EP1778944A1 - Radarabschirmende verglasung - Google Patents

Radarabschirmende verglasung

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Publication number
EP1778944A1
EP1778944A1 EP05771843A EP05771843A EP1778944A1 EP 1778944 A1 EP1778944 A1 EP 1778944A1 EP 05771843 A EP05771843 A EP 05771843A EP 05771843 A EP05771843 A EP 05771843A EP 1778944 A1 EP1778944 A1 EP 1778944A1
Authority
EP
European Patent Office
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glazing according
conductor structures
structures
glazing
substrate
Prior art date
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Granted
Application number
EP05771843A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1778944B1 (de
Inventor
Andreas Frye
Walter Schreiber
Frank Rubbert
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Airbus Defence and Space GmbH
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Original Assignee
EADS Deutschland GmbH
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
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Filing date
Publication date
Application filed by EADS Deutschland GmbH, Saint Gobain Glass France SAS, Compagnie de Saint Gobain SA filed Critical EADS Deutschland GmbH
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Publication of EP1778944A1 publication Critical patent/EP1778944A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1778944B1 publication Critical patent/EP1778944B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E06—DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06B—FIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B5/00—Doors, windows, or like closures for special purposes; Border constructions therefor
    • E06B5/10—Doors, windows, or like closures for special purposes; Border constructions therefor for protection against air-raid or other war-like action; for other protective purposes
    • E06B5/18—Doors, windows, or like closures for special purposes; Border constructions therefor for protection against air-raid or other war-like action; for other protective purposes against harmful radiation

Definitions

  • the invention relates to a radar beam shielding or absorbing Vergla ⁇ sung with the features of the preamble of claim 1.
  • Such glazing serve on the one hand radar reflections of buildings, the z. B. with heat insulating (insulating) glazing are equipped to prevent, on the other hand to minimize the passage of radar radiation into the respective building.
  • Heat-insulating glazings mostly contain metal-containing transparent coatings which not only radiate heat but also radar rays to a high degree.
  • the radiation-shielding structure is quite preferably arranged on the outer pane facing the incident radiation.
  • Under glazing is here any transparent glass or plastic disc understood that z. B. can be used as a windowpane. In the present context, it is only important to provide the disks as dielectric (electrically nonconductive) substrates.
  • a relevant glazing which is composed in the manner of a Isolier ⁇ or composite disc of several transparent rigid discs, wo ⁇ are embedded in two intermediate layers of thread-like conductors in the intermediate layers between the rigid discs.
  • the aim of this arrangement is to form a Jaumann absorber with which reflected beams are extinguished as completely as possible as a result of phase shifts between the reflection planes. Even those rays which still pass through the planes of reflection, cancel each other out completely in the ideal case.
  • the thread-like conductors are formed from thin wires which are embedded in the intermediate layers of the glazing. As the material of the wires is mostly used because of the required high mechanical strength tungsten at the lowest possible thickness.
  • DE 42 27 032 C1 discloses a functionally identical glazing in which a radar beam at least partially reflecting electrically conductive continuous coating is arranged on a disc, wherein in the direction of incidence of the beams before this layer, another layer of parallel wires is spanned.
  • DE 203 04 806 U1 describes relevant glazings in which the wires are replaced by printed and partially baked continuous, parallel conductor tracks of electrically conductive material.
  • the basic suitability of printed conductive structures for shielding purposes has also been described in DE 72 14 966 U1.
  • WO 94/24724 A1 describes a broadband absorber for electromagnetic waves, in particular radar waves, which should be thin, flexible and lightweight and should operate in a frequency band from 2 to 18 GHz with less than -15 dB reflection.
  • antenna patterns can be applied to a substrate by screen printing a preferred paste having a defined electrical resistance. These patterns can also comprise discontinuous structures.
  • the document makes no reference to glazing or to the application of the said structures to transparent substrates, nor does it provide information about a particularly low conductivity and width of the printed structures.
  • lossy electrical elements are introduced into the conductor structures.
  • the dielectric substrates are also doped with lossy electrical elements.
  • DE 200 19 445 U1 describes a glass pane with printed electrical conductor structures or tracks, which are not wider than 0.3 mm, with the aim of making these tracks optically as inconspicuous as possible, but nevertheless ensuring a good electrical conductivity.
  • This disc is used in particular as a heating or antenna disc; All tracks are connected on both sides via busbars and can be acted upon by electrical voltage to be heated with the current flowing through them.
  • a high-grade thixotropic screen printing paste with a very high silver content (up to 88%) was used, and the printing screens were optimized to produce the narrowest possible printed conductors.
  • the invention is based on the object of specifying an optically even further improved radar beams shielding or absorbing glazing with printed conductor structures.
  • a resolution or division of the so far over the surface of the substrate passing Lei ⁇ terbahnen or wire sections in discontinuous sections also completely meets the requirements for the absorption or extinction of the radiation to be attenuated.
  • the present invention acts essentially by superposition of waves or by the mutual cancellation of superimposed waves. Said structure sections may be small in comparison with the covered area of the substrate or with its (largest) edge length.
  • screen printing can be used pri ⁇ mär. This can be carried out in a conventional manner by means of textile sieve stencils, or else with the process described in EP 974 458 B1 and related processes.
  • such structures may also be treated with other techniques, e.g. B. by spraying or Ex ⁇ trudiieren as narrow strands of a metal-containing material using nozzles (in particu lar also with inkjet printers or similar devices) are applied auf ⁇ on the surface. It is also possible to use a technique which initially applies a uniform planar layer of a fine-grained, metal-containing material and then draws one or more traces in this layer with the aid of a focused laser beam, which is fused to the substrate, then the remaining one to remove coating not affected by the jet.
  • nozzles in particu lar also with inkjet printers or similar devices
  • a further contribution to the improvement of the overall product can be achieved by minimizing the width of the printed structures according to the teaching of the aforementioned utility model DE 200 19 445 U1. Since it is not necessary to apply or print an overall electrically conductive, longer web but only relatively short metal-containing, low-resistance sections, the web width can be minimized even further than previously thought, without having to accept the risk of line interruptions. For this minimization z.
  • the available screen-printing pastes and sieves can be further optimized in experiments.
  • the discrete conductor sections of the same length are arranged in the same axial and lateral distances on the surface of a substrate.
  • the structures of the invention can without loss of shielding the structures of the invention also deliberately to use decorative additional effects by one hand designed their forms complacent, on the other hand arranges them in patterns and possibly different form elements, individually or in groups, on one and the same substrate surface next to each other used.
  • the structural sections need not be the same width or narrow everywhere, but their widths can vary over their length.
  • the structures according to the invention with defined dimensions can also make up only a subset of the structures present in total on a substrate surface, in that they contain, for example, B. be combined with the usual continuous lines.
  • continuous lines with structures with defined dimensions can also be completely different in the sense of the above-mentioned decorative design, frame, etc.
  • the structures with defined dimensions can according to a preferred embodiment lengths between 60 and 100 mm, an axial free distance between two adjacent Antennen ⁇ elements of 50 to 90 mm and a lateral distance between 10 and 18 mm administrat ⁇ introduced.
  • Their orientation to the electric field strength vector of the electromagnetic radiation to be absorbed may preferably have an angle between 10 ° and 65 °.
  • All structural elements can be arranged on the surface lying outside in the incident direction of the radiation or on an inner surface of the glazing.
  • the metal, in particular silver content of the material forming the structures is greater than 75%, up to 88%. According to previous findings, this latter value is a limit value for reliable processing of screen printing pastes, which essentially contain a mixture of glass frit and silver particles, and for the later mechanical stability of the printed line structures.
  • this ensures a very low ohmic resistance of these structures, which supports a high efficiency of the absorber.
  • An ohmic resistance of at most 0.5 ⁇ , measured to a conductor length of 1 m with constant cross section, is preferably set.
  • the resistance value can be determined both by the width of the conductor track and by its elevation over the substrate surface to be influenced.
  • a continuous electrically conductive coating is provided on the second reflection plane of the glazing, its surface resistance should be in the range from 10 ⁇ sq to 30 ⁇ sq . However, layers with even lower surface resistances up to 2 ⁇ sq can also be produced and used according to the invention.
  • glazings according to the invention are preferably used as building, ship, aircraft or vehicle glazings or window panes. Due to the low optical conspicuousness of the discontinuous and, moreover, in the transparent direction particularly fine or narrow conductor structures and the relatively low weight of such discs, a variety of fields of application arise.
  • FIG. 1 shows a substrate with three different embodiments of discontinuous elec ⁇ trically conductive structures whose dimensions are small compared with the covered area.
  • FIG. 2 shows a view of a glazing with a first arrangement of two reflection planes
  • FIG. 3 shows a view of a glazing with a second arrangement of two reflection planes
  • 4 shows a view of a glazing with a third arrangement of two reflection planes.
  • two substrates 1, 2 in the form of a glass pane are schematically divided into three fields 1.1, 1.2 and 1.3 or 2.1, 2.2 and 2.3 in order to show different configurations of discontinuous, electrically conductive structures with defined dimensions.
  • the field 1.1 contains obliquely set simple straight lines 3, the field 1.2 is covered with rectangles 4, the field 1.3 with triangles 5 in an alternating arrangement, once on one Page, once standing on a point.
  • the field 2.1 of the substrate 2 contains crosses 6, the field 2.2 S-arches 7, and the field 2.3 is covered with quarter-curves 8 in different Anstell-alignments.
  • Fig. 2 shows a sectional view of a double-walled glazing 10, the z. B. as an insulating unit of two rigid discs 1 and 11 (and not shown here spacer frame) can be executed gratis ⁇ .
  • a surface of a first substrate 1 covered with discontinuous structures 3 of the type discussed above is located (as the first reflection plane) on the outer surface of the first pane 1 of the glazing 10, and in the direction of incidence the radiation indicated by a bevy of arrows in front of the second pane 11.
  • the latter is provided (as the second reflection plane) with a full-area electrically conductive coating 12 on its surface oriented towards the pane 1.
  • the coating 12 is thus in the between the two panes
  • Fig. 3 is a variant of Fig. 2, with the difference that here the structures with defined dimensions on the (with respect to the incident radiation) facing away, d. H. to the disc
  • this glazing can be identical in construction to the embodiment shown in FIG. 2.
  • the dis ⁇ continuous structures in the protected space between two disks 1 and 1 1 are arranged an ⁇ .
  • the two reflection planes can thus be closer to one another, if required by the case of application.
  • said distance can also be set appropriately by adjusting the distance between the two rigid disks 1 and 11 (for example, by the thickness of the mentioned spacer frame).
  • FIG. 4 shows a further variant in which two rigid disks 1 and 2 provided with discontinuous structures 7 and 8 according to the invention are combined to form a glazing 10 '.
  • the choice of structures here is purely arbitrary; it must be examined on a case-by-case basis whether functional combinations satisfying the technical requirements are present.
  • both reflection planes can of course be applied to two surfaces of one and the same substrate, e.g. B. a composite disc arranged become.
  • the necessary distances between the reflection planes can be adjusted functionally by the thicknesses of the substrates, possibly also by using more than two rigid disks in the composite.

Landscapes

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Description

Radarabschirmende Verqlasung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Radarstrahlen abschirmende oder absorbierende Vergla¬ sung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Solche Verglasungen dienen dazu, einerseits Radarreflexionen von Gebäuden, die z. B. mit Wärme dämmenden (Isolier-)Verglasungen ausgestattet sind, zu verhindern, andererseits den Durchtritt der Radarstrahlung in das jeweilige Gebäude zu minimieren. Wärme dämmende Ver¬ glasungen enthalten zumeist metallhaltige transparente Beschichtungen, die nicht nur Wärme¬ strahlen, sondern auch Radarstrahlen in hohem Maße reflektieren. Die Strahlung abschirmende Struktur ist ganz bevorzugt auf der äußeren, der einfallenden Strahlung zugewandten Scheibe angeordnet.
Unter Verglasung wird hier jegliche transparente Scheibe aus Glas oder Kunststoff verstanden, die z. B. als Fensterscheibe verwendet werden kann. Es kommt im vorliegenden Zusammen¬ hang an sich nur darauf an, die Scheiben als dielektrische (elektrisch nicht leitfähige) Substrate bereitzustellen.
Bekannt ist aus DE 199 29 081 C2 eine einschlägige Verglasung, die in der Art einer Isolier¬ oder Verbundscheibe aus mehreren transparenten starren Scheiben zusammengesetzt ist, wo¬ bei zwei unterschiedliche Lagen von fadenförmigen Leitern in die Zwischenschichten zwischen den starren Scheiben eingebettet sind. Ziel dieser Anordnung ist es, einen Jaumann-Absorber zu bilden, mit dem reflektierte Strahlen infolge von Phasenverschiebungen zwischen den Refle¬ xionsebenen so vollständig wie möglich ausgelöscht werden. Auch solche Strahlen, die die Re¬ flexionsebenen noch passieren, löschen sich im Idealfall gegenseitig vollständig aus. Die faden¬ förmigen Leiter werden aus dünnen Drähten gebildet, die in die Zwischenschichten der Vergla¬ sung eingebettet werden. Als Material der Drähte wird zumeist wegen der benötigten hohen mechanischen Festigkeit bei geringst möglicher Dicke Wolfram verwendet.
DE 42 27 032 C1 offenbart eine funktionsgleiche Verglasung, bei der auf einer Scheibe eine Radarstrahlen wenigstens teilweise reflektierende elektrisch leitfähige kontinuierliche Beschich- tung angeordnet ist, wobei in Einfallrichtung der Strahlen vor dieser Schicht eine weitere Schicht von parallelen Drähten aufgespannt ist.
Allen bisherigen Lösungen und Herstellverfahren ist jedoch gemeinsam, dass ein sehr dickes äußeres Glas, z. B. Verbundglas erforderlich ist, um mit einem hinreichend großen Abstand zwi¬ schen den beiden funktionalen Reflexionsebenen gute Werte der Radardämpfung zu erzielen, und zusammen mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung des inneren Glases das Funktions- prinzip eines Jaumann-Absorbers zu erfüllen.
DE 203 04 806 U1 beschreibt einschlägige Verglasungen, in denen die Drähte durch aufge¬ druckte und teilweise eingebrannte durchgehende, parallele Leiterbahnen aus elektrisch leit¬ fähigem Material ersetzt sind. Die prinzipielle Eignung von gedruckten leitfähigen Strukturen für Abschirmzwecke wurde auch schon in DE 72 14 966 U1 beschrieben.
Dies hat im Vergleich mit dem Verlegen von Drähten den Vorteil einer einfacheren Herstellung, da Siebdrucken eines der industriell gängigsten Verfahren zum Aufbringen elektrischer Leiter¬ strukturen auf Glas- und andere Oberflächen ist. Ferner können gedruckte und eingebrannte Leiterbahnen mit gewissen Einschränkungen auch auf exponierten, außen liegenden Oberflä¬ chen angeordnet werden, so dass die benötigte Dicke des Substrats und damit auch dessen Gewicht grundsätzlich geringer ist als bei (Verbund-)Scheiben mit eingebetteten Drähten oder Beschichtungen. Allerdings sind die gedruckten Leiterbahnen in aller Regel deutlich breiter als die Dicken verfügbarer Drähte und damit optisch auffälliger.
Während in dem letztgenannten Dokument eine Erdung aller Leiterbahnen vorgeschlagen wird, ist es für die Radarreflexionsdämpfung nicht unbedingt notwendig, die Leiterbahnen oder Draht¬ abschnitte miteinander zu verbinden und/oder mit einem Masseanschluss zu versehen. Es ge¬ nügt, wenn sie elektrisch leitfähig sind.
WO 94/24724 A1 beschreibt einen Breitband-Absorber für elektromagnetische Wellen, insbe¬ sondere Radarwellen, der dünn, flexibel und von geringem Gewicht sein soll und in einem Fre¬ quenzband von 2 bis 18 GHz mit weniger als -15 dB Reflexion arbeiten soll. Zu seiner Herstel¬ lung können Antennenmuster durch Siebdrucken einer bevorzugten Paste mit definiertem elek¬ trischem Widerstand auf ein Substrat aufgebracht werden. Diese Muster können auch diskonti¬ nuierliche Strukturen umfassen.
Das Dokument nimmt jedoch keinen Bezug auf Verglasungen bzw. auf das Aufbringen der be¬ sagten Strukturen auf transparente Substrate, und macht auch keine Angaben über eine beson¬ ders geringe Leitfähigkeit und Breite der gedruckten Strukturen. Im Gegenteil werden bei Ver¬ wendung einer niederohmigen Druckpaste verlustbehaftete elektrische Elemente in die Leiter¬ strukturen eingebracht. Darüber hinaus werden auch die dielektrischen Substrate mit verlust¬ behafteten elektrischen Elementen dotiert.
DE 195 03 892 C1 beschreibt eine mit einer elektrisch leitfähigen und Wärmestrahlen reflektie¬ renden Beschichtung versehene Autoglasscheibe, deren an sich kontinuierliche Beschichtung mit linien- oder kreuzförmigen Schlitzen von bezogen auf die beschichtete Fläche geringen Ab¬ messungen durchsetzt ist. Diese Schlitze bilden Schlitzstrahler, d. h. ihre Längen sind auf die Wellenlänge einer bestimmten einfallenden Strahlung so abgestimmt, dass diese Strahlung die Ebene der Beschichtung mit einer bestimmten Dämpfung durchdringen kann, statt vollständig reflektiert zu werden. Die Schlitze wirken also als Antennen für die jeweilige Strahlung, die von ihnen aufgenommen und wieder abgegeben wird.
DE 200 19 445 U1 beschreibt eine Glasscheibe mit aufgedruckten elektrischen Leiterstrukturen oder -bahnen, die nicht breiter als 0,3 mm sind, mit dem Ziel, diese Leiterbahnen optisch mög¬ lichst unauffällig herzustellen, aber gleichwohl eine gute elektrische Leitfähigkeit sicherzustel¬ len. Diese Scheibe wird insbesondere als Heiz- oder Antennenscheibe verwendet; sämtliche Leiterbahnen sind beidseitig über Sammelschienen miteinander verbunden und können mit elektrischer Spannung beaufschlagt werden, um mit dem sie durchfließenden Strom aufgeheizt zu werden. Zu ihrer Herstellung wird eine hochgradig thixotrope Siebdruckpaste mit sehr hohem Silberanteil (bis zu 88%) verwendet, und die Drucksiebe wurden auf die Herstellung möglichst schmaler Leiterbahnen hin optimiert.
Ein alternatives Siebdruckverfahren ist in EP 974 458 B1 beschrieben. Demnach wird eine per¬ forierte, von innen mit Farbe beschickte Siebdruckwalze zum Bedrucken von ebenen Substra¬ ten wie z. B. Glasscheiben verwendet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine in optischer Hinsicht noch weiter verbesserte Radarstrahlen abschirmende oder absorbierende Verglasung mit gedruckten Leiterstrukturen anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Merkmale der Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen dieser Erfindung an.
Eine Auflösung oder Aufteilung der bislang über die Fläche des Substrats durchlaufenden Lei¬ terbahnen oder Drahtabschnitte in diskontinuierliche Abschnitte genügt ebenfalls vollkommen den Anforderungen an die Absorption bzw. Auslöschung der zu dämpfenden Strahlung. Die vorliegende Erfindung wirkt im Wesentlichen durch Überlagerung von Wellen bzw. durch die gegenseitige Auslöschung überlagerter Wellen. Die besagten Struktur-Abschnitte können im Vergleich mit der bedeckten Fläche des Substrats oder mit dessen (größter) Kantenlänge klein sein.
Als Strukturen oder Linien mit definierten (diskontinuierlichen) Abmessungen im Sinne dieser Beschreibung wird jeweils eine Anordnung von Elementen in einer Fläche angesehen, die nicht untereinander verbunden sind. Sie laufen also nicht über die Fläche des Substrats hinweg durch. Ihre Abmessungen sind im Vergleich mit der Substratfläche klein. Erfindungsgemäß wer¬ den diese Strukturelemente ferner mit hoher elektrischer Leitfähigkeit ausgestattet, was an sich wegen der Diskontinuitäten nicht erforderlich erscheinen mag.
Es müssen aber offenbar nur überhaupt elektrisch hinreichend gut leitfähige Strukturen mit ei- ner gewissen Flächendeckung und einer gewissen Regelmäßigkeit auf der Oberfläche vorhan¬ den sein. Anders ausgedrückt, müssen diese Strukturen immerhin so dicht angeordnet sein, dass sie für eine Strahlung mit gegebenen Merkmalen (Wellenlänge, Frequenz) eine kontinuier¬ liche Beschichtung simulieren.
Da man bislang in den meisten Quellen offenbar von der Vorstellung und Notwendigkeit „durch¬ gehender Leiterbahnen" ausging, obwohl man wusste, dass diese weder miteinander verbun¬ den noch nach außen kontaktiert sein mussten, musste diese erfindungsgemäße Erkenntnis mit einem Vorurteil brechen.
Durch die geometrische Anordnung dieser diskreten Leiterstrukturen ist eine Reflexion und Transmission von Radarwellen mit einer gezielten Phasenverschiebung möglich, die ein sehr dünnes Außenglas als Trägermedium der äußeren Antennenstruktur bzw. Reflexionsebene ge¬ stattet.
Zum Auftragen dieser Strukturen auf einer Substratoberfläche aus Glas oder Kunststoff ist pri¬ mär das Siebdrucken anwendbar. Dies kann in herkömmlicher Weise mithilfe von textilen Sieb¬ schablonen durchgeführt werden, oder auch mit dem in EP 974 458 B1 beschriebenen sowie verwandten Verfahren.
Jedoch können solche Strukturen auch mit anderen Techniken, z. B. durch Aufspritzen oder Ex¬ trudieren möglichst schmaler Stränge eines metallhaltigen Materials mithilfe von Düsen (insbe¬ sondere auch mit Tintenstrahl-Druckern oder ähnlichen Geräten), auf die Oberfläche aufge¬ bracht werden. Man kann auch eine Technik anwenden, die zunächst eine gleichmäßige flächi¬ ge Schicht aus einem feinkörnigen, metallhaltigen Material aufbringt und sodann mithilfe eines fokussierten Laserstrahls eine oder mehrere Spuren in dieser Schicht zieht, die mit dem Sub¬ strat verschmolzen wird, um sodann die restliche, nicht mit dem Strahl beaufschlagte Beschich¬ tung zu entfernen.
Die genannten Verfahren hinterlassen jeweils typische Spuren an den aufgebrachten Leiter¬ strukturen, so dass die jeweilige Auftrags- oder Erzeugungsmethode auch am fertigen Vergla- sungsprodukt noch erkennbar ist.
Wenn im folgenden von gedruckten Strukturen die Rede ist, so sollen die vorgenannten und an¬ dere geeignete Techniken zum Aufbringen schmaler Leiterstrukturen auf flächige transparente Substrate aus Glas und/oder Kunststoff dadurch keineswegs ausgeschlossen werden.
Wenn man ein hochtemperaturbeständiges, ggf. einbrennbares Material zum Herstellen der Strukturen verwendet, so kann man sehr einfach auch gebogene Glasscheiben mit solchen Strukturelementen herstellen, da diese nach dem Auftragen der besagten Elemente noch auf ihre Erweichungstemperatur erhitzt und sodann gebogen werden können. Es ist andererseits natürlich auch möglich, die Strukturen mit definierten Abmessungen sogleich auf eine bereits gewölbte Oberfläche aufzutragen. Zweckentsprechende Auftrags- bzw. Druckverfahren können als bekannt vorausgesetzt werden.
Einen weiteren Beitrag zur Verbesserung des Gesamtprodukts kann nach einer Weiterbildung der Erfindung eine Minimierung der Breite der gedruckten Strukturen nach der Lehre des vorer¬ wähnten Gebrauchsmusters DE 200 19 445 U1 leisten. Da man nicht eine insgesamt elektrisch leitfähige längere Bahn, sondern nur relativ kurze metallhaltige, niederohmige Abschnitte auftra¬ gen oder drucken muss, kann die Bahnbreite noch weiter als bisher angenommen minimiert werden, ohne das Risiko von Leitungsunterbrechungen in Kauf nehmen zu müssen. Zu dieser Minimierung können z. B. die verfügbaren Siebdruckpasten und Siebe in Versuchen weiter opti¬ miert werden.
Bei von den Anmeldern durchgeführten Versuchen wurden mit Erfolg Leiterbahnbreiten von we¬ niger als 0,2 mm erreicht, die noch eine hinreichende Abschirmwirkung leisteten. So schmale Leiterstreifen sind mit unbewehrtem Auge kaum noch sichtbar und praktisch ebenso dünn wie die zu gleichem Zweck verwendeten Wolfram-Drähte, zumal wenn sie optisch noch durch refle¬ xionsarmes Einfärben kaschiert werden. Zugleich sind sie (jedenfalls nach einem Einbrennvor¬ gang) immer noch weniger gegen Beschädigungen anfällig als die üblichen elektrisch leitfähi¬ gen Schichtsysteme.
Es kann allerdings zum Erreichen der benötigten Leitfähigkeit erforderlich sein, die Erhebung der Strukturen über der Substratoberfläche im Vergleich zu herkömmlichen gedruckten Struktu¬ ren zu vergrößern. Man hat beispielsweise mit nur noch 120 μm breiten linienförmigen Struktu¬ ren Erhebungen von 12 bis 20 μm erfolgreich herstellen können, die auch dem hier beschriebe¬ nen Dämpfungszweck genügten.
Es ist keineswegs notwendig, die Strukturen mit definierten Abmessungen geradlinig zu gestal¬ ten. Da sie ohnehin elektrisch gesehen Inseln bilden, können sie grundsätzlich beliebige For¬ men annehmen, insbesondere Bögen, geschlossene und offene Kurven oder Polygone / Poly¬ gonzüge, Kreuze oder Sterne usw.
Man kann die genannten Strukturen im Hinblick auf eine optisch möglichst wenig auffällige Ge¬ staltung und die funktionale Randbedingung der „Simulation" einer kontinuierlichen Beschich- tung regelmäßig über die Fläche des Substrats verteilen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die diskreten Leiterabschnitte mit gleicher Länge in jeweils gleichen axialen und seitlichen Abständen auf der Oberfläche eines Substrats angeordnet.
Andererseits kann man ohne Verlust der Abschirmfunktion die erfindungsgemäßen Strukturen auch gezielt zu dekorativen Zusatzeffekten nutzen, indem man einerseits ihre Formen gefällig gestaltet, sie andererseits in Mustern anordnet und ggf. unterschiedliche Formelemente, einzeln oder in Gruppen, auf ein und derselben Substratfläche nebeneinander verwendet. Auch müs¬ sen die Strukturabschnitte nicht überall gleich breit oder schmal sein, sondern ihre Breiten kön¬ nen über ihre Länge variieren.
Schließlich können die erfindungsgemäßen Strukturen mit definierten Abmessungen in einer weiteren Variante auch nur eine Teilmenge der insgesamt auf einer Substratoberfläche vorhan¬ denen Strukturen ausmachen, indem sie z. B. mit den bislang üblichen durchlaufenden Linien kombiniert werden. Dabei können sich durchlaufende Linien mit Strukturen mit definierten Ab¬ messungen ganz im Sinne der vorstehend erwähnten dekorativen Gestaltung auch abwech¬ seln, Rahmen bilden etc.
Es ist ferner generell möglich, analog zu der eingangs erwähnten Lösung gemäß DE 199 29 081 C2 mit zwei mit Drähten belegten Reflexionsebenen die erfindungsgemäße Konfiguration mit Strukturen mit definierten Abmessungen doppelt mit dem notwendigen gegenseitigen Ab¬ stand ihrer Ebenen einzusetzen und wiederum einen Jaumann-Absorber zu bilden. Die notwen¬ digen Unterschiede des Layouts dieser beiden Ebenen hinsichtlich der Abstände und Abmes¬ sungen der Strukturen können als bekannt vorausgesetzt werden.
Die Strukturen mit defnierten Abmessungen können nach bevorzugter Ausführung Längen zwi¬ schen 60 und 100 mm, einem axialen freien Abstand zwischen zwei benachbarten Antennen¬ elementen von 50 bis 90 mm sowie einem seitlichen Abstand zwischen 10 und 18mm aufge¬ bracht werden. Ihre Orientierung zum elektrischen Feldstärkevektor der zu absorbierenden elektromagnetischen Strahlung kann vorzugsweise einen Winkel zwischen 10° und 65° haben.
Man kann alle Struktur-Elemente an der in Einfallrichtung der Strahlung außen liegenden Ober¬ fläche oder an einer innen liegenden Oberfläche der Verglasung anordnen.
Vorzugsweise ist der Metall-, insbesondere Silberanteil des die Strukturen bildenden Materials größer als 75%, bis hin zu 88%. Dieser letztere Wert ist nach bisherigen Erkenntnissen ein Grenzwert für eine sichere Verarbeitung von Siebdruckpasten, die im Wesentlichen eine Mi¬ schung aus Glasfritte und Silberpartikeln enthalten, und für die spätere mechanische Stabilität der gedruckten Linienstrukturen.
Jedenfalls wird damit ein sehr geringer ohmscher Widerstand dieser Strukturen sichergestellt, der eine hohe Wirksamkeit des Absorbers unterstützt. Es wird bevorzugt ein ohmscher Wider¬ stand von höchstens 0,5 Ω, gemessen auf 1 m Leiterlänge bei gleichbleibendem Querschnitt, eingestellt. Der Widerstandswert kann abgesehen von der Wahl des Druckmaterials sowohl durch die Breite der Leiterbahn als auch durch deren Erhebung über der Substratoberfläche beeinflusst werden.
Wenn man eine kontinuierliche elektrisch leitfähige Beschichtung auf der zweiten Reflexions¬ ebene der Verglasung vorsieht, so sollte deren Oberflächenwiderstand im Bereich von der 10 Ωsq bis 30 Ωsq liegen. Schichten mit noch geringeren Flächenwiderständen bis zu 2 Ωsq können aber auch hergestellt und erfindungsgemäß angewendet werden.
Es ist nicht zwingend erforderlich, wenn auch von Vorteil, die Verglasung als Isoliereinheit mit zwei über einen Abstandhalterahmen fest verbundenen Scheiben auszuführen. Man kann die beiden Reflexionsebenen auch mit anderen Mitteln auf einen konstanten Abstand bringen. So ist es denkbar, die eine (äußere) Reflexionsebene als „Vorhängeebene" vor die in Einfallrich¬ tung der Strahlung zweite Ebene zu legen; selbstverständlich muss dabei sowie bei anderen Alternativen sorgfältig die dauerhafte Einhaltung des für die Selbstlöschung der Strahlung durch Phasenverschiebung der reflektierten oder durchgelassenen Wellen definierten Abstandes sichergestellt bleiben.
Wie eingangs schon erwähnt, finden erfindungsgemäße Verglasungen bevorzugte Verwendung als Gebäude-, Schiffs-, Flugzeug- oder Fahrzeugverglasungen bzw. -fensterscheiben. Infolge der geringen optischen Auffälligkeit der diskontinuierlichen und noch dazu in Durchsichtrichtung besonders feinen oder schmalen Leiterstrukturen sowie des verhältnismäßig geringen Gewichts solcher Scheiben ergeben sich vielfältige Einsatzgebiete.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstands der Erfindung gehen aus der Zeichnung von Ausführungsbeispielen und deren sich im folgenden anschließender eingehender Beschrei¬ bung hervor.
Es zeigen in vereinfachter, nicht maßstäblicher Darstellung
Fig. 1 ein Substrat mit drei verschiedenen Ausführungsformen von diskontinuierlichen elek¬ trisch leitfähigen Strukturen, deren Abmessungen im Vergleich mit der bedeckten Fläche gering sind;
Fig. 2 eine Ansicht einer Verglasung mit einer ersten Anordnung zweier Reflexionsebenen; Fig. 3 eine Ansicht einer Verglasung mit einer zweiten Anordnung zweier Reflexionsebenen; Fig. 4 eine Ansicht einer Verglasung mit einer dritten Anordnung zweier Reflexionsebenen.
Gemäß Fig. 1 sind zwei Substrate 1 , 2 in Gestalt einer Glasscheibe schematisch in je drei Fel¬ der 1.1 , 1.2 und 1.3 bzw. 2.1 , 2.2 und 2.3 unterteilt, um verschiedene Ausgestaltungen von diskontinuierlichen, elektrisch leitfähigen Strukturen mit defnierten Abmessungen zu zeigen. Das Feld 1.1 enthält schräg angestellte einfache gerade Linien 3, das Feld 1.2 ist mit Recht¬ ecken 4 bedeckt, das Feld 1.3 mit Dreiecken 5 in alternierender Anordnung, einmal auf einer Seite, einmal auf einer Spitze stehend.
Das Feld 2.1 des Substrats 2 enthält Kreuze 6, das Feld 2.2 S-Bögen 7, und das Feld 2.3 ist mit Viertelbögen 8 in verschiedenen Anstell-Ausrichtungen bedeckt.
Es versteht sich, dass je nach funktionaler Anforderung der Abschirmung und Eignung auch andere geometrische oder auch unregelmäßige Formen gedruckt werden können, und dass ferner nicht für das gesamte Feld nur dieselben Formen verwendet werden können. Vielmehr können die hier gezeigten und andere Formen auch gemischt aufgedruckt oder in anderer Wei¬ se auf die Oberfläche aufgetragen werden, was produktionstechnisch kein Problem darstellt.
Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht einer doppelwandigen Verglasung 10, die z. B. als Isoliereinheit aus zwei starren Scheiben 1 und 11 (und hier nicht dargestelltem Abstandhalterahmen) ausge¬ führt sein kann. Eine mit diskontinuierlichen Strukturen 3 der vorstehend erörterten Art bedeckte Oberfläche eines ersten Substrats 1 liegt (als erste Reflexionsebene) auf äußeren Oberfläche der ersten Scheibe 1 der Verglasung 10, und in Einfallrichtung der durch eine Schar von Pfeilen angedeuteten Strahlung vor der zweiten Scheibe 1 1. Letztere ist (als zweite Reflexionsebene) mit einer ganzflächigen elektrisch leitfähigen Beschichtung 12 auf ihrer zur Scheibe 1 hin orien¬ tierten Fläche versehen. Die Beschichtung 12 liegt also in dem zwischen den beiden Scheiben
I und 1 1 gebildeten und geschützten Innenraum.
Fig. 3 ist eine Variante von Fig. 2, mit dem Unterschied, dass hier die Strukturen mit definierten Abmessungen auf der (bezüglich der einfallenden Strahlung) abgewandten, d. h. zur Scheibe
I 1 orientierten Oberfläche der Scheibe 1 angeordnet sind. Im weiteren kann diese Verglasung baugleich mit der in Fig. 2 gezeigten Ausführung sein. In dieser Anordnung sind auch die dis¬ kontinuierlichen Strukturen im geschützten Innenraum zwischen beiden Scheiben 1 und 1 1 an¬ geordnet. Die beiden Reflexionsebenen können so näher aneinander liegen, wenn es der Ein¬ satzfall erfordert. Selbstverständlich kann dieser besagte Abstand auch durch Einstellen des Abstands zwischen den beiden starren Scheiben 1 und 11 (beispielsweise durch die Stärke des erwähnten Abstandhalterahmens) zweckentsprechend festgelegt werden.
Fig. 4 zeigt schließlich eine weitere Variante, in der zwei mit diskontinuierlichen Strukturen 7 und 8 nach der Erfindung versehene starre Scheiben 1 und 2 miteinander zu einer Verglasung 10' zusammengefasst sind. Die Auswahl der Strukturen ist hier rein willkürlich, es muss von Fall zu Fall untersucht werden, ob funktional den technischen Ansprüchen genügende Kombinatio¬ nen vorliegen.
Abweichend von diesen Darstellungen können natürlich beide Reflexionsebenen, ob sie nun nur aus gedruckten Strukturen oder mit einer Beschichtung kombiniert gebildet sind, grundsätz¬ lich auf zwei Flächen ein und desselben Substrats, z. B. einer Verbundscheibe, angeordnet werden. Die notwendigen Abstände zwischen den Reflexionsebenen können durch die Dicken der Substrate, ggf. auch durch Verwendung mehr als zweier starrer Scheiben in dem Verbund, funktionsgerecht eingestellt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Elektromagnetische Wellen, insbesondere Radarstrahlen abschirmende und ab¬ sorbierende Verglasung (10, 10') mit mindestens einem elektrisch nicht leitfähigen flä¬ chigen und transparenten Substrat (1 , 2), das mit auf eine seiner Flächen aufgebrach¬ ten linienförmigen Leiterstrukturen (3 bis 8) aus einem elektrisch leitfähigen Material versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Teilmenge der Leiter¬ strukturen (3 bis 8) aus einem niederohmigen Material besteht und diskontinuierlich im Sinne dieser Erfindung aufgebracht ist.
2. Verglasung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterstruktu¬ ren (3 bis 8) im Vergleich mit der Fläche des Substrats (1 , 2) einen Flächenanteil unter 10 % und geringe Längsabmessungen haben.
3. Verglasung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter¬
strukturen (3 bis 8) einen ohmschen Widerstand von höchstens 0,5 Ω, gemessen auf eine Länge von 1 m, haben.
4. Verglasung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterstrukturen eine minimale Breite von weniger als 200 μm haben.
5. Verglasung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterstrukturen eine Erhebung von bis zu 20 μm über der Substratoberfläche aufweisen.
6. Verglasung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterstrukturen (3 bis 8) in Linienform als gerade und/oder gekrümmte Strei- fen, als geschlossene und/oder offene Kurven, als geschlossene Polygone und/oder offene Polygonzüge und/oder als Kreuze und/oder als Sterne ausgeführt sind.
7. Verglasung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterstrukturen in einem regelmäßigen Raster auf der Oberfläche verteilt sind.
8. Verglasung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer einzigen Substrat-Oberfläche diskontinuierlichen Leiterstrukturen (3 bis 8) und durchlaufende Leiterstrukturen vorgesehen sind.
9. Verglasung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterstrukturen (3) als Elemente gleicher Länge zwischen 60 und 100mm, einem axialen freien Abstand zwischen zwei benachbarten Elementen von 50 bis 90 mm sowie einem seitlichen Abstand zwischen 10 und 18mm angeordnet sind.
10. Verglasung nach Anspruch 9, in der die Leiterstrukturen (3) als gerade Linien aus¬ geführt sind, deren Orientierung in Einbaulage zum elektrischen Feldstärkevektor der elektromagnetischen Strahlung einen Winkel zwischen 10° und 65° hat.
11. Verglasung nach einem der vorstehenden Ansprüche, die mindestens ein zweites Substrat (2; 11) mit einer die Strahlung wenigstens teilweise reflektierenden Ausrüstung wie Beschichtung (12) oder Belegung mit Leiterstrukturen (3 bis 8) umfasst, das in Fort¬ pflanzungsrichtung der Strahlung mit einem vorgegebenen Abstand zu den Leiterstruk- turen fixiert ist.
12. Verglasung nach Anspruch 11 , die eine elektrisch leitfähige Beschichtung mit
einem Flächenwiderstand von 10 Ωsq bis 30 Ωsq umfasst.
13. Verglasung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die diskontinuierlichen Leiterstrukturen (3 bis 8) auf einer bezüglich der einfallen¬ den Strahlung zugewandten Oberfläche der Verglasung angeordnet sind.
14. Verglasung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die diskontinuierlichen Leiterstrukturen (3 bis 8) auf einer an einen Zwi¬ schenraum zwischen zwei benachbarten Scheiben angrenzenden Oberfläche angeord¬ net sind.
15. Verglasung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterstrukturen (3 bis 8) durch Auftragen einer leitfähigen Paste mit einem über 75 %, insbesondere bei 88 % liegenden Metallgehalt, insbesondere Silbergehalt, hergestellt sind.
16. Verglasung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterstrukturen (3 bis 8) durch Siebdrucken hergestellt sind.
17. Verglasung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Leiterstrukturen (3 bis 8) durch Aufspritzen oder Extrudieren herge¬ stellt sind.
18. Verglasung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine ihrer mit Leiterstrukturen (3 bis 8) versehenen Oberflächen zylin¬ drisch oder sphärisch gewölbt ist.
19. Verwendung einer Verglasung nach einem der vorstehenden Ansprüche als Ge¬ bäude-, Schiffs-, Flugzeug- oder Fahrzeugverglasung.
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