CN108140926B - 尤其用于轨道车辆的导电覆层的窗玻璃 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种尤其用于轨道车辆的被覆层的窗玻璃,其中覆层结构化地并且导电地实施,并且具有用于无线电信号的滤波特性,其中覆层具有导电的周期性的栅格(RG,HG)的结构,在所述栅格的中间空间中分别嵌入至少两个环状的覆层(R),使得至少两个环状的覆层(F)分别通过被覆层的面(F)填充,并且栅格(RG,HG)、环状的覆层(R)和被覆层的面(F)通过隔离区域(I)分离。以所述方式,被覆层的、结构化的窗玻璃具有滤波特性,使得允许出自和朝向布置在车辆之外的无线电通信系统的信号或信号的频率范围通过,并且截止或者非常强地衰减出自和朝向布置在车辆之内的无线电通信装置的信号或信号的频率范围。此外,满足关于隔热和遮阳特性的高的要求。

Description

尤其用于轨道车辆的导电覆层的窗玻璃
技术领域
本发明涉及一种尤其用于轨道车辆的覆层的窗玻璃,其中覆层结构化地并且导电地实施,并且具有用于无线电信号的滤波特性。
背景技术
在车辆、诸如用于客运交通的轨道车辆中,越来越强地要求当前的通信服务、诸如移动语音通信、移动数据通信等的可用性,例如基于GSM、UMTS和LTE。因此,尽可能好的接收电平和相应的接收质量在尤其公共交通的车辆、诸如火车、有轨电车等中也是受欢迎的。
良好接收的障碍在此为所述车辆中的导电覆层的窗玻璃。覆层用作为隔热和遮阳装置。当然,由窗玻璃的覆层不仅反射热辐射或太阳光线,而且反射其他电磁波,诸如用于无线电通信装置的移动通信服务的电磁波。
因此,车辆对电磁波具有高的通过衰减,并且如法拉第笼那样作用。例如,在城际特快或ICE中,衰减大约为30dB。因此,屏蔽大约为99.9%。
替代放弃或减少覆层进而减少或消除隔热和遮阳效果,从现有技术中,诸如从http://de.wikipedia.org/wiki/Intrain-Repeater中已知用于克服通过衰减的所谓的车内中继器。通过车内中继器,应改进移动终端设备(例如移动电话、平板PC、智能电话等)和无线电通信装置之间的通信,所述无线电通信装置处于车辆之外(例如移动无线电网等),并且能够实现尽可能无干扰的通信连接。
在没有车内中继器的情况下,在没有中断的情况下无干扰地使用移动通信服务或无干扰的连接仅在如下地区中是可能的,所述地区具有足够高的场强,以便克服车辆、诸如现代旅游列车的屏蔽。这通常在人口稠密地区和在火车站中是这种情况。刚好在乡村空间中,无线电通信装置、诸如基于GSM或UMTS标准的移动无线电网不那么强或密地建设。由此,在没有车内中继器的情况下不始终确保与车辆或各个车厢的无线电通信装置的相应的连接或供应。
从文献DE 195 03 892 C1中或从文献EP 2 586 610 A1中例如已知用在车辆(例如机动车等)中的窗玻璃,通过所述窗玻璃在车辆的内部空间中——即使在不使用中继器的情况下——提高用于移动终端设备(例如移动电话等)的接收电平。所述窗玻璃配备有导电的、透明的层。导电层例如借助于蒸镀施加到玻璃上并且结构化。层的结构化在此成形为,使得确定频率范围内的无线电信号能够尽可能无妨碍地通过。
为了能够在车辆、诸如德国铁路的ICE或奥地利联邦铁路的锐捷列车等中提供通信服务、尤其移动数据服务,现今例如在所述车辆中提供无线的互联网接入。对此,例如车辆或火车配设有无线局域网或WLAN技术(WLAN热点,所述WLAN热点经由服务器和陆地侧的移动无线电站与互联网连接),使得移动数据服务或无线互联网能够在火车的全部车厢中可用。当然,位于车辆之外并且使用相同频率范围的无线电通信装置的信号能够干扰车辆之内的WLAN连接的通信质量。此外,例如在车辆中提供的通信服务可能也由车辆外部使用,所述通信服务例如无偿地提供给乘客。此外,车辆之外的无线电通信装置也能够通过在车辆中安置的无线电通信系统的无线电信号干扰。
从WO 2014/166869中已知覆层的窗玻璃,其中覆层频率选择性地实施。覆层在此具有滤波特性,使得允许出自和朝向布置在车辆之外的无线电通信系统的信号或信号的频率范围通过,并且截止或非常强地衰减出自和朝向布置在车辆之内的无线电通信装置的信号或信号的频率范围。
对此,覆层具有带有结构元件的结构化部。
发明内容
本发明所基于的目的是,继续发展现有技术。
所述目的的解决方案借助根据权利要求1的覆层的窗玻璃来实现。
有利的设计方案在从属权利要求中得出。
附图说明
本发明根据两个附图详细阐述。示例性地并且示意地:
图1示出根据本发明的窗玻璃的覆层的基于矩形栅格的结构,并且
图2示出根据本发明的窗玻璃的覆层的基于六边形栅格的结构。
具体实施方式
图1示意地并且示例性地示出根据本发明的导电覆层的窗玻璃的局部,所述窗玻璃可以有利地在车辆中、如轨道车辆中、但是也在地点固定的物体的窗户中使用。窗玻璃具有导电的并且尽可能透明的覆层,所述覆层由于其根据本发明的结构化是频率选择性的,即所述覆层对于确定频带的无线电信号具有高的通过性,并且衰减具有其他频率的无线电信号。
覆层例如借助金属或金属氧化物实现,但是也能够考虑其他材料。
通过覆层的结构化部的适当的构型,由窗玻璃一方面允许出自和朝向无线电通信装置、诸如移动无线电网的信号或必要时还有GSM-R网、DVB-T、UKW无线电波或BOS无线电系统、诸如TETRA的信号通过,所述移动无线电网根据GSM、UMTS或LTE标准。另一方面,截止出自和朝向无线电通信装置、诸如无线LAN的信号。
根据本发明,覆层具有导电的周期性的栅格RG、HG的结构,在所述栅格的中间空间中分别嵌入至少两个环状的覆层R,并且其中至少两个环状的覆层R分别通过被覆层的面F来填充并且栅格RG、HG、环状的覆层R和被覆层的面F通过隔离区域来分离。
在根据图1的实施例中,周期性的栅格构造成矩形栅格RG。每个矩形都具有正方形的形状并且包括4个同样正方形的环状的覆层R,所述覆层中的每个包围正方形的面F。
在此要注意的是,术语环、或环状的覆层R不仅包括圆形的形状,而且也包括闭合的多边形,所述多边形在该具体的实施例中包围正方形,但是在其他可能的实施方式中例如也能够具有三角形的、六边形的或菱形的形状。
此外,环能够具有不同的宽度,即所述环于是通过内部的和外部的闭合的多边形限定,所述多边形能够具有不同的形状。例如环的内部的多边形可以是正方形的,而外部的多边形是六边形的,等等。
矩形栅格RG、呈闭合的正方形的多边形形状的环状的覆层R和被覆层的面F通过隔离区域I彼此分离。在该图中,隔离区域I通过黑线示出,而亮的区域示出覆层。
也能够考虑如下结构,在所述结构中在第一环R之内还嵌入其他环。分别最靠内的环于是通过被覆层的、例如金属化的面F填充。
图2示出如下实施例,在所述实施例中,周期性的栅格构造成六边形的栅格HG。每个六边形在该实施例中包括3个菱形的多边形作为环R,其中每个菱形的多边形包围例如菱形的被覆层的、例如金属化的面F。
用于针对确定的具有被覆层的窗玻璃的预先给定的无线电技术特性、通常为频率通过特性的应用情况的结构的几何形状能够借助关于所使用的玻璃结构、覆层的数据、通常为表面电阻和线宽的知识通过场仿真来确定,所述表面电阻和线宽光学上还可接受并且生产技术上可行。
典型的初始数据例如是:
- 频率特性:衰减小于10dB的例如在700MHZ和2.7GHz之间的通过范围(对于LTE、GSM和UMTS频率)。衰减大于20dB的例如在5.2和5.8GHZ之间的截止范围(对于WLAN/WiFi)。
- 角度相关性:所要求的频率特性在全部空间方向上在-45°至+45°的入射角度范围内保持。
- 玻璃结构:外部和内部玻璃的玻璃厚度在3mm和10mm之间,所述外部和内部玻璃具有4至8的相对介电常数。玻璃能够单层地(ESG)或多层地(VSG)构造并且包含由塑料构成的子层(例如由PVB构成的薄膜)。替代玻璃也能够使用塑料,由此典型地减小介电常数。在玻璃元件之间的间隙尺寸典型地为8至20mm。玻璃能够是弯曲的或平坦的。
- 结构化部:覆层的具有小于大约0.5mm的间隙宽度的结构化部是典型的并且降低光学可感知性。
覆层的根据本发明的结构能够在频率低的情况下实现良好的透射特性和在频率高的情况下实现截止带。
在栅格中间空间之内嵌入越多环形元件R,所述元件就越小并且截止频率就越高。高的截止频率和小的最低通过频率的比在此例如能够选择成大约为8。由此,能够实现从700MHz起的通过带和在5.5GHz处的截止带。能够实现超过100%的通过范围的相对3dB的带宽。
在栅格中间空间之内的环形元件R的数量和构型因此对于滤波特性的设计尤其有意义。它们提供如下可能性:窗玻璃的滤波特性以尤其有利的方式匹配于不同的条件。
为了还使最低的通过频率通过,栅格RG、HG必须如此大地实施成,使得网孔宽度大致对应于波长的四分之一。在此,然而不使用自由波长,而是使用有效波长,所述有效波长通过玻璃元件的影响而降低。
在环R之内的面元件F在其大小方面选择成,使得所述面元件在截止频率下自然谐振,即大致是有效波长的一半大。
能够选择处于栅格中间空间中的面元件的不同的大小和形状,以便实现截止特性的精细形成。
环(多边形)R满足减小栅格RG、HG和面元件F的相互影响的目的。所述环降低向上邻接于最小通过频率的通过范围中的衰减。通过环R才能够实现通过范围中的高的相对带宽。
窗玻璃的覆层也能够配备有精细结构,通过所述精细结构改变光学和热学范围中的特性。借助于精细结构例如也能够相应地设计窗玻璃的外观。例如能够实现吸引人的结构图案、形状、字符、标识等。
在车辆中,被覆层的窗玻璃能够在车辆侧面上分布地布置。以所述方式,在所实现的频率选择性的通过特性的范围中,不仅针对布置在车辆之外的无线电通信装置而且针对布置在车辆之内的无线电通信装置有目的地设计接收比例。
以相同的方式,根据本发明的窗玻璃也能够在其他车辆(例如公共汽车等)中和在具有被覆层的窗户的建筑物中使用。
附图标记列表:
RG 矩形栅格
HG 菱形栅格
R 环状的覆层(多边形)
I 隔离区域
F 被覆层的面

Claims (11)

1.一种导电覆层的窗玻璃,其中所述覆层结构化地并且导电地实施,并且具有用于无线电信号的滤波特性,
其特征在于,
所述覆层具有导电的周期性的栅格(RG,HG)的结构,在所述栅格的中间空间中分别嵌入至少两个环状的覆层(R),使得至少两个环状的覆层(R)分别通过被覆层的面(F)填充,并且所述栅格(RG,HG)、环状的覆层(R)和被覆层的面(F)通过隔离区域(I)分离。
2.根据权利要求1所述的窗玻璃,
其特征在于,
作为覆层设有金属化部。
3.根据权利要求1或2所述的窗玻璃,
其特征在于,
导电的周期性的栅格具有矩形栅格(RG)的形状。
4.根据权利要求1或2所述的窗玻璃,
其特征在于,
导电的周期性的栅格具有六边形栅格(HG)的形状。
5.根据权利要求1或2所述的窗玻璃,
其特征在于,
所述覆层还配备有精细结构。
6.根据权利要求1或2所述的窗玻璃,
其特征在于,
作为布置在车辆的内部空间中的无线电通信装置,能够使用所谓的无线局域网或WLAN。
7.根据权利要求1或2所述的窗玻璃,
其特征在于,
根据GSM、UMTS和/或LTE移动无线电标准的无线电通信装置的信号作为可通过的信号来设置。
8.根据权利要求1所述的窗玻璃,
其特征在于,所述窗玻璃是用于轨道车辆的导电覆层的窗玻璃。
9.一种具有根据权利要求1至8中任一项所述的被覆层的窗玻璃的车辆,
其特征在于,
所述窗玻璃在两个车辆长侧上分布地布置。
10.根据权利要求9所述的车辆,
其特征在于,
所述车辆实施为轨道车辆。
11.根据权利要求10所述的车辆,
其特征在于,
所述车辆实施为火车或有轨电车。
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