DE4416165A1

DE4416165A1 - Radar-absorbing arrangement for window glazing or facade cladding

Info

Publication number: DE4416165A1
Application number: DE4416165A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dr Frye; Heimfrid Dr Gerke
Original assignee: Daimler Benz Aerospace AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1994-05-06
Filing date: 1994-05-06
Publication date: 1995-11-09
Anticipated expiration: 2014-05-07
Also published as: DE4416165C2; EP0681340B1; DE59507115D1; EP0681340A1

Description

Die Erfindung betrifft eine radarabsorbierende Anordnung für eine Fen sterverglasung oder Fassadenverkleidung in Doppelschichtbauweise mit ei ner im Bereich der Außenschicht angeordneten elektromagnetische Strah lung teilweise reflektierenden Schicht und einer im Bereich der Innen schicht im Abstand von etwa einem Viertel der Betriebswellenlänge ange ordneten weiteren reflektierenden Schicht.The invention relates to a radar absorbing arrangement for a fen double glazing or façade cladding with egg ner arranged in the region of the outer layer electromagnetic beam partially reflective layer and one in the area of the interior layer at a distance of about a quarter of the operating wavelength ordered another reflective layer.

In der Patentschrift 42 27 032 C1 ist eine Fensterverglasung in Doppel schichtbauweise beschrieben, die nach dem Prinzip des Jaumann-Absorbers die Reflexion einfallender elektromagnetischer Strahlung unterdrückt. Dabei ist in der Außenscheibe anstelle der bekannten Widerstandsschicht eine Anordnung parallel er Drähte vorgesehen. Die Reflexion der die Ver glasung durchdringenden Strahlung findet mittels einer auf die Innen scheibe aufgedampften Metallschicht statt. Bei der technischen Dimensio nierung und Herstellung ergibt sich jedoch das Problem, daß neben der geforderten Präzision und Reproduzierbarkeit der Drahteinlagen die hoch leitfähige innenseitig angeordnete Reflexionsschicht unter den gleichen Präzisionsanforderungen herzustellen und einzubauen ist.In the patent specification 42 27 032 C1, window glazing is double layered construction described, based on the principle of the Jaumann absorber suppresses the reflection of incident electromagnetic radiation. It is in the outer pane instead of the known resistance layer an arrangement parallel he wires provided. The reflection of the Ver Radiation penetrating radiation finds its way onto the inside slice of evaporated metal layer instead. With the technical dimension nation and production, however, there is the problem that in addition to required precision and reproducibility of the wire inserts the high conductive reflective layer arranged on the inside among the same Precision requirements must be manufactured and installed.

Weiterhin ist aus dem Gebrauchsmuster G 89 15 902.0 ein Fassadenaufbau für Hochbauten bekannt geworden, der wiederum in Doppelschichtbauweise hergestellt wird und der ebenfalls nach dem Prinzip der Interferenzaus lösung einfallende elektromagnetische Strahlung absorbiert. Hierbei ist besonders die Widerstandsschicht Ursache für Probleme hinsichtlich der Reproduzierbarkeit bei der Herstellung.Furthermore, the utility model G 89 15 902.0 is a facade structure has become known for high-rise buildings, which in turn have a double-layer construction is produced and which is also based on the principle of interference solution absorbing incident electromagnetic radiation. Here is especially the resistance layer cause for problems regarding the Reproducibility in manufacturing.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Bauweise für radarabsorbie rende Fensterverglasungen oder Fassadenverkleidungen anzugeben, die das Herstellverfahren vereinfacht und die eine Anpassung der elektrischen Eigenschaften an die am Einbauort vorgegebenen Verhältnisse erlaubt.It is therefore an object of the invention to provide a construction for radar absorption Specifying window glazing or facade cladding that the Manufacturing process simplified and the adaptation of the electrical Properties allowed to the conditions specified at the installation site.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die im Bereich der Innenschicht angeordnete reflektierende Schicht aus parallel zueinander liegenden, drahtförmigen elektrischen Leiterabschnitten besteht, die in einem geordneten geometrischen Muster angeordnet sind.The object is achieved in that in the area of Inner layer arranged reflective layer made of parallel to each other lying, wire-shaped electrical conductor sections, which in are arranged in an ordered geometric pattern.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Anordnung sind in den Unteran sprüchen beschrieben.Further advantageous embodiments of the arrangement are in the Unteran sayings described.

Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Bauweise liegen zum einen in der erheblich erleichterten und preisgünstigeren Herstellbarkeit und zum anderen in der umfangreichen Anpassungsfähigkeit der Anordnung an die elektromagnetischen und baumechanischen Gegebenheiten am Einbauort.The particular advantages of the design according to the invention lie on the one hand in the much easier and cheaper to manufacture and on the other hand in the extensive adaptability of the arrangement the electromagnetic and structural conditions at the installation site.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:Embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below. Show it:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Isolierverglasung mit zwei Scheiben; Figure 1 shows a section through double glazing with two panes.

Fig. 2 eine Variante einer radarabsorbierenden Doppelschichtanordnung. Fig. 2 shows a variant of a radar-absorbing double-layer arrangement.

Das Ausführungsbeispiel in Fig. 1 zeigt eine Doppelschichtbauweise einer Isolierverglasung. Die Außenscheibe 2 ist mittels eines evakuierten oder gasgefüllten Zwischenraumes 4 von der Innenscheibe 6 beabstandet ange ordnet. In der gleichen Bauweise kann auch eine Fassadenverkleidung gestaltet sein.The exemplary embodiment in FIG. 1 shows a double-layer construction of insulating glazing. The outer pane 2 is spaced apart by means of an evacuated or gas-filled intermediate space 4 from the inner pane 6 . A facade cladding can also be designed in the same construction.

Die Innenscheibe 6 ist hierbei als Doppelscheibe ausgeführt, wobei zwi schen den Einzelscheiben der Doppelscheibe eine Schicht 7 aus parallel verlaufenden Leiterabschnitten L eingefügt ist. Die Außen- und die In nenscheibe 2, 6 können bei Bedarf mit optisch bzw. thermisch wirksamen Beschichtungen versehen sein. So besteht die außenliegende Schicht 1 der Außenscheibe 2 aus einer rein optisch wirksamen Beschichtung, während die innenliegende Schicht 3 als wärmedämmende Beschichtung mit einer sehr geringen elektrischen Leitfähigkeit ausgeführt ist. Die Beschich tung 3 kann beispielsweise aus Metalloxid hergestellt sein. Die Be schichtungen 5 und 8 der Innenscheibe 6 können ebenfalls bei Bedarf auf gebracht sein. Es ist hierbei jedoch zu beachten, daß diese Schichten eine nur sehr geringe Leitfähigkeit aufweisen, um die Wirksamkeit der elektrisch leitfähigen Leiterabschnitte L der Schicht 7 nicht zu beein flussen.The inner pane 6 is designed as a double pane, a layer 7 of parallel conductor sections L being inserted between the individual panes of the double pane. The outer and inner lens 2, 6 can be provided with optically or thermally active coatings if necessary. Thus, the outer layer 1 of the outer pane 2 consists of a purely optically effective coating, while the inner layer 3 is designed as a heat-insulating coating with a very low electrical conductivity. The coating 3 can for example be made of metal oxide. Be the layers 5 and 8 of the inner pane 6 can also be brought on if necessary. However, it should be noted that these layers have only a very low conductivity, so as not to influence the effectiveness of the electrically conductive conductor sections L of layer 7 .

Da die Anordnung das Funktionsprinzip des Jaumann-Absorbers benutzt, müssen zwei reflektierende Schichten vorhanden sein, deren Abstand zu einander im wesentlichen von der Betriebsfrequenz der einfallenden elek tromagnetischen Strahlung R abhängig ist. Wie in Fig. 1 dargestellt, fällt die elektromagnetische Strahlung R zunächst auf die Außenschicht 1 der Außenscheibe 2 bzw. direkt auf die Außenscheibe 2. Hierbei wird vor zugsweise die natürliche Reflexion der Außenschicht bzw. -scheibe ausge nutzt. Falls diese nicht ausreichen sollte, kann der Reflexionsgrad bei spielsweise durch eine aufgedampfte Metallschicht 1 erhöht werden.Since the arrangement uses the principle of operation of the Jaumann absorber, two reflective layers must be present, the distance between which is essentially dependent on the operating frequency of the incident electromagnetic radiation R. As shown in FIG. 1, the electromagnetic radiation R initially falls on the outer layer 1 of the outer pane 2 or directly on the outer pane 2 . Here, the natural reflection of the outer layer or disk is preferably used out. If this should not be sufficient, the degree of reflection can be increased, for example, by a vapor-deposited metal layer 1 .

Die zweite Reflexionsebene wird durch die reflektierende Schicht 7 im Bereich der Innenscheibe(n) 6 gebildet. Der elektrisch wirksame Teil der Schicht 7 besteht aus parallel zueinanderliegenden, drahtförmigen elek trischen Leiterabschnitten L, deren Vorzugsrichtung abhängig von der Po larisation der am Einbauort einfallenden elektromagnetischen Strahlung R eingestellt wird. Ein bestimmter Anteil der Transmission T elektromagne tischer Strahlung wird dabei toleriert. Bei einer Dimensionierung der Anordnung für eine Betriebsfrequenz von etwa 1 GHz ergeben sich folgende vorteilhafte Bemaßungen: Die Dicke der Außenscheibe 2 beträgt zwischen 8 und 14 mm, die der Innenscheibe zwischen 6 und 10 mm. Die Weite des Zwi schenraumes 4 wird im Bereich von 12 bis 20 mm eingestellt. Die Länge der Leiterabschnitte L wird im Bereich zwischen 5 und 80 cm gewählt. Der Abstand d zweier benachbarter Leiterabschnitte L beträgt etwa 10 bis 40 mm, die Breite b eines Leiterabschnittes ist kleiner als 0,5 mm. Die Di mensionierung der Anordnung im Rahmen dieser Parameter bestimmt die Am plitude und die Phasenverschiebung des an der Schicht 7 reflektierten Anteils der elektromagnetischen Strahlung. Hieraus ergibt sich zusammen mit der Reflexion an der Außenscheibe 2 die Intensität der Reflexionsun terdrückung der Gesamtbauweise. The second reflection plane is formed by the reflective layer 7 in the area of the inner pane (s) 6 . The electrically active part of the layer 7 consists of parallel, wire-shaped electrical conductor sections L, the preferred direction of which is set depending on the polarization of the incident electromagnetic radiation R at the installation site. A certain proportion of the transmission T electromagnetic radiation is tolerated. If the arrangement is dimensioned for an operating frequency of approximately 1 GHz, the following advantageous dimensions result: the thickness of the outer pane 2 is between 8 and 14 mm, that of the inner pane between 6 and 10 mm. The width of the inter mediate space 4 is set in the range of 12 to 20 mm. The length of the conductor sections L is selected in the range between 5 and 80 cm. The distance d between two adjacent conductor sections L is approximately 10 to 40 mm, the width b of a conductor section is less than 0.5 mm. The dimensioning of the arrangement in the context of these parameters determines the amplitude and the phase shift of the portion of the electromagnetic radiation reflected on the layer 7 . This, together with the reflection on the outer pane 2, results in the intensity of the reflection suppressing the overall design.

Bei der vorgegebenen Dimensionierung ergibt sich für die aus den Leiter abschnitten L gebildete Reflexionsebene eine Reflexionsintensität, die einem realisierten Widerstand von etwa 120 bis 180 Ω/ einer Ober fläche entspricht, deren Lage einen größeren Abstand zur äußeren Scheibe 2 hat als der tatsächliche Abstand zwischen der reflektierenden Schicht 7 und der Außenscheibe 2 ist. Somit sind unter der Voraussetzung, daß die reflektierende Oberfläche der Außenscheibe 2 und der fiktive Re flexionsort der reflektierenden Schicht 7 etwa ein Viertel der Betriebs wellenlänge voneinander beabstandet sind, die Bedingungen für einen Jau mann-Absorber erfüllt.Given the dimensioning, the reflection plane formed from the conductor sections L has a reflection intensity which corresponds to a realized resistance of approximately 120 to 180 Ω / an upper surface, the location of which has a greater distance from the outer pane 2 than the actual distance between the reflective layer 7 and the outer pane 2 . Thus, provided that the reflective surface of the outer pane 2 and the fictional re flexion site of the reflective layer 7 are spaced about a quarter of the operating wavelength apart, the conditions for a Jau mann absorber are met.

Die Fig. 2 zeigt eine Variante der bereits beschriebenen Bauweise. Hier bei wird die reflektierende Schicht auf der Innenseite der Außenschei be/-schicht 2 anstelle der Beschichtung 3 angebracht. Durch Abwandlung der oben genannten Dimensionierungsvorschriften werden ebenso die Bedin gungen für einen Jaumann-Absorber erfüllt. FIG. 2 shows a variant of the construction already described. Here, the reflective layer on the inside of the outer pane / layer 2 is applied instead of the coating 3 . By modifying the dimensioning rules mentioned above, the conditions for a Jaumann absorber are also met.

Als vorteilhaft haben sich verschiedene Ausführungen der reflektierenden Schicht 7 erwiesen. Eine naheliegende Bauweise besteht in der Verwendung von Drahtabschnitten, die in der angegebenen Dimensionierung auf die Scheibe/Schicht 2 bzw. 6 aufgebracht werden. Als besonders geeignet ha ben sich hierbei Wolframdrähte erwiesen, die aufgrund ihrer geringen Dicke in einer Fensterverglasung kaum noch optisch wahrgenommen werden können. Je nach Anwendungsfall haben sich auch elektrisch leitfähige Fa sern zur Herstellung der reflektierenden Schicht bewährt. Ebenso können elektrisch leitfähige Fasern, Drähte o. ä. in einem textilen Gewebe ein gearbeitet sein. Für Fensterverglasungen hat sich eine Bauweise als be sonders geeignet erwiesen, bei der leitfähige Elemente L auf einer Kunststoffolie, beispielsweise aus Polyvinylbutyral (PVB), aufgebracht worden sind.Various designs of the reflective layer 7 have proven to be advantageous. An obvious construction method consists in the use of wire sections which are applied to the pane / layer 2 or 6 in the specified dimensioning. Tungsten wires have proven to be particularly suitable here, which due to their small thickness can hardly be perceived optically in window glazing. Depending on the application, electrically conductive fibers have also proven successful for producing the reflective layer. Similarly, electrically conductive fibers, wires or the like can be worked into a textile fabric. For window glazing, a design has proven to be particularly suitable, in which conductive elements L have been applied to a plastic film, for example made of polyvinyl butyral (PVB).

Die erfindungsgemäße radarabsorbierende Anordnung eignet sich nicht nur für Fensterverglasungen, sondern in gleicher Weise auch für ähnlich auf gebaute Fassadenverkleidungen. Anstelle der Fenstergläser werden im Bau wesen bekannte nicht leitfähige Baustoffe wie Baukeramik, Faserzement oder Schichtpreß-Werkstoff eingesetzt. Thermisch wirksame Isolierdämm stoffe sind ebenfalls geeignet.The radar-absorbing arrangement according to the invention is not only suitable for window glazing, but in the same way for similar built cladding. Instead of the window glasses are under construction be known non-conductive building materials such as building ceramics, fiber cement or laminated material used. Thermally effective insulation fabrics are also suitable.

Beim Herstellprozeß sind die Lage und die Anordnung der Leiterabschnitte innerhalb der beschriebenen Bauweisen leicht an die am Einbauort gegebe nen Verhältnisse anzupassen. Weiterhin kann eine Anpassung auch dadurch erfolgen, daß der erforderliche Abstand zur reflektierenden Oberfläche der Außenschicht 2 durch die phasenbedingte Verschiebung der Reflexion der reflektierenden Schicht 7 eingeschränkt einstellbar ist. Die erfin dungsgemäße Anordnung der Leiterabschnitte L wirkt in der angegebenen Dimensionierung nicht wie eine Bauweise mit flächig verteilten, fre quenzselektiv wirksamen Strahlungselementen, sondern die Gesamtheit der Leiterabschnitte L erzeugt das Reflexionsverhalten einer homogenen Schicht mit definierter Oberflächenleitfähigkeit, die an einem virtuel len Ort wirkt. Darüber hinaus weist die Anordnung bei Fensterverglasun gen den Vorteil einer hohen optischen Transparenz auf.In the manufacturing process, the location and arrangement of the conductor sections within the described designs are easily adapted to the conditions given at the installation site. Furthermore, an adjustment can also be made in that the required distance from the reflecting surface of the outer layer 2 can be adjusted to a limited extent by the phase-dependent shift in the reflection of the reflecting layer 7 . The arrangement of the conductor sections L according to the invention does not act in the specified dimensioning like a construction with flatly distributed, frequency-selective radiation elements, but the entirety of the conductor sections L generates the reflection behavior of a homogeneous layer with defined surface conductivity, which acts at a virtual location. In addition, the arrangement with window glazing has the advantage of high optical transparency.

Claims

1. Radar-absorbing arrangement for a window glazing or facade cladding in double-layer construction with an electromagnetic radiation arranged in the region of the outer layer partially reflective layer and an arranged in the region of the inner layer at a distance of about a quarter of the operating wavelength further reflective layer, characterized in that the in the area of the inner layer ( 6 ) arranged reflective layer ( 7 ) consisting of parallel, wire-shaped electrical conductor sections (L) be, which are arranged in an ordered geometric pattern.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the re reflective layer ( 7 ) consists of electrically conductive fibers.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the electrically conductive elements (L) in a textile fabric works.

4. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the electrically conductive elements (L) on a plastic film are brought.

5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the reflective layer ( 7 ) on a surface ( 5 ) of the inner layer ( 6 ) is attached.

6. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the inner layer ( 6 ) is designed as a double layer in which the reflective layer ( 7 ) is arranged.

7. Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the inner and / or outer layer ( 2 , 6 ) consist of float glass.

8. Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the inner layer ( 6 ) and / or outer layer ( 2 ) is designed as Verbundsi safety glass.

9. Arrangement according to claim 7 or 8, characterized in that the reflective layer ( 7 ) is arranged in the laminated safety glass.

10. Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the inner and / or outer layer ( 2 , 6 ) consists of a baukera mix material.

11. Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the inner and / or outer layer ( 2 , 6 ) consists of fiber cement.

12. Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the inner and / or outer layer ( 2 , 6 ) consists of a layer of press material.

13. Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the inner and / or outer layer ( 2 , 6 ) consists of an insulating insulation.