DE4416165C2

DE4416165C2 - Radar-absorbing arrangement for window glazing or facade cladding

Info

Publication number: DE4416165C2
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: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2014-05-07
Also published as: DE4416165A1; DE59507115D1; EP0681340B1; EP0681340A1

Description

Die Erfindung betrifft eine radarabsorbierende Anordnung für eine Fenster verglasung oder Fassadenverkleidung in Doppelschichtbauweise mit einer im Bereich der Außenschicht angeordneten elektromagnetische Strahlung teilweise reflektierenden Schicht und einer im Bereich der Innenschicht im Abstand von etwa einem Viertel der Betriebswellenlänge angeordneten weiteren reflektierenden Schicht.The invention relates to a radar-absorbing arrangement for a window Glazing or facade cladding in double-layer construction with one electromagnetic radiation arranged in the region of the outer layer partially reflective layer and one in the area of the inner layer in the Distance of about a quarter of the operating wavelength 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. Da bei ist in der Außenscheibe anstelle der bekannten Widerstandsschicht eine Anordnung paralleler Drähte vorgesehen. Die Reflexion der die Verglasung durchdringenden Strahlung findet mittels einer auf die Innenscheibe aufge dampften Metallschicht statt. Bei der technischen Dimensionierung und Herstellung ergibt sich jedoch das Problem, daß neben der geforderten Präzision und Reproduzierbarkeit der Drahteinlagen die hochleitfähige innenseitig angeordnete Reflexionsschicht unter den gleichen Präzisions anforderungen 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. There at is in the outer pane instead of the known resistance layer Arrangement of parallel wires provided. The reflection of the glazing penetrating radiation is applied to the inner pane by means of a steamed metal layer instead. With the technical dimensioning and Manufacturing, however, the problem arises that in addition to the required Precision and reproducibility of the wire inlays the highly conductive internally arranged reflective layer under the same precision requirements have to be manufactured and installed.

Weiterhin ist aus dem Gebrauchsmuster G 89 15 902.0 ein Fassadenaufbau für Hochbauten bekannt geworden, der wiederum in Doppelschichtbau weise hergestellt wird und der ebenfalls nach dem Prinzip der Interferenz auslöschung einfallende elektromagnetische Strahlung absorbiert. Hierbei ist besonders die Widerstandsschicht Ursache für Probleme hinsichtlich der Reproduzierbarkeit bei der HerstellungFurthermore, the utility model G 89 15 902.0 is a facade structure known for high-rise buildings, which in turn in double-layer construction is produced wisely and also on the principle of interference extinction absorbs incident electromagnetic radiation. Here the resistance layer in particular is the cause of problems regarding the Reproducibility in manufacturing

Schließlich beschreibt die DE 40 08 660 A1 eine nach dem Interferenz absorberprinzip arbeitende radarabsorbierende Anordnung für eine Fenster verglasung oder Fassadenverkleidung, bei der die im Bereich der Innen schicht angeordnete reflektierende Schicht aus einer leitfähigen Rasterbe dampfung besteht.Finally, DE 40 08 660 A1 describes one after the interference absorber principle working radar absorbing arrangement for a window glazing or facade cladding, in the case of the interior layer-arranged reflective layer made of a conductive grid damping exists.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Bauweise für radarabsorbieren de 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 de Specify 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, elektrisch leitfähigen Fasern 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, electrically conductive fibers, which are in an orderly geometric patterns are arranged.

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 Anord nung an die elektromagnetischen und baumechanischen Gegebenheiten am Einbauort.The particular advantages of the design according to the invention are one in the much easier and cheaper to manufacture and on the other hand in the extensive adaptability of the arrangement to the electromagnetic and structural mechanical conditions on Installation location.

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 ge staltet 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 . In the same design, a facade cladding can also be designed.

Die Innenscheibe 6 ist hierbei als Doppelscheibe ausgeführt, wobei zwi schen den Einzelscheiben der Doppelscheibe eine Schicht 7 aus parallel verlaufenden Fasern L eingefügt ist. Die Außen- und die Innenscheibe 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 elek trischen Leitfähigkeit ausgeführt ist. Die Beschichtung 3 kann beispiels weise aus Metalloxid hergestellt sein. Die Beschichtungen 5 und 8 der Innenscheibe 6 können ebenfalls bei Bedarf aufgebracht sein. Es ist hierbei jedoch zu beachten, daß diese Schichten eine nur sehr geringe Leitfähigkeit aufweisen, um die Wirksamkeit der elektrisch leitfähigen Fasern L der Schicht 7 nicht zu beeinflussen.The inner pane 6 is designed as a double pane, a layer 7 of fibers L running in parallel being inserted between the individual panes of the double pane. The outer and inner panes 2 , 6 can be provided with optically or thermally active coatings if required. 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. The coatings 5 and 8 of the inner pane 6 can also be applied if necessary. However, it should be noted here that these layers have only a very low conductivity in order not to influence the effectiveness of the electrically conductive fibers L of the 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 aus genutzt. 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. 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 Be reich der Innenscheibe(n) 6 gebildet. Der elektrisch wirksame Teil der Schicht 7 besteht aus parallel zueinanderliegenden, elektrisch leitfähigen Fasern L, deren Vorzugsrichtung abhängig von der Polarisation der am Ein bauort einfallenden elektromagnetischen Strahlung R eingestellt wird. Ein bestimmter Anteil der Transmission T elektromagnetischer Strahlung wird dabei toleriert. Bei einer Dimensionierung der Anordnung für eine Be triebsfrequenz von etwa 1 GHz ergeben sich folgende vorteilhafte Be maßungen: Die Dicke der Außenscheibe 2 beträgt zwischen 8 und 14 mm, die der Innenscheibe zwischen 6 und 10 mm. Die Weite des Zwischen raumes 4 wird im Bereich von 12 bis 20 mm eingestellt. Die Länge der Fasern L wird im Bereich zwischen 5 und 80 cm gewählt. Der Abstand d zweier benachbarter Fasern L beträgt etwa 10 bis 40 mm, die Breite b einer Faser ist kleiner als 0,5 mm. Die Dimensionierung der Anordnung im Rah men dieser Parameter bestimmt die Amplitude und die Phasenverschiebung des an der Schicht 7 reflektierten Anteils der elektromagnetischen Strah lung. Hieraus ergibt sich zusammen mit der Reflexion an der Außenscheibe 2 die Intensität der Reflexionsunterdrückung der Gesamtbauweise. The second plane of reflection is formed by the reflective layer 7 in the area of the inner pane (s) 6 . The electrically effective part of the layer 7 consists of mutually parallel, electrically conductive fibers 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 of electromagnetic radiation is tolerated. When dimensioning the arrangement 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 intermediate space 4 is set in the range from 12 to 20 mm. The length of the fibers L is chosen in the range between 5 and 80 cm. The distance d between two adjacent fibers L is approximately 10 to 40 mm, the width b of a fiber 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 . Together with the reflection on the outer pane 2, this results in the intensity of the reflection suppression of the overall construction.

Beim Herstellprozeß sind die Lage und die Anordnung der Fasern innerhalb der beschriebenen Bauweisen leicht an die am Einbauort gegebenen Ver hältnisse anzupasen. Weiterhin kann eine Anpassung auch dadurch erfol gen, daß der erforderliche Abstand zur reflektierenden Oberfläche der reflektierenden Schicht 7 eingeschränkt einstellbar ist. Die erfindungsge mäße Anordnung der Fasern L wirkt in der angegebenen Dimensionierung nicht wie eine Bauweise mit flächig verteilten, frequenzselektiv wirksamen Strahlungselementen, sondern die Gesamtheit der Fasern L erzeugt das Re flexionsverhalten einer homogenen Schicht mit definierter Oberflächenleit fähigkeit, die an einem virtuellen Ort wirkt. Darüber hinaus weist die An ordnung bei Fensterverglasungen den Vorteil einer hohen optischen Trans parenz auf. In the manufacturing process, the location and the arrangement of the fibers within the described construction methods are easy to adapt to the conditions at the installation site. Furthermore, an adjustment can also be made in that the required distance from the reflecting surface of the reflecting layer 7 can be adjusted to a limited extent. The arrangement of the fibers L according to the invention does not act in the specified dimensioning like a construction with surface-distributed, frequency-selective radiation elements, but the entirety of the fibers L produces the reflection behavior of a homogeneous layer with defined surface conductivity, which acts in a virtual location. In addition, the arrangement of window glazing has the advantage of high optical transparency.

Bei der vorgegebenen Dimensionierung ergibt sich für die aus den Fasern L gebildete Reflexionsebene eine Reflexionsintensität, die einem realisierten Widerstand von etwa 120 bis 180 Ω/ einer Oberfläche 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 Reflexionsort der reflektierenden Schicht 7 etwa ein Viertel der Betriebswellenlänge voneinander beab standet sind, die Bedingungen für einen Jaumann-Absorber erfüllt.Given the specified dimensioning, the reflection plane formed from the fibers L results in a reflection intensity which corresponds to a realized resistance of approximately 120 to 180 Ω / a surface whose position is at a greater distance from the outer pane 2 than the actual distance between the reflecting layer 7 and the outer pane 2 . Thus, on the condition that the reflecting surface of the outer pane 2 and the fictitious reflection location of the reflecting layer 7 are spaced about a quarter of the operating wavelength apart, the conditions for a Jaumann absorber are met.

Die Fig. 2 zeigt eine Variante der bereits beschriebenen Bauweise. Hierbei wird die reflektierende Schicht auf der Innenseite der Außenscheibe/- 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 is applied to the inside of the outer pane / layer 2 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. Je nach Anwendungsfall haben sich elektrisch leit fähige Fasern zur Herstellung der reflektierenden Schicht bewährt. Ebenso können elektrisch leitfähige Fasern, Drähte o. ä. in einem textilen Gewebe eingearbeitet sein. Für Fensterverglasungen hat sich eine Bauweise als be sonders geeignet erwiesen, bei der leitfähige Elemente L auf einer Kunst stoffolie, beispielsweise aus Polyvinylbutyral (PVB), aufgebracht worden ist.Various designs of the reflective layer 7 have proven to be advantageous. Depending on the application, electrically conductive fibers have proven successful for producing the reflective layer. Electrically conductive fibers, wires or the like can also be incorporated 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 aufge baute 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 similarly built facade 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.

Claims

1. Radar-absorbing arrangement for a window glazing or facade cladding in a double-layer construction with an electromagnetic radiation arranged in the area of the outer layer partially re reflective layer and a further re reflective layer arranged in the area of the inner layer at a distance of about a quarter of the operating wavelength, characterized in that the Area of the inner layer ( 6 ) arranged reflective layer ( 7 ) consists of parallel to each other electrically conductive fibers, which are arranged in a geordne th geometric pattern.

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

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the electrically conductive fibers (L) are applied in a plastic film are.

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the reflective layer ( 7 ) on a surface ( 5 ) of the inner layer ( 6 ) is attached.

5. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the inner layer ( 6 ) is designed as a double layer in which the reflective layer ( 7 ) is arranged.

6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inner and / or outer layer ( 2 , 6 ) consist of float glass.

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

8. Arrangement according to claim 6 or 7, characterized in that the reflective layer ( 7 ) is arranged in the laminated safety glass.

9. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inner and / or outer layer ( 2 , 6 ) consists of a building ceramic material.

10. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inner and / or outer layer ( 2 , 6 ) consists of fiber cement.

11. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inner and / or outer layer ( 2 , 6 ) consists of a laminated material.

12. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inner and / or outer layer ( 2 , 6 ) consists of an insulating material.