CN111989820A

CN111989820A - 运载工具玻璃板

Info

Publication number: CN111989820A
Application number: CN202080002013.6A
Authority: CN
Inventors: G·弗朗索瓦; S·德罗斯特; V·富兰
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 2019-03-22
Filing date: 2020-03-20
Publication date: 2020-11-24
Also published as: DE202020005490U1; WO2020193384A1

Abstract

本发明涉及运载工具玻璃板，其具有第一基底（GS1）和至少一个第一导电层（LS1），其中所述运载工具玻璃板在该运载工具玻璃板的边缘的至少一个区段处具有黑色印刷物，其中第一导电层（LS1）至少局部地布置在该黑色印刷物后方，其中在第一导电层（LS1）的布置在黑色印刷物后方的区段中布置第一天线结构（ANT1）和第二天线结构（ANT2），其中第一天线结构（ANT1）和第二天线结构（ANT2）各自具有彼此之间的角度为约70°至110°的优选方向，其中该运载工具玻璃板还具有延迟线（VZL），以与第二天线结构（ANT2）的信号相比延迟第一天线结构（ANT1）的信号，其中所述运载工具玻璃板还具有耦合器（K），以将第一天线结构（ANT1）的信号和第二天线结构（ANT2）的信号合并，以接收圆极化信号。

Description

运载工具玻璃板

运载工具越来越多地配备有电元件。除了经典的无线电设备之外，在运载工具中发现越来越多数量的设备可以接收或发送高频信号。

例如，在此可提到接收导航系统的信号或通信系统的信号。

导航系统可以在此例如是卫星辅助导航卫星系统(GNSS)。处于运行中的系统例如是全球定位系统(GPS)或全球导航卫星系统(GLONASS)。其它导航系统例如可能基于移动无线电系统。

通信系统可以例如是用于汽车对汽车或汽车对基础设施的短程无线电系统，或移动无线电通信系统，例如第二/第三/第四或第五代移动通信系统。

由于运载工具通常具有较大的金属表面，因此会屏蔽高频信号，以致接收（以及发送（如果设置））变得困难。

虽然可以将相应的天线固定在运载工具的外部，但是这样额外的装置在多个方面造成了问题。

从出版物US 20140176374 A1已知示例性布置。

一方面，相应的装置需要缺口，其易于腐蚀。另一方面，这样的装置经常干扰光学印象。然而，这样的装置通常还提供了噪声源以及提高的空气阻力。此外，这样的天线也是故意毁坏的目标。

例如，在顶上提供“鲨鱼鳍”式天线。通常，为此使用所谓的贴片天线。它们通常具有矩形至正方形的形状，其中布置近似相同的接地层作为贴片天线下方的天线配重体。

基于此，过去已经发展了在其它位置提供天线的趋势。

从欧洲专利申请EP 0 825 666 A2中已知在运载工具玻璃板的黑色印刷物中布置无线电天线以进行天线分集。从美国专利号9,837,699 B2中已知多元件天线，其中单极天线的纵向段布置在与指向门的边缘平行的挡风玻璃板侧边缘上，而各个单极的配重体布置在玻璃板下边缘处。从欧洲专利申请EP 2 645 473 A1中已知了用于接收DVB信号的另一种天线布置，其也基于单极天线的原理形成。

例如，可以将GNSS天线布置在运载工具内部空间内，例如在仪表板下方或挡风玻璃板下方。

在此，难以找到具有天线对GNSS卫星的合适角度的合适位置并同时避免由于仪表板中的电气设备和由于运载工具的发动机所致的电磁兼容性(EMC)问题。

另一方面，需要尽可能少地损害透过玻璃板的视野。因此，例如在玻璃板边缘处，优选黑色印刷物区域中布置传感器。

从专利申请US 2008/129619 A1中已知用于接收极化信号的可表面安装的天线。然而，那里示出的天线需要很多面积，并且由于各种电层所需的必要高度而不适合于集成到玻璃板中。

但是，在玻璃板的黑色印刷物区域中，只有少数位置适合于安装这种天线。

特别是提供在挡风玻璃板的上边缘处是非常困难的，因为那里通常还安装其它传感器，例如雨水传感器，以致在那里没有用于其它元件的空间。

提供在挡风玻璃板的下边缘是不利的，因为在此不总是有对一个或多个发射器的足够角度，特别是因为其它车身部件，例如运载工具顶部对于置于那里的天线而言严重限制了的可接收的空间角度范围。

此外，诸如红外反射层或低辐射层之类的导电层可能阻止电磁辐射穿过玻璃板的透射并阻隔GNSS信号。

典型的GPS天线作为扁平天线并通常作为贴片天线来实现，并且例如从WO 00/22695 A1、DE 202006011919 U1或DE 202010011837 U1中已知。在此，扁平金属天线结构布置在印刷电路板或陶瓷载体的一面上。在相反面上布置扁平基板作为接地面。天线结构和基板通过电导线与电接收单元连接。由于印刷电路板或陶瓷载体的材料厚度，天线具有一定的厚度，并且在直接布置在挡风玻璃板上时是明显可见且较不美观的。

基于此，本发明的目的是提供运载工具玻璃板，可以在其中在其它位置安全、可靠且成本有利地集成天线。

本发明的目的通过运载工具玻璃板实现，其具有第一基底和至少一个第一导电层，其中所述运载工具玻璃板在该运载工具玻璃板的边缘的至少一个区段处具有黑色印刷物，其中第一导电层至少局部地布置在该黑色印刷物后方，其中在第一导电层的布置在黑色印刷物后方的区段中布置第一天线结构和第二天线结构，其中第一天线结构和第二天线结构各自具有彼此之间的角度为约70°至110°的优选方向，其中该运载工具玻璃板还具有延迟线，以与第二天线结构的信号相比延迟第一天线结构的信号，其中是啥运载工具玻璃板还具有耦合器（K），以将第一天线结构的信号和第二天线结构的信号合并，以接收圆极化信号。

通过本发明，将耦合元件转移到运载工具玻璃板上。由此可以大大降低成本。在此，本发明利用了天线可以在运载工具玻璃板中布置在几乎任意位置。在此，可以将耦合器装入在天线和连接件之间的任意位置。

在本发明的另一个实施方案中，所述基底是玻璃基底或塑料基底。基本上所有在本发明的运载工具玻璃板的制造和使用条件下热和化学稳定的电绝缘基底都适合作为基底。

所述运载工具玻璃板优选包含玻璃，特别优选平板玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃或清澈塑料，优选刚性清澈塑料，特别是聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯和/或它们的混合物。

这意味着，本发明可以集成到已被证明的材料体系中。

由此提供了运载工具玻璃板，可以在其中在其它位置安全、可靠且成本有利地集成天线。

在本发明的一个实施方案中，第一天线结构和/或第二天线结构具有偶极特性。

借助偶极特性，可以特别简单地实现具有优异的优选方向的天线，例如偶极天线或八木天线。

在本发明的一个实施方案中，优选方向之间的角度具有基本上彼此垂直的取向。

在本发明的一个实施方案中，所述耦合器是定向耦合器或混合耦合器。定向耦合器可以在此作为功率组合器将2个输入端的信号提供给一个输出端。由此，虽然它们是波长选择性的，但是仍然在对于许多应用而言足够的频带中提供足够好的耦合。所述耦合器可以被制造为单级或多级，例如作为渐变线和分支线耦合器。

根据本发明的一个实施方案，第一导电层布置在与运载工具玻璃板接合的箔上。

由此可以将运载工具玻璃板集成到现有概念中。

在本发明的还另一个实施方案中，至少一个导电层施加在介电箔上。特别地，所述介电箔可具有选自聚酰亚胺、聚氨酯、聚亚甲基甲基丙烯酸（Polymethylenmetacrylsäure）、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇缩丁醛、FR6、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺的至少一种材料。

这意味着，可以使用一方面在制造过程中适合作为天线结构/耦合器/导体结构的载体并任选是光学透明的和/或任选可容易地与基底接合的材料。

在本发明的还另一个实施方案中，所述箔具有布置在第一导电层的相反面上的第二导电层。

由此可以例如提供各种不同构造的带状导线/波导体结构，例如作为接地共面波导。

在本发明的还另一个实施方案中，导电层具有10 μm至75 μm的高度。

这实现了薄的组合件，其也可以集成到复合玻璃板中或也可以适应于弯曲表面。

在本发明的另一个实施方案中，运载工具玻璃板是复合玻璃板，其中该运载工具玻璃板还具有第二基底，其中在第一基底和第二基底之间引入该箔。

这意味着，既可以将该箔施加到玻璃板外面上，又可以施加到复合玻璃板的基底之间。

根据本发明的另一个实施方案，提供具有本发明运载工具玻璃板的运载工具，特别是陆地、海洋、航空或航天运载工具。

根据本发明的还另一个实施方案，本发明运载工具玻璃板用于接收卫星辅助导航的信号，特别是接收导航星GPS、伽利略、格洛纳斯、北斗、Navic、QZSS的GNSS信号。替代地或额外地，本发明运载工具玻璃板用于接收移动通信系统，特别是第二、第三、第四或第五代移动通信系统的信号。

下面参照附图和实施例更详细地解释本发明。该附图是示意图，并且未按真实比例。附图决不限制本发明。

其中：

图1显示了用于说明根据现有技术和本发明的方面的关于箔、（一个或多个）基底的布置的示意性概图，

图2显示了根据本发明的实施方案的天线结构的可能安装位置的示意性概图，

图3显示了在本发明的实施方案中的天线结构的示意性俯视图，

图4显示了在本发明的实施方案中的信号流图示。

下面参考附图更详细地说明本发明。在此应当注意，描述了可各自单独或以组合形式使用的不同方面。这意味着，除非明确地描述为纯替代方案，否则各个方面可以与本发明的不同实施方案一起使用。

此外，为了简单起见，下面通常总是仅涉及一个实体。除非明确指出，否则本发明也可以在每种情况下具有所涉实体中的多个。在这方面，词语“一个”、“一种”以及“一”的使用仅应被理解为暗示在简单的实施方案中使用至少一个实体。

如果下面描述方法，除非由上下文明确得出一些不同内容，否则方法的各个步骤可以任意顺序布置和/或组合。除非另有明确标示，否则这些方法也可彼此组合。

通过数值的说明通常不应被理解为精确值，而是还包括+/- 1％至+/- 10％的容许误差。

如果在本申请中已知标准、规格等，至少总是参考在申请日可适用的标准、规格等。这意味着，如果标准/规范等更新或被随后版本替换，则本发明也适用于它。

在附图中显示了不同的实施方案。

本发明提供运载工具玻璃板1，其具有第一基底GS1和至少一个第一导电层LS1。

运载工具玻璃板1在运载工具玻璃板1的边缘的至少一个区段处具有黑色印刷物。

在此可以如图2所示提供环绕状的黑色印刷物，或仅部分地提供。

对于本发明而言令人感兴趣的区域例如在所述运载工具玻璃板1的一个角落上延伸。在图2中，这是左上角落。然而，本发明不限于一个角落。相反，所涉区段也可以布置在运载工具玻璃板1的另一位置、右侧和/或下侧。

第一导电层LS1至少部分地布置在黑色印刷物后面。

在第一导电层LS1的布置在黑色印刷物后面的区段中布置第一天线结构ANT1和第二天线结构ANT2。

其中第一天线结构ANT1和第二天线结构ANT2具有选择性的波长可以在此相同或不同。

第一天线结构ANT1和第二天线结构ANT2各自具有彼此之间的角度为约70°至110°的具有取向的优选方向。这例如从图3可见。第一天线结构ANT1具有更可能水平的优选方向，而第二天线结构ANT2具有更可能垂直的优选方向。

第一导电层LS1还具有耦合器K。

通过本发明，可以将耦合元件K转移到运载工具玻璃板1中。由此可以大大降低成本。在此，本发明利用了天线可以在运载工具玻璃板中布置在几乎任意位置。在此，可以将耦合器K装入在天线结构和连接件之间的任意位置。

在本发明的另一个实施方案中，基底GS1是玻璃基底或塑料基底。基本上所有在本发明的运载工具玻璃板的制造和使用条件下热和化学稳定的电绝缘基底都适合作为基底。

这意味着，本发明可以集成到已被证明的材料体系中。

由此提供了运载工具玻璃板1，可以在其中在其它位置，例如O3处安全、可靠且成本有利地集成天线。

在迄今的体系中，如果有的话，只可能布置在运载工具玻璃板1上的O1或O2区域中。

在本发明的一个实施方案中，第一天线结构ANT1和/或第二天线结构ANT2具有偶极特性。

在本发明的一个实施方案中，所述耦合器是定向耦合器或混合耦合器。定向耦合器可以在此作为功率组合器将2个输入端的信号提供给一个输出端。由此，虽然它们是波长选择性的，但是仍然在对于许多应用而言足够的频带中提供足够好的耦合。所述耦合器可以被制造为单级或多级，例如作为渐变线和分支线耦合器（例如混合耦合器）。

根据本发明的一个实施方案，第一导电层LS1布置在与运载工具玻璃板1，特别是与第一基底GS1接合的箔F上。

由此可以将运载工具玻璃板集成到现有概念中。

在本发明的还另一个实施方案中，至少一个导电层LS1施加在介电箔F上。特别地，介电箔F可具有选自聚酰亚胺、聚氨酯、聚亚甲基甲基丙烯酸、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇缩丁醛、FR6、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺的至少一种材料。

在本发明的还另一个实施方案中，所述箔F具有布置在第一导电层LS1的相反面上的第二导电层LS2。

由此可以例如提供各种不同构造的带状导线/波导体结构，例如作为接地共面波导。为此，可以在合适位置设置第一导电层LS1的元件与第二导电层LS2的元件之间的层间电路连接（Durchkontaktierung）。

在本发明的还另一个实施方案中，第一导电层LS1和/或第二导电层LS2具有10 µm至75 µm的高度。

在本发明的另一个实施方案中，运载工具玻璃板1是复合玻璃板，其中该运载工具玻璃板还具有第二基底GS2，其中在第一基底GS1和第二基底GS2之间引入箔F。

在本发明的另一个实施方案中，第二基底GS2是玻璃基底或塑料基底。基本上所有在本发明的运载工具玻璃板的制造和使用条件下热和化学稳定的电绝缘基底都适合作为基底。

这意味着，本发明可以集成到已被证明的材料体系中。

根据本发明的另一个实施方案，提供具有本发明运载工具玻璃板1的运载工具，特别是陆地、海洋、航空或航天运载工具。

如图3和4所示，可以布置第一天线结构ANT1和第二天线结构ANT2，以使得各自的优选方向具有彼此之间约70°至110°的角度，即特别是基本上彼此垂直的。

在这样的布置中，通过如图4所示的信号流可以显示，借助第一天线结构ANT1和第二天线结构ANT2以及约λ/4的延迟线VZL将各自的信号输送到耦合器K。在这种布置中，可以接收圆极化信号。

此类信号通常在卫星辅助系统，例如 GNSS中找到。

由于如图3所示（并结合图1）天线可以在第一导电层LS1中具有两个偶极型天线结构ANT1、ANT2，因此第二导电层LS2可以例如用作接地层。由此可以在运载工具玻璃板1中例如实现带状导线和/或延迟线。

这意味着，通过仅两个导电层LS1、LS2，就可以在运载工具玻璃板1中提供可靠且可集成的天线组合件。由于层厚度小，还可以将该组合件集成到复合玻璃板中。

在此还可以提供其它（任选）层，例如由聚酰亚胺制成的覆盖层DS、增粘剂层KL等。

覆盖层DS可以例如是黑色印刷物，以使得能够提供被遮蔽的天线结构ANT1和/或天线结构ANT1和/或延迟线VZL和/或耦合器K的一些部分，而不会损害运载工具玻璃板1的其余部分的光学印象。另一方面，覆盖层DS也可以具有聚酰亚胺。例如，覆盖层DS可以具有（各自）约25 µm的高度。如果例如预先制造具有导体层的箔，则可以保护导体层LS1、LS2免受运输或制造或安装过程中的损坏或环境影响。

根据本发明的另一个实施方案，第一导电层LS1具有10 μm至75 μm的高度h_LS1。第二导电层LS2也可以具有10 μm至75 μm的高度h_LS1。第一导电层LS1和第二导电层LS2优选具有约35 μm的高度。可以任选地将增粘剂层KL施加到第一导电层LS1和/或第二导电层LS2上。该增粘剂层KL可例如具有各自约15 µm的高度。

该结果对于本领域技术人员而言出乎意料且令人惊讶。

附图标记列表

1 运载工具玻璃板，其具有

GS1 基底层

GS2 基底层

LS1 导电层

LS2 导电层

ANT 1 天线结构

ANT 2 天线结构

F 箔

h_LS1 高度

h_LS2 高度

DS （电绝缘）覆盖层

KL 增粘剂层

O1 安装位置

O2 安装位置

O3 安装位置

VZL 延迟线

K 耦合器。

Claims

1.运载工具玻璃板，其具有第一基底（GS1）和至少一个第一导电层（LS1），其中所述运载工具玻璃板在该运载工具玻璃板的边缘的至少一个区段处具有黑色印刷物，其中第一导电层（LS1）至少局部地布置在该黑色印刷物后方，其中在第一导电层（LS1）的布置在黑色印刷物后方的区段中布置第一天线结构（ANT1）和第二天线结构（ANT2），其中第一天线结构（ANT1）和第二天线结构（ANT2）各自具有彼此之间的角度为约70°至110°的优选方向，其中该运载工具玻璃板还具有延迟线（VZL），以与第二天线结构（ANT2）的信号相比延迟第一天线结构（ANT1）的信号，其中所述运载工具玻璃板还具有耦合器（K），以将第一天线结构（ANT1）的信号和第二天线结构（ANT2）的信号合并，以接收圆极化信号。

2.根据权利要求1所述的运载工具玻璃板，其特征在于，所述第一天线结构（ANT1）和/或所述第二天线结构（ANT2）具有偶极特性。

3.根据权利要求1或2所述的运载工具玻璃板，其特征在于，所述优选方向之间的角度具有基本上彼此垂直的取向。

4.根据权利要求1所述的运载工具玻璃板，其特征在于，所述耦合器（K）是定向耦合器或混合耦合器。

5.根据前述权利要求中任一项所述的运载工具玻璃板，其特征在于，所述第一导电层布置在与所述运载工具玻璃板接合的箔（F）上。

6.根据前述权利要求中任一项所述的运载工具玻璃板，其特征在于，所述第一导电层（LS1）施加在介电箔（F）上。

7.根据权利要求6所述的运载工具玻璃板，其特征在于，所述箔（F）具有布置在所述第一导电层（L1）的相反面上的第二导电层（LS2）。

8.根据前述权利要求中任一项所述的运载工具玻璃板，其特征在于，所述第一导电层（LS1）具有10 µm至75 µm的高度（h_LS1、h_LS2）。

9.根据前述权利要求5至7中任一项的运载工具玻璃板，其特征在于，所述运载工具玻璃板是复合玻璃板，其中所述运载工具玻璃板还具有第二基底（GS2），其中在第一基底（GS1）和第二基底（GS2）之间引入箔（F）。

10.具有根据前述权利要求中任一项所述的运载工具玻璃板的运载工具。

11.根据前述权利要求1至9中任一项所述的运载工具玻璃板用于接收卫星辅助导航的信号，特别是接收导航星GPS、伽利略、格洛纳斯、北斗、Navic、QZSS的GNSS信号的用途。