DE3632252C2 - HF-Abschirmglas - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein HF-Abschirmglas nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches HF-Abschirmglas ist bereits aus der DE 32 31 516 A1 bekannt.

Metallisch geschlossene, geschirmte Räume mit gegen Hoch­ frequenz abgedichteten Türen und Luftdurchlässen, soge­ nannten Wabenkaminen, erreichen die aus technischer Sicht geforderten Schirmdämpfungswerte von < 80 dB oberhalb 1 MHz bis 10 oder 20 GHz ohne Schwierigkeiten.

Der permanente Aufenthalt und das dauernde Arbeiten in derart geschirmten Räumen stellt jedoch für Menschen eine nach der Arbeitsstättenverordnung unzumutbare Belastung dar. Die entsprechenden Bestimmungen der Berufsgenossen­ schaften gestatten deshalb auch nur einen zeitbegrenzten Aufenthalt in derart von der Außenwelt hermetisch abge­ schlossenen Räumen. Ferner kommt hinzu, daß geschirmte Räume mit Wabenkamingittern aus Metall optisch leicht ausspähbar sind. Erwünscht sind daher abschirmende Fen­ ster, die möglichst lichtdurchlässig sind.

Bekannt ist aus der Literatur, vor Glasscheiben oder zwischen Glasscheiben im Verbund metallische, leitfähige Maschendrahtgitter zu legen. So bietet z. B. die Fa. Tecknit, USA, in ihrem Prospekt "EMI Shielding Products Catalog" von 1980, EMC-Glasfenster mit feinem Maschendraht an, der in die Scheiben einge­ lassen ist. Ferner gibt es von demselben Lieferanten ab­ schirmende Scheiben aus durchsichtigem Plastik oder Glas, die mit einer elektrisch gut leitfähigen durchsichtigen Metallschicht kontinuierlich belegt sind.

Unter dem Werbenamen "Aachener Glas" vertreibt die Fa. Vegla, Kinon-Sicherheitstechnik GmbH, in Aachen, abschir­ mende Sicherheitsgläser als optimierte Anordnung mehrerer Glasscheiben und Metallschichten bzw. Metallnetze (vgl. hierzu Firmenprospekt "Elektro-magnetisch schirmende Fenstergläser" der VEGLA-KINON-Sicherheitstechnik GmbH).

Bei tiefen Frequenzen, d. h. im Bereich von 0 Hertz bis 1 MHz ist die magnetische Feldstärke zur Beurteilung von Abschirmmaterial von Bedeutung, da die Schirmdämpfung gegen magnetische Wechselfelder mit der Frequenz gegen Null geht, ein Restmagnetismus sei zunächst nicht betrach­ tet. Die Schirmung gegenüber elektrischen Wechselfeldern liegt in diesen Frequenzbereichen um Größenordnungen höher, z. B. um 80-100 dB. Sie ist bei 0 Hertz theore­ tisch unendlich groß.

Die Schirmdämpfung gegenüber magnetischen Wechselfeldern ist folglich im tiefen Frequenzbereich allein bedeutungs­ voll.

Die Schirmdämpfungswerte der bekannten, oben genannten Produkte sind bis jetzt sehr schlecht im Vergleich zu Wabenkamingittern. Mit Abschirmgläsern erreicht man bis jetzt nur 20 dB-40 dB im Frequenzbereich 20-100 MHz, ein Frequenzbereich, der z. B. die Störstrahlung von DV- Anlagen umfaßt. Noch kritischer ist bei den vorbekannten Lösungen die geringe magnetische Schirmdämpfung von 20 dB bei Frequenzen oberhalb 200 MHz.

Das aus der eingangs genannten DE 32 31 516 A1 bekannte HF- Abschirmglas besteht aus mehreren Glasscheiben, die hinter­ einander zu einem Verbund in einem metallischen Kontakt­ rahmen zusammengefaßt sind, wobei zwischen den Glasscheiben schirmende Strukturen angeordnet sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Abschirmglas der ein­ gangs genannten Art anzugeben, das bei hoher Abschirm­ dämpfung möglichst durchsichtig ist. Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Die wei­ teren Ansprüche beinhalten Ausführungsformen der Erfin­ dung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt das Prinzip eines ersten Ausführungsbei­ spiels der Erfindung.

Im bekannten Fotodruckverfahren wird auf einer herkömm­ lichen Glasscheibe eine Fotoschicht aufgesprüht; eine Maske, die die Leiterbahnen überträgt, wird aufgelegt. Die Glasscheibe wird belichtet und überall dort wird der Fotolack weggeätzt, wo Leiterbahnen im Glas entstehen sollen. Durch das Herausätzen der Leiterbahnen aus dem Glas und das nachfolgende Füllen dieser Vertiefung mit hochleitfähigen und hochtransparenten Elektrolyten werden quadratische oder kreisförmige Leiterbahnen erzeugt, die in sich leitfähige Schleifen bilden. Die Elektrolyten können Flüssigkeiten oder Pasten sein.

Die Größe des Schleifendurchmessers ist proportional zur Wellenlänge, die abgeschirmt werden soll. Durch einfache Vernetzung aller Schleifen kann breitbandig abgeschirmt werden. Eine einzige schirmende Fläche reicht nur für Dämpfungswerte von typisch 20 dB aus. Deshalb wird vor­ geschlagen, eine mehrschichtige Schirmung (Multi-Layer) aufzubauen, Fig. 2, dergestalt, wie sie bei Verbund­ scheiben und Panzerglas gebräuchlich ist. Wichtig für die Schirmwirkung ist jedoch, daß die einzelnen Abschirm­ scheiben keinen elektrischen Kontakt miteinander erhalten, ausgenommen am Kontaktierungsrand. Letzterer ist voll­ ständig aus Metall und wird HF-dicht (< 80 dB) mit dem übrigen Raumschirm verschraubt oder verlötet. Die Schirm­ wirkung wird um so größer, je mehr schirmende Einzelschei­ ben zum Verbundglas zusammengefaßt werden. Um Schirmungs­ werte < 80 dB zu erhalten sind ca. 5 Einzelscheiben mit Abschirmungen erforderlich.

Zweckmäßigerweise werden derart erzeugte Abschirmungs­ scheiben mit metallischen Kontaktierungsrahmen so im Verbund hergestellt wie Panzerglas. Damit können die mechanischen Vorteile der Festigkeit mit den Abschirmungs­ eigenschaften rationell kombiniert werden.

Je Größer der Abstand zwischen je zwei Abschirmungsschei­ ben ist, desto größer wird auch die Schirmdämpfung. Neben herkömmlichem Glas aus Si-O₂-Verbindungen kann auch trans­ parentes Plexiglas o. ä. für die Trägerscheiben benutzt werden.

Die Stärke der elektrolytischen Leiterbahnen sollte min­ destens so stark sein wie die Dicke δ des Skineffektes.

= elektrische Leitfähigkeit
f = Frequenz
µ = magnetische Permeabilität.

Des weiteren lassen sich zusätzliche Einbruchssicherungs­ leitungen nach dem Ruhestrom-Überwachungsprinzip von vornherein mitberücksichtigen.

Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung. Mehrere Verbundscheiben sind durchgehend mit einer gut leitfähigen transparenten elektrolytischen Schicht belegt. Die Schichten zeigen ins Innere des Verbundes.

Fig. 4 und 5 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung, die mit zwei oder drei Glasscheiben auskommen. Zwischen die Scheiben sind Schichten von mehreren Zentimetern Dicke eines flüssigen oder zähflüssigen transparenten Elektro­ lyten gefüllt. Im einfachsten Fall ist dies eine NaCl- Lösung. Der Kontaktrahmen ist dann z. B. aus Edelstahl und der Verbund im Rahmen gut abgedichtet.

Claims (4)

1. HF-Abschirmglas für geschirmte Räume oder Kammern, wobei mehrere Glasscheiben hintereinander zu einem Verbund in einem metallischen Kontaktrahmen zusammengefaßt und zwischen den Glasscheiben schirmen­ de Strukturen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die schirmenden Strukturen aus transparenten, gut leitfähigen Elektroly­ ten gebildet sind.

2. HF-Abschirmglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß in die Glasscheiben Gitter von Leiterschleifen geätzt und mit Elektrolyten verfüllt sind.

3. HF-Abschirmglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß auf die Glasscheiben durchgehende Schichten von Elektrolyten aufgebracht sind.

4. HF-Abschirmglas nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen die Glasscheiben dicke Schichten von flüssigen oder zähflüssigen Elektrolyten gefüllt sind.