DE19817712C1 - Transparente Platte, insbesondere Glasscheibe mit einer Beschichtung und einem Strahlungsfenster - Google Patents
Transparente Platte, insbesondere Glasscheibe mit einer Beschichtung und einem StrahlungsfensterInfo
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Abstract
In einer transparenten Platte (1), insbesondere einer Glasscheibe, mit einer strahlungsreflektierenden Beschichtung, die mindestens ein hochfrequente Strahlung durchlassendes Fenster mit einer schichtfreien Fläche aufweist, ist das Fenster (10) erfindungsgemäß in einem begrenzten zusammenhängenden Flächenbereich der Platte (1) ausgebildet, in dem ein Verhältnis von schichtfreier Fläche zur Gesamtfläche von mindestens 25% bei flächiger Verteilung von schichtfreien und beschichteten Flächen vorliegt.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine transparente Platte, insbesondere eine Glasscheibe
mit einer Beschichtung und einem Strahlungsfenster mit den Merkmalen des Oberbe
griffs des Patentanspruchs 1.
Diese Merkmale sind bekannt aus DE 195 03 892 C1, in der Maßnahmen zum Mindern
der Abschirmung beschichteter Glasscheiben gegen Informationen übertragende Mikro
wellenstrahlen offenbart sind. Solche Glasscheiben mit elektrisch leitfähigen und optisch
transparenten Schichten finden als IR-reflektierende Wärmeschutzgläser und/oder als
elektrisch beheizbare Gläser sowohl für die Bauverglasung als auch für die Verglasung
von Fahrzeugen Anwendung.
Bei Fahrzeugen bilden sie mit einer metallischen Karosserie einen Faraday'schen Käfig,
der den Innenraum des Fahrzeugs gegen elektromagnetische Felder abschirmt. Auch im
Hochbau kann man Räume durch Verwendung von Glasscheiben mit elektrisch leitender
Beschichtung und entsprechende elektrisch leitende Ausbildung der übrigen Wandteile
elektrisch abschirmen. Durch solche Abschirmungen können empfindliche Einrichtungen
wie Steuerrechner gegen störende Einflüsse durch starke Rundfunksender oder Radar
geräte geschützt werden.
Andererseits läßt die Abschirmung auch keine elektromagnetische Strahlung im Mikro
wellenbereich durch, die als Trägerwelle für Informationen benutzt wird. Wenn sich ein
Sender und/oder Empfänger nebst Antenne in einem abgeschirmten (Fahrzeug-)Raum
befindet, treten Übertragungsprobleme auf. Beispielsweise werden Systeme zur Posi
tionsermittlung der Fahrzeuge, zur Fernsteuerung, zur Identifikation, zur Gebühren
erfassung o. ä. gestört.
Es ist bekannt, Schichtsysteme nachträglich durch linienförmiges Entfernen der zunächst
kontinuierlich abgeschiedenen Schicht auf mechanischem oder auf thermischem Wege
zu strukturieren. Insbesondere lassen sich mittels Laserstrahlen außerordentlich schmale
Schlitze in der Schicht erzeugen. Beim vorgenannten Stand der Technik ist zur Abhilfe in
der elektrisch leitenden Schicht wenigstens ein als Schlitzstrahler vorgesehener Schlitz
mit auf die Wellenlänge der Mikrowellenstrahlung abgestimmter Länge und sehr geringer
freier Fläche eingebracht, durch den die von der leitenden Schicht aufgenommene
Strahlungsenergie im Mikrowellenbereich in Form von Strahlungsenergie wieder ausge
koppelt werden soll. Wenn die Arbeitsfrequenz für die Informationsübermittlung bei
spielsweise 5,8 GHz beträgt, wie es für die automatische Gebührenerfassung auf Auto
bahnen vorgesehen ist, und die Schlitze hauptsächlich für die Übertragung der Mikro
wellen dieser Frequenz vorgesehen sind, werden diese zweckmäßigerweise auf die Re
sonanzlänge von λ/2 unter Berücksichtigung der Dielektrizitätskonstanten des Glases
ausgelegt. Bei der genannten Frequenz, der eine Wellenlänge λ = 52 mm entspricht,
errechnet sich die Länge L der Schlitze zu 18 mm. Ihre Breite wird dort als nicht kritisch
angesehen und beträgt beispielsweise 0,1 mm. Der gegenseitige Abstand der Schlitze
sowohl in horizontaler Richtung wie in vertikaler Richtung wird entsprechend der Reso
nanzlänge mit 18 mm angegeben.
Falls die Information mittels zirkular polarisierter Mikrowellen übermittelt wird (d. h. die
momentane Schwingungsebene der Wellen dreht sich um ihre Ausbreitungsachse, so
daß die Wellen innerhalb einer kreisförmigen Hüllkurve schwingen), werden zweckmäßi
gerweise kreuzschlitzförmige Ausnehmungen in der Schicht vorgesehen. Die Länge bei
der Schlitze ist wiederum zweckmäßigerweise auf die Wellenlänge der verwendeten
Mikrowellen abgestimmt und entspricht, unter entsprechender Berücksichtigung der Di
elektrizitätskonstanten des Glases, dem Wert λ/2 der verwendeten Mikrowellen.
Vergleichsmessungen bezüglich der Dämpfung einer Mikrowellenstrahlung der Frequenz
5,8 GHz weisen bei diesem Stand der Technik nach, daß mit einer Strahlenschlitze in
der Beschichtung aufweisenden Verbundglasscheibe eine deutlich geringere Transmis
sionsdämpfung für hochfrequente Strahlung erreicht wird als mit einer beschichteten
Verbundglasscheibe und eine Annäherung an die Dämpfung einer unbeschichteten
Verbundglasscheibe möglich ist.
Bei vielen, insbesondere fahrzeugspezifischen Anwendungen kommt es wesentlich dar
auf an, nur in einem begrenzten, relativ kleinen Fensterbereich eine hohe Strahlentrans
mission bzw. eine möglichst geringe Dämpfung zu erreichen. Diesem Fensterbereich ist
die Antenne der Bordeinheit (Sender und/oder Empfänger) des Übertragungssystems
zuzuordnen. Der Abstand zwischen der Antenne und der inneren Scheibenfläche wird
vom System vorgegeben und liegt z. B. bei der Hälfte der Wellenlänge der interessieren
den Informationsträger-Strahlung, also im Bereich weniger Zentimeter. Mit gleichmäßig
über die Fläche einer Glasscheibe verteilten einzelnen Schlitzen in der Schicht nach dem
Stand der Technik ist jedoch die für solche Systeme geforderte hohe lokale Transmissi
on im direkten Einfallsbereich der Antenne der Bordeinheit nicht immer erzielbar.
Zwar offenbart das Dokument DE 195 41 743 A1 schon eine metallisierte Glasscheibe mit
einer transparenten Beschichtung, in welche durch Laserbearbeitung ein rasterförmiges
Muster eingearbeitet wurde. Mit diesem Muster, das sich über die gesamte Scheiben
fläche erstreckt, soll die elektromagnetische Abschirmung der beschichteten Glasscheibe
verringert werden. Die Abstände zwischen den Rasterlinien sollen klein im Vergleich mit
der halben Wellenlänge (ca. 2,5 cm) der bevorzugt durchzulassenden Mikrowellen sein,
während die Linien selbst höchstens 0,1 mm breit sein sollen. Die Druckschrift macht
keine Angaben über das Flächenverhältnis zwischen beschichteter und schichtfreier
Fläche, jedoch ist mit den vorhandenen Angaben ein Verhältnis von entschichteter Fläche
zur Gesamtfläche von deutlich weniger als 10% errechenbar.
Es ist auch bekannt (DE 44 33 051 C2), ein Strahlenfenster zu bilden, indem man eine
begrenzte zusammenhängende Teilfläche einer Fensterscheibe von der Schicht freihält.
Z. B. legt man beim Beschichten eine Maske auf das Glas bzw. die Folie, oder man ent
fernt das Schichtmaterial nach dem Aufbringen wieder. Abgesehen vom relativ hohen
Aufwand können bei solchen Ausführungen unerwünschte optische Nebenwirkungen wie
eine subjektiv vom Betrachter empfundene Verfärbung in dem nicht beschichteten Be
reich auftreten. Um diese Effekte zu vermeiden, kann man noch die betreffende Teil
fläche mittels einer z. B. durch einen Siebdruck aufgebrachten Farbschicht undurch
sichtig machen. Bei einer Verbundglasscheibe muß die Farbschicht auf der Innenseite
der äußeren Glasscheibe noch vor der Funktionsschicht liegen. Insbesondere beim
Biegen von Glasscheiben hat diese Farbschichtanordnung große fertigungstechnische
Nachteile. Auch wird die damit verbundene Verminderung des durchsichtigen Flächen
anteils der Fensterscheibe von Abnehmern der Scheiben nicht immer akzeptiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Glasscheibe mit Strahlungsfenster in
einer Beschichtung anzugeben, das bei geringer optischer Auffälligkeit und universellen
Einsatzmöglichkeiten bei unterschiedlichen Systemkonfigurationen eine gute Transmissi
on von hochfrequenten Strahlen zumindest in einem begrenzten Flächenbereich ermög
licht, ohne die Dämpfungs- oder Reflexionsfunktion der Beschichtung in den anderen
Bereichen zu vermindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patent
anspruchs 1 gelöst. Die Merkmale der Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildun
gen dieses Gegenstands an.
Versuche mit Glasscheiben mit Funktionsschichten, insbesondere mit Verbundglasschei
ben, in deren Verbund eine beschichtete Folie eingebaut ist, ergaben, daß die Transmis
sion von Mikrowellen in strukturierten Beschichtungen (sei es auf Glas oder Folie) vor al
lem von der strahlendurchlässigen, d. h. von Schichtmaterial freien oder befreiten Fläche
abhängt. Normiert auf eine Flächeneinheit ist das Transmissions-Optimum durch
Variieren des Verhältnisses der effektiv strahlendurchlässigen bzw. schichtfreier Fläche
einerseits zu einer Gesamtflächeneinheit andererseits zu bestimmen.
Die genannte Gesamtflächeneinheit sei z. B. 100 mm2, von denen insgesamt 25 mm2 frei
von der Beschichtung sind. Das besagte Verhältnis beträgt dann ein Viertel (25%). In
kontinuierlichen Schichtbereichen ist der Quotient folglich gleich 0, in den bekannten voll
flächig freigelegten Fenstern beträgt er 1. Durch Versuche wurde bestätigt, daß erst bei
dem genannten Entschichtungsgrad von 25% brauchbare Transmissionseigenschaften
erzielt werden, so daß dieser Wert als Mindestwert anzusehen ist.
Die geforderte flächige Verteilung der schichtfreien und beschichteten Flächenanteile be
deutet, daß sich im betreffenden Fenster im Hinblick auf die verlangte optische Unauf
fälligkeit die betreffenden Flächenelemente periodisch oder auch ungleichmäßig ab
wechseln. Hierzu dient auch die obere Grenze von ca. 80% Entschichtungsgrad. Das ist
einerseits im Hinblick auf eine möglichst geringe Transmissionsdämpfung auf der ge
samten Fensterfläche wichtig, zum anderen unterstützt die gleichmäßige Verteilung der
Strukturelemente aber auch die universelle Einsetzbarkeit ein und desselben Fensters
für unterschiedliche Systemkonfigurationen. Durch die Verteilung läßt sich in gewissen
Grenzen eine Richtcharakteristik des Fensters realisieren.
Das Verhältnis von schichtfreier Fläche zur Gesamtfläche des Strahlungsfensters läßt
sich besonders einfach berechnen und einstellen, wenn die schichtfreie Fläche durch ein
Muster aus geraden Linien gebildet wird. Ihr Maß ergibt sich dann aus dem Produkt der
Gesamtzahl der Linien mal deren Länge mal deren Breite, bei sich kreuzenden Linien
abzüglich der Fläche der Kreuzungspunkte (die ansonsten doppelt gezählt würden). Die
Gesamtfläche wird durch die Abstände zwischen den jeweils äußeren Linien definiert.
Beim Strukturieren der Beschichtung kann man sowohl die Breite der Linien als auch de
ren Abstand in weiten Grenzen variieren, um zum optimalen Transmissionsverhalten zu
gelangen. Die Linienbreite kann vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,5 mm betragen, die
Abstände zwischen den Linien können zwischen 0,2 und 1,5 mm betragen.
Man kann den gewünschten Effekt jedoch auch mit anderen, im Fenster verteilten Mu
stern erreichen, z. B. mit einem Punktraster oder Emblemen wie z. B. Markenzeichen der
mit den Scheiben ausgestatteten Fahrzeuge.
Weitere Parameter für die Bemessung des Strahlenfensters in der Schicht sind die Pola
risation (linear oder zirkular) der Strahlen, ihre Amplitude und die Wellenlänge. Man wird
vorzugsweise die Ausnehmungen in der Schicht möglichst weitgehend an die Charakte
ristik der verwendeten Strahlen anpassen, soweit das ohne nennenswerte Beeinträchti
gung der geforderten universellen Verwendbarkeit möglich ist.
Bei zirkularer Polarisation wird schon den Versuchsergebnissen des Standes der Tech
nik zufolge eine elliptische Verformung der Hüllkurve der Rückstrahlung der als Trans
ponder arbeitenden Bordeinheit vermieden, wenn man die Ausnehmungen in zwei senk
recht aufeinander stehenden Richtungen orientiert.
Die Höhe des Kommunikationsfensters muß ferner die Schrägstellung der Glasscheibe
in Einbaulage berücksichtigen. Die Breite des Kommunikationsfensters muß unterschied
lichen Anordnungen der außerhalb des Fahrzeugs befindlichen beweglichen oder statio
nären Sende-/Empfangs-Einheiten des Übertragungssystems gerecht werden.
Bei Systemen zum automatischen Kassieren von Straßenbenutzungsgebühren ist noch
kein einheitlicher Standard geschaffen worden. Derzeit sind für die Anordnung der stati
onären Einheiten Varianten in Fahrspurmitte sowie für rechts- und linksgesteuerte Fahr
zeuge in der Diskussion. Es wird gefordert, daß innerhalb einer bestimmten, auf die
Fahrbahn projizierten länglichen Streuellipse im Bereich der stationären Einheiten eine
hinreichend zuverlässige Datenübertragung zu den Bordeinheiten der Fahrzeuge sicher
gestellt ist. Die Abmessungen der Ellipse werden in der Länge durch die angestrebte
noch zulässige Fahrgeschwindigkeit und die Höhe der stationären Einheit über der Fahr
bahnfläche sowie in der Breite durch die möglichen seitlichen Abweichungen innerhalb
einer Fahrspur und die seitliche Orientierung der stationären Einheiten definiert.
Eine typenindividuelle Auslegung jeder Fahrzeugscheibe erscheint wenig sinnvoll; als
bester Kompromiß wurde die bevorzugte Breite des Kommunikationsfensters so gewählt,
daß auch bei seitlicher Anordnung der stationären Einheit eine hinreichend geringe
Dämpfung mit guter Übertragungsqualität erzielt wird.
Im folgenden wird kurz auf Versuche eingegangen, mit dem die Transmissionseigen
schaften von verschiedenen Layouts von Strahlungsfenstern getestet wurden. Als be
sonders wirkungsvoll wurde eine mäanderförmige Strukturierung der Schicht im Kommu
nikationsfenster mit zwei um 90° gedreht übereinandergelegten Mustern aus parallelen
geraden Linien ermittelt. Damit wird bei fahrbahnmittiger Anordnung einer stationären
Übertragungseinheit bei einer Frequenz von 5,8 GHz eine Dämpfung von nur 3,5 dB und
bei seitlicher Anordnung im Winkel von ±30° eine Dämpfung von 4,5 dB erzielt. Das sind
Werte, die sich nur unwesentlich von der Dämpfung einer unbeschichteten oder mit
einem vollflächigen Strahlenfenster ausgestatteten Glasscheibe unterscheiden.
Ein Frequenzbereich von 860 MHz bis 7 GHz wurde meßtechnisch untersucht. In diesem
Frequenzbereich wird die Transmissionsdämpfung bei senkrechter Durchstrahlung des
Strahlungsfensters um max. 1,8 dB gegenüber einer Standard-Verbundglasscheibe
erhöht.
Stärkere Dämpfungswerte ergeben sich erwartungsgemäß bei aus der Senkrechten ab
weichendem Einfallswinkel. Jedoch liegen sie bei Winkeln bis zu ±30° nicht über 3,5 dB
und gehen erst jenseits von ±50° über 10 dB hinaus. Die Versuche wurden sowohl mit
horizontaler als auch mit vertikaler Polarisation der Strahlen durchgeführt, wobei sich
keine signifikanten Unterschiede ergaben. Man verwendete einen einfachen Versuchs
aufbau mit einer stationären Sende-/Empfangs-Einheit, der jeweiligen Plattenprobe mit
dem Strahlungsfenster und der in dem systemseitig vorgegebenen Abstand dahinter be
festigten Bordeinheit.
Vergleichsweise wurden die Dämpfungswerte von normalen Verbundglasscheiben und
von Proben mit in der bekannten Weise mit Kreisen und mit Kreuzschlitzen strukturierten
Wärmedämmschichten ermittelt; diese lagen sämtlich deutlich höher als die vorgenann
ten Werte.
Als Beispiel sind hier Vergleichswerte für die Transmissionsdämpfung als Funktion des
Einfallswinkels tabellarisch angegeben. Gemessen wurden Proben aus normalem Ver
bundglas ("Referenz"), mit dem Muster gemäß der Erfindung ("Mäander"), sowie kreis
förmige und kreuzförmige Schlitze. Die Zahlen bezeichnen Dämpfungswerte in Dezibel
in Abhängigkeit vom Einfallwinkel, der von -30° in Zehnerschritten bis +30° aus der
Senkrechten verändert wurde.
Die verwendete Strahlung hatte eine Frequenz von 5,8 GHz, eine Wellenlänge von 51,7
mm, sie war linear horizontal polarisiert. Gemessen wurden
Ähnliche Verhältnisse mit geringfügig anderen Absolutwerten wurden bei vertikaler Pola
risation der Strahlung gemessen. Es ergibt sich klar, daß die Unterschiede zwischen
dem bevorzugten Entschichtungsmuster und einer normalen transparenten Platte ver
nachlässigbar gering sind.
Das Kommunikationsfenster ist bei genauem Hinsehen nicht völlig unsichtbar. Man kann
aber den Kontrast bzw. Übergang zwischen der kontinuierlichen Schicht und dem Fen
ster durch weitere Ausnehmungen der Schicht auflösen. Diese müssen übertragungs
technisch keine Wirkung haben, können aber die optische Unauffälligkeit verbessern.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstands der Erfindung gehen aus der Zeich
nung eines Ausführungsbeispiels und deren sich im folgenden anschließender eingehen
der Beschreibung hervor.
Es zeigen
Fig. 1 einen nicht maßstäblichen Teilschnitt durch eine gemäß der Erfindung
ausgestattete transparente Platte in Gestalt einer wärmegedämmten
Verbundglas-Windschutzscheibe für ein Kraftfahrzeug,
Fig. 2 eine Detaildarstellung eines Kommunikationsfensters der transparenten
Platte,
Fig. 3 ein Diagramm der Dämpfungsdifferenz zwischen einer lokal unbeschich
teten Verbundglasscheibe und einer mit dem hier erörterten Kommunika
tionsfenster versehenen Platte, aufgetragen über der Frequenz der infor
mationsübertragenden Strahlung.
Die in Fig. 1 gezeigte transparente Platte 1 ist eine Verbundglas-Windschutzscheibe für
ein Kraftfahrzeug. Die Platte 1 ist in bekannter Weise aufgebaut aus einer äußeren Glas
scheibe 2, einer ersten thermoplastischen Klebeschicht 3 aus Polyvinylbutyral (PVB) mit
einer Dicke von 0,38 mm, einer etwa 0,1 mm dünnen beschichtenen Funktionsfolie 4 aus
Polyethylenterephthalat (PET), einer weiteren Klebeschicht 5 aus 0,38 mm PVB und
schließlich einer dem Fahrgastraum zugewandten inneren Glasscheibe 6. Letztere trägt
in bekannter Weise auf ihrer der Klebeschicht zugewandten Oberfläche einen rahmen
artigen Belag 7 aus einer lichtundurchlässigen Einbrennfarbe. Dieser deckt einen hier
nicht gezeigten Kleberstrang, mit der die Windschutzscheibe im Fensterrahmen der
Karosserie befestigt wird, gegen UV-Strahlung und Durchsicht ab.
Auf die an der Klebeschicht 3 anliegende Seite der Funktionsfolie 4 ist ein elektrisch lei
tendes, transparentes Dünnschichtsystem 8 aufgebracht, das Infrarotstrahlen reflektiert
und als Wärmeschutzschicht dient. Es wird in ebenfalls bekannter Manier vorzugsweise
durch Kathodenzerstäubung im Magnetfeld (Sputtern) auf die PET-Folie abgeschieden,
wobei die eigentliche Funktionsschicht aus Silber besteht. Geeignete Schichtaufbauten
sind mannigfach bekannt.
Am Außenrand der Verbundglasscheibe sind die beiden PVB-Folien in bekannter Weise
umlaufend miteinander verschmolzen, um das korrosionsempfindliche Dünnschicht
system gegen Umgebungseinflüsse abzudichten.
Im Innenraum des Fahrzeugs ist eine nur schematisch angedeutete Antenne 9 einer
Bordeinheit für ein mit elektromagnetischer Strahlung arbeitendes Datenübertragungs
system, z. B. eine automatische Einrichtung zum Erfassen von Straßenbenutzungs
gebühren, angeordnet. Ein begrenzter Bereich (Detail II) des Dünnschichtsystems 8 ist
deshalb als Kommunikations- oder Strahlungsfenster 10 ausgeführt. Die Bordeinheit
kann in diesem Fall als passiver Transponder ausgeführt sein, der auf ein empfangenes
Signal einer stationären Einheit eine fahrzeugspezifische Antwort abstrahlt. Es gibt aber
auch Systeme, bei denen die Bordeinheit mit einer aufladbaren Chipkarte kombiniert ist,
von der nach Empfang eines Impulses der stationären Einheit ein Gebührenbetrag
abgebucht wird.
Ein bevorzugtes Layout für das Kommunikationsfenster wird in Fig. 2 näher gezeigt.
Aus darstelltechnischen Gründen sind die Linien schwarz und die Schicht weiß; in der
Realität sind natürlich die Linien heller als ihre Umgebung. Im vorliegenden Ausführungs
fall ist die Schicht auf dünnen Linien 11 eines Karomusters entfernt und in dessen Zwi
schenräumen unversehrt erhalten. Man erzeugt dieses Muster z. B. mäanderartig durch
kontinuierliches Steuern eines strukturierenden Laserstrahls von einem Anfang entlang
einer ersten geraden Linie 11, gefolgt von einem kurzen Querverschub oder Übergang
11a, einer zweiten geraden Linie 11 parallel zur ersten bis zur Höhe von deren Anfang,
wiederum gefolgt von einem Übergang 11a in gleicher Richtung wie beim ersten Über
gang usw. und erzeugt damit eine erste Gruppe 12 von parallelen Linien. Die Länge der
an alternierenden Linienenden angesetzten Übergänge 11a entspricht den Abständen
der parallelen Linien zueinander.
Nach Fertigstellen der ersten Gruppe 12 paralleler Linien wird in gleicher Manier eine
zweite Gruppe 13 aus zueinander parallelen Linien darübergelegt, deren Hauptlinien 11
senkrecht zu den Linien 11 der ersten Gruppe verlaufen. Daraus entsteht das gezeigte
Karomuster mit eingeschlossenen beschichteten Flächenabschnitten 14. Es ist nicht
erforderlich, daß die Linienverläufe der Gruppen in sich geschlossene Schleifen bilden,
sondern man kann wie gezeigt die Endpunkte der Linien unverbunden lassen.
Wie bereits eingangs erwähnt, empfiehlt sich eine derartige Musterausbildung vor allem
bei Verwendung von zirkular polarisierten Wellen. Für linear polarisierte Wellen könnte
man das Strahlungsfenster ggf. mit einer einzigen Gruppe von (vertikalen oder horizon
talen) Linien hinreichend durchlässig machen. Es ist jedoch nicht zwingend notwendig,
die Linien in der transparenten Platte exakt vertikal bzw. horizontal auszurichten, son
dern man könnte auch diagonale Orientierungen vorsehen.
Versuche haben ergeben, daß beim Weglassen der wechselseitigen Verbindungen zwi
schen den Linien im Randbereich zu Feldverzerrungen kommen kann. Dadurch können
im Bereich der bereits erwähnten Streuellipse (Kommunikationszone zwischen stationä
ren und Bordeinheiten) Punkte ohne Kommunikation entstehen.
In der Verbundglasfertigung wird meistens ein Prelaminat aus der PET-Folie und der mit
deren beschichteter Seite verbundenen Klebefolie (Polyvinylbutyral/PVB) verwendet,
um Beschädigungen der Schicht vorzubeugen. Man kann die gewünschte Strukturierung
der Funktionsschichten auch in diesem Prelaminat herstellen, muß jedoch eine geringfü
gige Streuung des Laserstrahls durch die rauhe Oberfläche der PVB-Folie und damit
eine Verbreiterung der Linien gegenüber dem eingeleiteten Strahl in Kauf nehmen.
Für den vorliegenden Anwendungsfall wurde nun gefunden, daß das Strahlungsfenster
10 die besten Transmissionswerte liefert, wenn das Verhältnis von der schichtfreien Flä
che zu seiner Gesamtfläche auf Werte zwischen 25% und 80% eingestellt wird.
Die Breite des gesamten Fensters hängt letztlich von äußeren Systemeigenschaften wie
Anordnung von stationären Übertragungseinheiten zur Fahrbahn und den Richtcharak
teristiken ab. Sie wird jedenfalls größer als die Höhe sein, welch letztere sich im wesent
lichen aus der Wellenlänge und der Amplitude der verwendeten Strahlen sowie der
Schrägstellung der Scheibe in Einbaulage durch einfache Versuche bestimmen läßt.
Sehr gute Ergebnisse für alle denkbaren Einsatzfälle wurden mit einer Breite von 200 mm
und einer Höhe von 100 mm erzielt.
Die Breite der Linien liegt dabei bevorzugt in einem Bereich zwischen 0,1 und 0,4 mm.
Fig. 3 zeigt schließlich den Verlauf der Dämpfungs-Differenz zwischen einer Probe mit
einem auf 120 × 100 mm2 vollständig schichtfreien Fenster und einer Probe mit einem
wie vorstehend erörtert strukturierten Strahlungsfenster. Bei gleichen Außenmaßen von
120 × 100 mm2 war die Funktionsschicht im Probenfenster gleichmäßig mit 0,3 mm
breiten Linien im Abstand von 1,5 mm strukturiert, wobei das Verhältnis zwischen ent
schichteter Fläche und Fenstergesamtfläche knapp 31% betrug.
Die Dämpfung ist in Dezibel über der in Gigahertz angegebenen Frequenz aufgetragen.
Das Differenzmaximum liegt bei etwa 5 GHz und beträgt dort etwa 1,8 dB.
Claims (9)
1. Transparente Platte (1), insbesondere Glasscheibe, mit einer strahlungs
reflektierenden Beschichtung, die mindestens ein hochfrequente Strahlung durch
lassendes Fenster mit einer schichtfreien Fläche aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß das Fenster (10) in einem begrenzten
zusammenhängenden Flächenbereich der Platte (1) ausgebildet ist, in dem
schichtfreie und beschichtete Flächen in einem vorgegebenen Muster so verteilt
sind, daß ein Verhältnis von schichtfreier Fläche zur Gesamtfläche des die
Strahlung durchlassenden Fensters zwischen 25% und 80% vorliegt.
2. Transparente Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Fenster (10) ein Muster aus schichtfreien Linien (11, 11a) definierter Breite und
Länge und durch die Linien (11) voneinander getrennte zusammenhängend
beschichtete Flächenabschnitte (14) umfaßt.
3. Transparente Platte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Muster im wesentlichen aus mindestens einer Gruppe von parallelen,
mäanderartig paarweise an alternierenden Enden durch Übergänge (11a) mit
einander verbundenen Linien (11) besteht.
4. Transparente Platte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das
Muster zwei senkrecht zueinander orientierte Gruppen (12, 13) von zueinander
parallelen Linien (11, 11a) umfaßt.
5. Transparente Platte nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die gegenseitigen, durch die Übergänge (11a) bestimmten Abstände der
Linien zwischen 0,2 und 1,5 mm betragen.
6. Transparente Platte nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Linien (11, 11a) zwischen 0,05 und 0,5 mm breit sind.
7. Transparente Platte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Bereich durch lokales Strukturieren, insbesondere mittels
eines Lasers, einer kontinuierlichen Schicht nach deren Aufbringen erzeugt ist.
8. Transparente Platte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Fenster (10) eine horizontale Ausdehnung (Breite) von
200 mm und eine vertikale Ausdehnung (Höhe) von 100 mm hat.
9. Transparente Platte nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch ge
kennzeichnet, daß am Rand des Fensters weitere Strukturelemente zum opti
schen Auflösen des Übergangs vom Schichtbereich zum Fenster vorgesehen
sind.
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