LU88508A1

LU88508A1 - Window glazing

Info

Publication number: LU88508A1
Application number: LU88508A
Authority: LU
Inventors: Martin Gom; Andreas Frye
Original assignee: Deutsche Aerospace
Priority date: 1993-09-15
Filing date: 1994-06-30
Publication date: 1994-12-01
Also published as: GB2281934A; GB2281934B; FR2710102A1; GB9416981D0

Description

FensterverglasungWindow glazing

Die Erfindung betrifft eine Fensterverglasung bestehend aus elner Dop-pelverglasung mit abgedichtetem Zwischenraum, bei der im Berelch der Außenscheibe eine lichtdurchlässige Schicht mit definiertem Oberflächen-wlderstand angeordnet ist und bel der die Innenschelbe m1t einer radar-reflektierenden, optisch transparenten Schicht versehen ist.The invention relates to a window glazing consisting of a double glazing with a sealed intermediate space, in which a translucent layer with a defined surface resistance is arranged in the area of the outer pane and the inner pane is provided with a radar-reflecting, optically transparent layer.

Eine derartige Fensterverglasung ist aus der DE 40 08 660 Al bekannt geworden. Diese Fensterverglasung ist nach dem Prinzip des Jaumann-Absorbers aufgebaut, d.h., daß der von der AuSenscheibe reflektierte Anteil der elnfallenden elektromagnetischen Strahlung von demjenlgen Anteil der elektromagnetlschen Strahlung (lberlagert wird, der von der 1m Abstand von etwa einem Viertel der Betrlebswellenlänge angeordneten, reflektie-renden Schicht auf der Innenscheibe stammt. Aufgrund der Gegenphasigkeit beider Anteile findet eine Auslöschung der reflektierten Wellenanteile statt.Such window glazing has become known from DE 40 08 660 Al. This window glazing is constructed according to the principle of the Jaumann absorber, which means that the portion of the incident electromagnetic radiation reflected from the outer pane is superimposed on the portion of the electromagnetic radiation (which is located at a distance of 1 m from about a quarter of the operating wavelength). Due to the opposite phase of both components, the reflected wave components are extinguished.

Derartige Fensterverglasungen eignen sich insbesondere für Gebäude, die in der Nähe von Richtfunkstrecken oder von Elnrichtungen zur Flugsiche-rung, z.B. von Radarüberwachungsanlagen, errichtet werden, da ohne derartige, die Radarreflexion vermlndernde Fensterverglasungen, durch stö-rende Reflexionen Beelnträchtigungen der Flugsicherung bzw. Richtfunk-strecke im Radarfrequenzbereich auftreten können.Such window glazing is particularly suitable for buildings that are in the vicinity of radio links or devices for air traffic control, e.g. of radar surveillance systems, since without such window glazings which alter the radar reflection, disturbing reflections can impair air traffic control or radio relay links in the radar frequency range.

Eine Energiegewinnung 1st jedoch bei der DE 40 08 660 Al nicht vorgese-hen. 01e DE 38 01 989 Al beschreibt Mngegen eine IsoUerverglasung, in der Solarzellen angeordnet sind, die das einfallende Licht zur Energiegewinnung nutzen. Radarabsorblerende Eigenschaften weist diese Isolier-verglasung nicht auf.However, there is no provision for energy in DE 40 08 660 A1. 01e DE 38 01 989 A1 describes Mn against insulating glazing, in which solar cells are arranged, which use the incident light to generate energy. This insulating glazing does not have any radar-absorbing properties.

Aufgabe der vorllegenden Erfindung 1st es, eine Fensterverglasung der angegebenen Art zu schaffen, die lelcht herstellbar 1st, eine Anpassung der elektromagnetischen Eigenschaften an die am Elnbauort gegebenen Ver-hältnisse erlaubt und auBerdem eine Energiegewinnung ermöglicht.The object of the present invention is to provide window glazing of the type specified, which can be manufactured easily, which allows the electromagnetic properties to be adapted to the conditions prevailing at the place of construction and which also enables energy to be obtained.

Ausgehend von elner Fensterverglasung bekannter Art erfolgt die Lösung der Aufgabe dadurch, daB die im Bereich der AuBenschelbe befindliche Schicht aus parallel zueinander angeordneten, drahtförmigen elektrischen LeItem besteht, deren Längsachse in elnem elnstellbaren Winkel zur Polar isationsrichtung der einfallenden elektromagnetlschen Strahlungen derart eingestellt ist, daB der Anteil der von der radarreflektierenden Schicht reflektierten und durch die Schicht wieder hindurchgetretenen elektromagnetlschen Strahlung etwa gleich dein Anteil der von der im Bereich der Außenscheibe befindlichen Schicht reflektierten Strahlung 1st und daB die Innenschelbe mit elner Dünnschlchtsolarzelle versehen 1st.Starting from a known type of window glazing, the object is achieved in that the layer located in the area of the outer skin consists of wire-shaped electrical conductors arranged parallel to one another, the longitudinal axis of which is set at an adjustable angle to the polarization direction of the incident electromagnetic radiation in such a way that the The proportion of the electromagnetic radiation reflected by the radar-reflecting layer and which has passed through the layer is approximately equal to the proportion of the radiation reflected by the layer in the area of the outer pane and that the inner plate is provided with an thin-thin solar cell.

Die erfindungsgemäße Fensterverglasung bletet den Vortell, zum einen un-erwünschte Radarreflexionen weitgehend zu unterdrücken und g1e1chze1t1g bei Beibehaltung der erwünsehten.opt1schen Transparenz eine photovol tal-sche Energiegewinnung zu ermögllchen. Diese photovoltaische elektrische Energiegewlnnung mit H1lfe des bekannten photovoltalschen Effekts in Dünnschlchtsolarzel1 en für den opt1schen und nahen Infrarotbereich erfolgt dabei auf der Basis von Dünnnsch1chthalble1tern und ihren Übergän-gen (p/n, pin, p1np1n, etc.) und den dazugehöHgen leitfähigen Kontakt-fl ächen. E1n Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:The window glazing according to the invention obscures the idea of largely suppressing undesired radar reflections and g1e1chze1t1g while maintaining the desired optical transparency to enable photovoltaic energy generation. This photovoltaic electrical energy generation with the help of the known photovoltaic effect in thin-bed solar cells for the optical and near infrared range takes place on the basis of thin-sheet semiconductor and their transitions (p / n, pin, p1np1n, etc.) and the associated conductive contact surfaces areas. E1n embodiment is shown in simplified form in the drawing and described in more detail below. Show it:

Fig. 1 einen Schnltt durch eine Isolierverglasung zur Radarrefl exions-unterdrückung und gleichzeitiger photovoltalscher Energiegewinnung undFig. 1 shows a section through double glazing for radar reflection suppression and simultaneous photovoltaic energy generation and

Fig. 2 ein Diagramm für die Unterdrückung der Radareflexion des 1n Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels.Fig. 2 is a diagram for the suppression of the radar reflection of the embodiment shown in Fig. 1n.

Bei dein in Fig. 1 dargestellten Schnltt durch eine Fensterverglasung ge-mäß der vorllegenden Erfindung für Gebäude 1st mit 2 eine AuBenschelbe und m1t 8 eine Innenscheibe bezeichnet, die durch einen Zwlschenraum S voneinander getrennt sind. Die AuBenschelbe 2 kann mit lichtdurchlässi- gen, elektrisch leitfähigen, leicht eingefärbten Farbschichten 1,4 ver-sehen sein. In der Außenscheibe 2 sind elektrisch Ie1tfäh1ge Drähte 3 eingelegt, welche einen Teil der einfallenden Radarenergie reflektieren. Bei elner Dlmensionierung der Verglasung für ei ne Betrlebsfrequenz von etwa ein Gigahertz ergeben s1ch als vortellhafte Abmessungen die folgen-den Werte: Die Dicke der Außenschelbe 2 liegt 1m Berelch von 1 bis 20 nm, der Abstand zwischen benachbarten Drähten 3 in der Schelbe 2 liegt vorteilhafterweise zwischen 10 und 30 mm, der Abstand 5 der AuBenschelbe 2 zur Innenschelbe 8 11 egt vorteilhafterweise zwischen 10 bis 35 mm, wo-bei der Zwlschenraum 5 entweder evakulert oder mit einem Gas gefUllt sein kann. Selbstverständllch 1st die Dicke der AuBenschelbe 2, des Ab-standes 5 zwischen AuBenschelbe 2 und Innenschelbe 8 sowle der Abstand jewelIs zweler benachbarter parallel er Drähte 3 in der AuBenschelbe 2 auf den Frequenzbereich der zu unterdrückenden Radarreflexlonen abzu-stimmen. Zwar 1st der Drahtdurchmesser in einem welten Rahmen bellebig wählbar, jedoch wird ein Drahtdurchmesser < 0,5 mm bevorzugt, urn die optische Transparenz der AuBenschelbe 2 nicht wesentUch elnzuschränken.In the case of the section shown in FIG. 1, through window glazing in accordance with the present invention for buildings, 2 denotes an outer panel and 8 an inner panel, which are separated from one another by an intermediate space S. The outer skin 2 can be provided with translucent, electrically conductive, slightly colored layers of color 1.4. In the outer pane 2 electrically conductive wires 3 are inserted, which reflect part of the incident radar energy. If the glazing is dimensioned for an operating frequency of about one gigahertz, the following values are the ideal dimensions: the thickness of the outer skin 2 is 1m Berelch from 1 to 20 nm, the distance between adjacent wires 3 in the body 2 is advantageously between 10 and 30 mm, the distance 5 of the outer bowl 2 to the inner bowl 8 11 is advantageously between 10 and 35 mm, where the intermediate chamber 5 can either be evacuated or filled with a gas. It goes without saying that the thickness of the outer skin 2, the distance 5 between outer skin 2 and inner skin 8, and the distance between any two parallel wires 3 in outer skin 2 must be matched to the frequency range of the radar reflections to be suppressed. Although the wire diameter can be chosen in a worldly frame, a wire diameter of <0.5 mm is preferred in order not to significantly restrict the optical transparency of the outer skins 2.

Die Dimensi onierung des Abstandes d der parallel verlaufenden Drähte 3 und deren Winkel <x zur Polarisationsrichtung der einfallenden elektro-magnetischen Strahlung beeinflussen die Intensität der Reflexlonsunter-drückung. Unter der Voraussetzung, daB die erfindungsgemäße Verglasung das Funktionsprinzlp des bekannten Jaumann-Absorbers benutzt, erfolgt die dazu erforderliche Abstiirenung der Amplituden und Phasen der jewel!1-gen Anteile der elektromagnetlschen Strahlung mittels des Abstandes der drahtförmigen elektrischen Leiter 3 untereinander und mittels des Abstandes der Drähte 3 zur radarreflektierenden, optisch transparenten Schicht 6 auf der Innenschelbe 8.The dimensioning of the distance d between the parallel wires 3 and their angle <x to the direction of polarization of the incident electromagnetic radiation influence the intensity of the reflex ion suppression. Provided that the glazing according to the invention uses the functional principle of the well-known Jaumann absorber, the amplitudes and phases of the respective portions of the electromagnetic radiation are separated by means of the distance between the wire-shaped electrical conductors 3 and the distance between the Wires 3 to the radar reflecting, optically transparent layer 6 on the inner plate 8.

Urn neben der Radarreflexionsunterdrückung die Gewlnnung photovoltaischer Energie zu ermöglichen, 1st die Innenschelbe 8 zusätzllch mit einer Dünnschichtsolarzel!e 7 versehen, die be1m dargestellten Ausführungsbei-splel zwischen der radarreflektierenden, 'optisch transparenten Schicht 6 und der Innenschelbe 8 angeordnet 1st und die gesamte-Fläche der Innenschelbe 8 bedeckt. Diese Dünnschichtsolarzelle 7 besteht in herkömmli- cher Weise aus einer leitfâhigen -transparenten Dünnschichtelektrode, z.B. aus Metal1 oder dotiertem Metalloxid (Sn02:F oder ZnO:Al), um das auftreffende Licht zu absorbieren und in elektrischen Strom umzuwandeln. Dabei können einer oder mehrere Halbleiterübergânge (P/n, pin, pinpin, Tandem- oder Drelfachübergang) vorgesehen sein, wobei DQnnschlchthalb-leiter verwendet werden können, wie z.B. a-S1:H, a-Si-Ge, die auch teil -weise dotiert sein können oder andere bekannte Dünnschichthalbleiter, wie z.B. Cu, In, Se oder dgl., in Form dünner Filme, die ebenfalls tell - weise dotiert sein können. Ferner ist die Dünnschichtsolarzel!e 7 mit einem nicht dargestel1 ten elektrischen Kontakt aus Métal!, dotiertem Me-talloxid oder auch einer Kombination leitfâhlger Materialien versehen, um den entstehenden photovoltaischen Strom abführen zu können.In order to enable the gaining of photovoltaic energy in addition to the suppression of radar reflection, the inner plate 8 is additionally provided with a thin-film solar cell 7, the example shown is arranged between the radar-reflecting, optically transparent layer 6 and the inner plate 8 and the entire surface the inner bowl 8 covered. In a conventional manner, this thin-film solar cell 7 consists of a conductive, transparent thin-film electrode, e.g. Made of metal1 or doped metal oxide (Sn02: F or ZnO: Al) to absorb the incident light and convert it into electrical current. One or more semiconductor junctions (P / n, pin, pinpin, tandem or threefold junction) can be provided, wherein DQnnschlchch semiconductors can be used, such as a-S1: H, a-Si-Ge, which can also be partially doped or other known thin-film semiconductors, such as Cu, In, Se or the like, in the form of thin films, which can also be doped in some places. Furthermore, the thin-film solar cell 7 is provided with an electrical contact (not shown) made of metal !, doped metal oxide or a combination of conductive materials in order to be able to dissipate the photovoltaic current that is produced.

Fig. 2 läßt erkennen, dafl für elnen Frequenzberelch von etwa einem Gigahertz bei den angegebenen Maßen für die erfindungsgemäße Fenstervergla-sung und entsprechend eingestelltem Winkel, z.B. 35e bis 55* der parallel en Drähte 3 zur Polar1sat1onsr1chtung und einem Drahtabstand von < 1 cm eine sehr starke Unterdrückung der Radarreflexionen erzielt wird, und zwar in der Größenordnung von 20 - 24 dB. Auch dadurch 1st e1ne Tellre-flaxion der auftreffenden Radarstrahlen durch die Außenscheibe mögüch, wobei der zweite Teil von der radarreflektlerenden Schicht 6 auf der In-nenschelbe 8 reflektiert wird und die dabei auftretende, abstandsbeding-te Phasenverschiebung zu einer Auslöschung der reflektierten Anteüe führt.Fig. 2 shows that for a frequency range of about one gigahertz given the dimensions given for the window glazing according to the invention and the angle set accordingly, e.g. 35e to 55 * of the parallel wires 3 to the polarization direction and a wire spacing of <1 cm a very strong suppression of the radar reflections is achieved, in the order of 20-24 dB. This also allows a Tellre-flxion of the incident radar beams through the outer pane, the second part being reflected by the radar-reflecting layer 6 on the inner pane 8 and the resulting phase shift resulting in a distance leading to an extinction of the reflected part.

Claims

Window glazing

1.Window glazing consisting of a double glazing with a sealed interleaving area, in which a light-permeable layer with a defined surface resistance is arranged in the area of the outer skeleton, and in which the inner skeleton is provided with an optically transparent layer which reflects the radar, characterized in that the 1m area The outer surface of the layer consists of wire-shaped electrical conductors arranged parallel to one another, the longitudinal axis of which is set at an adjustable angle to the polarization direction of the incident electromagnetic radiation so that the antell of the layer reflected by the radar reflecting layer and again transmitted through the layer the antell of the radiation reflected by the layer located in the outer area of the outer skin and that the inner skin is provided with an thin thin-cell solar cell.

2. Window glazing according to claim 1, characterized in that the thin-bad solar cell (7) is arranged between the radar reflector-ending, optically transparent layer (6) and the inner panel (8).