sind, dass dieses sich unmittelbar gegenüberliegen. In a fourth embodiment, two antennas 3 arranged directly opposite each other so that it comes to superimpose the electromagnetic waves for amplification or extinction in a certain direction. This means that an antenna 3 in the first position POS1 and another antenna 3 are arranged on the second position POS2 such that they are directly opposite.

Vorzugsweise weisen dazu die Antennen 3 jeweils zwei entgegen gesetzte Hauptabstrahlrichtungen auf, welche unterschiedlich aktivierbar sind. Die Antennen 3 werden dabei phasenverschoben gespeist, um die zu sendenden elektromagnetischen Wellen entweder in den Innenbereich IB oder in den Außenbereich IB abzustrahlen. Da die Antennen 3 sich jeweils direkt gegenüberliegend angeordnet sind, überlagern sich die gesendeten elektromagnetischen Wellen der Antennen 3, so dass entweder eine Auslöschung bei entgegen gesetzten Hauptabstrahlrichtungen oder zur Verstärkung bei gleich gerichteten Hauptabstrahlrichtungen der Antennen 3 erfolgt. Preferably, the antennas have to 3 in each case two opposite main emission directions, which can be activated differently. The antennas 3 are fed out of phase in order to emit the electromagnetic waves to be transmitted either in the inner area IB or in the outer area IB. Because the antennas 3 are arranged directly opposite each other, superimpose the transmitted electromagnetic waves of the antennas 3 such that either an extinction in opposite main radiation directions or for amplification at the same direction of the main emission directions of the antennas 3 he follows.

Damit ist in vorteilhafter Weise eine Richtcharakteristik der Antennen 3 veränderbar. This is advantageously a directional characteristic of the antennas 3 variable.

Alternativ können in allen vier Ausführungsbeispielen auch andere Positionen, wie z.B. auf einer dem Innenraum I abgewandten Oberfläche eines oder beider Scheibenelemente 2.1, 2.2, besetzt werden. Alternatively, in all four embodiments, other positions, such as on a surface facing away from the interior I of one or both disc elements 2.1 . 2.2 to be occupied.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: beschichtungsloser Bereich coatingless area
2 2: Glasscheibe pane
2.1 2.1: erstes Scheibenelement first disc element
2.2 2.2: zweites Scheibenelement second disc element
2.3 2.3: elektromagnetische Strahlung reflektierende Beschichtung electromagnetic radiation reflective coating
3 3: Antenne antenna
3.1 3.1: Beschichtung coating
3.2 3.2: Schlitz slot
3.3 3.3: Kontaktelemente contact elements
AB FROM: Außenbereich outdoors
I I: Innenraum inner space
IB IB: Innenbereich interior
POS1 POS1: erste Position first position
POS2 POS2: zweite Position second position

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

JP 2008306399 A [0002]
JP 11122023 A [0003]
EP 1764859 A1 [0004]

Claims

Glass pane ( 2 ) with at least one antenna ( 3 ) for receiving and / or transmitting electromagnetic waves and a power source, wherein the at least one antenna ( 3 ) on a surface of the glass sheet ( 2 ) or inside the glass pane ( 2 ), characterized in that the glass pane ( 2 ) is formed as an insulating glass pane, which consists of two together with the formation of an interior (I), coupled disc elements ( 2.1 . 2.2 ) is formed, wherein on at least one of these disc elements ( 2.1 . 2.2 ) at least in sections a coating reflecting an electromagnetic radiation ( 2.3 ) is applied and on at least one surface of this disc element ( 2.1 . 2.2 ) of the insulating glass pane in a coating-free area ( 1 ) at least one antenna ( 3 ) is applied.

Glass pane ( 2 ) according to claim 1, characterized in that the electromagnetic radiation reflecting coating ( 2.3 ) the antenna ( 3 ) surrounds at a predeterminable distance.

Glass pane ( 2 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the antenna ( 3 ) has two opposite main emission directions, each perpendicular to the surface of the disc element ( 2.1 . 2.2 ).

Glass pane ( 2 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that on one of the antenna ( 3 ) opposite surface of a disc element ( 2.1 . 2.2 ) at least one reflector is applied.

Glass pane ( 2 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that on the interior (I) facing surfaces of both disc elements ( 2.1 . 2.2 ) at least one antenna ( 3 ) and at least one reflector are applied, one each on the surface of one of the disk elements ( 2.1 . 2.2 ) applied antenna ( 3 ) and one on a surface of the other of the disk elements ( 2.1 . 2.2 ) applied reflector are arranged opposite one another.

Glass pane ( 2 ) according to claim 5, characterized in that the antennas ( 3 ) are coupled together, wherein between at least two antennas ( 3 ) An active amplifier device is connected.

Glass pane ( 2 ) according to claim 6, characterized by a further energy supply source for supplying power to the amplifier device, which on a surface of one of the disc elements ( 2.1 . 2.2 ) is arranged.

Glass pane ( 2 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that on the interior (I) facing surfaces of both disc elements ( 2.1 . 2.2 ) at least one antenna ( 3 ) is applied, wherein each one on the surface of the one of the disc elements ( 2.1 . 2.2 ) applied antenna ( 3 ) and one on the surface of the other of the disc elements ( 2.1 . 2.2 ) applied antenna ( 3 ) are arranged opposite one another.

Glass pane ( 2 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the at least one antenna ( 3 ) is designed as a slot radiator.

Glass pane ( 2 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the at least one antenna ( 3 ) is formed as a patch antenna.