EP0681340B1 - Radarabsorbierende Fensterverglasung oder Fassadenverkleidung - Google Patents
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- H01Q17/00—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems
- H01Q17/007—Devices for absorbing waves radiated from an antenna; Combinations of such devices with active antenna elements or systems with means for controlling the absorption
Definitions
- the invention relates to a radar-absorbing arrangement for window glazing or facade cladding in double-layer construction with an electromagnetic one arranged in the area of the outer layer Radiation partially reflective layer and one in the area of the inner layer at a distance of about a quarter of the operating wavelength arranged further reflective layer.
- DE 40 08 660 A1 describes one based on the interference absorber principle Working radar absorbing arrangement for window glazing or Facade cladding in which the one arranged in the area of the inner layer reflective layer consists of a conductive vapor deposition.
- Known radar reflecting antenna, mesh or Slit structures created. These are two-dimensional structures whose Production and application to the substrate a specific Require effort.
- EP 0 583 557 Al is a window glazing in a double layer construction described according to 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 of parallel wires is provided. The reflection of the the radiation penetrating the glazing finds its way onto the inner pane by means of a radiation evaporated metal layer instead. With the technical dimensioning and production, however, there is the problem that in addition to the required precision and reproducibility of the wire inlays highly conductive internally arranged reflection layer under the same Precision requirements must be manufactured and installed.
- the utility model DE 89 15 902.0 U1 or EP 0 405 077 A1 is a facade structure become known for high-rise buildings, which in turn have a double-layer construction is manufactured and also on the principle of interference triggering incident electromagnetic radiation is absorbed.
- the resistance layer in particular is the cause of problems regarding reproducibility in production.
- the object is achieved in that in the area of Inner layer arranged reflective layer of mutually parallel electrically conductive fibers, which are in an orderly fashion geometric patterns are arranged.
- FIG. 1 shows a double-layer construction of a Double glazing.
- the outer pane 2 is evacuated or gas-filled space 4 is spaced from the inner pane 6.
- a facade cladding can also be designed in the same design be.
- the inner pane 6 is designed as a double pane, with between a layer 7 of parallel to the individual disks of the double disk extending fibers L is inserted.
- the outer and inner pane 2.6 can if necessary with optically or thermally effective coatings be provided.
- the coating 3 can for example be made of metal oxide.
- Coatings 5 and 8 of the inner pane 6 can also be applied if necessary. It is here however, note that these layers have very low conductivity have to the effectiveness of the electrically conductive conductor sections L to influence layer 7.
- the arrangement uses the functional principle of the Jaumann absorber, there must be two reflective layers, the distance between them essentially from the operating frequency of the incident electromagnetic Radiation R is dependent. As shown in Fig. 1, falls the electromagnetic radiation R first on the outer layer 1 of the Outer pane 2 or directly onto the outer pane 2. This is preferred exploited the natural reflection of the outer layer or disk. If this should not be sufficient, the reflectance can, for example can be increased by an evaporated metal layer 1.
- the second reflection plane is in the area by the reflective layer 7 the inner disc (s) 6 formed.
- the electrically effective part of the Layer 7 consists of parallel, wire-shaped electrical Fibers L, whose preferred direction depends on the polarization the electromagnetic radiation R incident at the installation site is set becomes. A certain proportion of the transmission T electromagnetic Radiation is tolerated.
- 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 space 4 is set in the range from 12 to 20 mm.
- the length the fiber L is chosen in the range between 5 and 80 cm.
- the distance d of two adjacent fibers L is approximately 10 to 40 mm, the width b a fiber is less than 0.5 mm.
- the dimensioning of the arrangement in These parameters determine the amplitude and the phase shift of the portion of the electromagnetic reflected on the layer 7 Radiation. This together with the reflection on the Outer pane 2 the intensity of the reflection suppression of the overall design.
- the resulting from the fibers L formed reflection plane a reflection intensity that one realized Resistance of approximately 120 to 180 ⁇ / ⁇ corresponds to a surface, whose position is at a greater distance from the outer pane 2 than the actual one Distance between the reflective layer 7 and the outer pane 2 is.
- the radar-absorbing arrangement according to the invention is not suitable only for window glazing, but in the same way also for similar assembled cladding.
- window glasses instead of the window glasses in Construction known non-conductive building materials such as building ceramics, fiber cement or laminated material used. Thermally effective insulating materials are also suitable.
- the location and arrangement of the fibers are within of the described designs easily match those given at the installation site To adapt conditions. Furthermore, an adjustment can also be made done that the required distance to the reflective surface of the Outer layer 2 by the phase-related shift in the reflection of the reflective layer 7 is adjustable adjustable.
- the arrangement of the fibers L acts in the specified dimensions not like a construction with flat, frequency-selective effective Radiation elements, but the entirety of the fibers L produces the reflection behavior a homogeneous layer with defined surface conductivity, that works in a virtual place.
- the arrangement with window glazing the advantage of high optical transparency on.
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Description
Die Erfindung betrifft eine radarabsorbierende Anordnung für eine Fensterverglasung
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.
Die DE 40 08 660 A1 beschreibt eine nach dem Interferenzabsorberprinzip
arbeitende radarabsorbierende Anordnung für eine Fensterverglasung oder
Fassadenverkleidung, bei der die im Bereich der Innenschicht angeordnete
reflektierende Schicht aus einer leitfähigen Rasterbedampfung besteht.
Hiermit werden bekannte radarreflektierende Antennen-, Maschen- oder
Schlitzstrukturen erzeugt. Diese sind zweidimensionale Gebilde, deren
Herstellung und Aufbringung auf das Trägermaterial einen bestimmten
Aufwand erfordern.
Weiterhin ist in der EP 0 583 557 Al eine Fensterverglasung in Doppelschichtbauweise
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 paralleler Drähte vorgesehen. Die Reflexion der
die Verglasung durchdringenden Strahlung findet mittels einer auf die Innenscheibe
aufgedampften 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
Präzisionsanforderungen herzustellen und einzubauen ist.
Schließlich ist aus dem Gebrauchsmuster DE 89 15 902.0 U1 bzw. EP 0 405 077 A1 ein Fassadenaufbau
für Hochbauten bekannt geworden, der wiederum in Doppelschichtbauweise
hergestellt wird und der ebenfalls nach dem Prinzip der Interferenzausösung
einfallende elektromagnetische Strahlung absorbiert. Hierbei
ist besonders die Widerstandsschicht Ursache für Probleme hinsichtlich
der Reproduzierbarkeit bei der Herstellung.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Bauweise für radarabsorbierende
Fensterverglasungen oder Fassadenverkleidungen anzugeben, die
das Herstellverfahren gegenüber dem bisher Bekannten vereinfacht und die
eine Anpassung der elektrischen Eigenschaften an die am Einbauort vorgegebenen
Verhältnisse erlaubt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die im Bereich der
Innenschicht angeordnete reflektierende Schicht aus parallel zueinanderliegenden
elektrisch leitfähigen Fasern besteht, die in einem geordneten
geometrischen Muster angeordnet sind.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Anordnung sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
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.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und
werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- einen Schnitt durch eine Isolierverglasung mit zwei Scheiben;
- Fig. 2
- eine Variante einer radarabsorbierenden Doppelschichtanordnung.
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 angeordnet.
In der gleichen Bauweise kann auch eine Fassadenverkleidung gestaltet
sein.
Die Innenscheibe 6 ist hierbei als Doppelscheibe ausgeführt, wobei zwischen
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 elektrischen
Leitfähigkeit ausgeführt ist. Die Beschichtung 3 kann beispielsweise
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 Leiterabschnitte
L der Schicht 7 nicht zu beeinflussen.
Da die Anordnung das Funktionsprinzip des Jaumann-Absorbers benutzt,
müssen zwei reflektierende Schichten vorhanden sein, deren Abstand zueinander
im wesentlichen von der Betriebsfrequenz der einfallenden elektromagnetischen
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 vorzugsweise
die natürliche Reflexion der Außenschicht bzw. -scheibe ausgenutzt.
Falls diese nicht ausreichen sollte, kann der Reflexionsgrad beispielsweise
durch eine aufgedampfte Metallschicht 1 erhöht werden.
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 elektrischen
Fasern L, deren Vorzugsrichtung abhängig von der Polarisation
der am Einbauort einfallenden elektromagnetischen Strahlung R eingestellt
wird. Ein bestimmter Anteil der Transmission T elektromagnetischer
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 Zwischenraumes
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
Rahmen dieser Parameter bestimmt die Amplitude 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 Reflexionsunterdrückung der Gesamtbauweise.
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
beabstandet sind, die Bedingungen für einen Jaumann-Absorber erfüllt.
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 Bedingungen
für einen Jaumann-Absorber erfüllt.
Als vorteilhaft haben sich verschiedene Ausführungen der reflektierenden
Schicht 7 erwiesen. Je nach Anwendungsfall haben sich verschiedene elektrisch
leitfähige 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 besonders geeignet erwiesen, bei der leitfähige Elemente L
auf einer Kunststoffolie, beispielsweise aus Polyvinylbutyral (PVB), aufgebracht
worden sind.
Die erfindungsgemäße radarabsorbierende Anordnung eignet sich nicht
nur für Fensterverglasungen, sondern in gleicher Weise auch für ähnlich
aufgebaute Fassadenverkleidungen. Anstelle der Fenstergläser werden im
Bauwesen bekannte nicht leitfähige Baustoffe wie Baukeramik, Faserzement
oder Schichtpreß-Werkstoff eingesetzt. Thermisch wirksame Isolierdämmstoffe
sind ebenfalls geeignet.
Beim Herstellprozeß sind die Lage und die Anordnung der Fasern innerhalb
der beschriebenen Bauweisen leicht an die am Einbauort gegebenen
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 erfindungsgemäße
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 Reflexionsverhalten
einer homogenen Schicht mit definierter Oberflächenleitfähigkeit,
die an einem virtuellen Ort wirkt. Darüber hinaus weist die Anordnung
bei Fensterverglasungen den Vorteil einer hohen optischen Transparenz
auf.
Claims (12)
- Radarabsorbierende Anordnung für eine Fensterverglasung 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, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich der Innenschicht (6) angeordnete reflektierende Schicht (7) aus parallel zueinander liegenden elektrisch leitfähigen Fasern besteht, die in einem geordneten geometrischen Muster angeordnet sind.
- Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitfähigen Fasern (L) in einem textilen Gewebe eingearbeitet sind.
- Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitfähigen Fasern (L) auf einer Kunststoffolie aufgebracht sind.
- Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schicht (7) auf einer Oberfläche (5) der Innenschicht (6) angebracht ist.
- Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschicht (6) als Doppelschicht ausgeführt ist, in der die reflektierende Schicht (7) angeordnet ist.
- Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen- und/oder Außenschicht (2,6) aus Floatglas bestehen.
- Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschicht (6) und/oder Außenschicht (2) als Verbundsicherheitsglas ausgeführt ist.
- Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Schicht (7) im Verbundsicherheitsglas angeordnet ist.
- Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen- und/oder Außenschicht (2,6) aus einem baukeramischen Material besteht.
- Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen- und/oder Außenschicht (2,6) aus Faserzement besteht.
- Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen- und/oder Außenschicht (2,6) aus einem Schichtpreß-Werkstoff besteht.
- Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen- und/oder Außenschicht (2,6) aus einem Isolierdämmstoff besteht.
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