DE4101074A1 - Verglasungselement mit niedrigem reflexionsgrad fuer radarstrahlung - Google Patents
Verglasungselement mit niedrigem reflexionsgrad fuer radarstrahlungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verglasungselement mit niedrigem
Reflexionsgrad für Radarstrahlung.
Mit der ständig zunehmenden Zahl von Flugbewegungen und den
damit verbundenen erhöhten Anforderungen an die radargestützte
Flugüberwachung führen störende Reflexionen von Radarwellen an
Gebäuden im Bereich von Flughafenradaranlagen zu einem wach
senden Sicherheitsproblem. Es wird immer schwieriger, Signale
von Flugzeugen von durch Gebäude verursachten Störsignalen
sicher zu trennen. Dabei hat sich gezeigt, daß zu den stören
den Reflexen nicht nur metallische Gebäudeteile beitragen,
sondern überraschenderweise auch Fassadenelemente, die eine
oder mehrere Glasscheiben aufweisen.
Glas absorbiert als Dielektrikum zwar praktisch keine Radar
strahlung, weist jedoch aufgrund seines hohen Brechungsindexes
im Bereich der üblicherweise eingesetzten Radarfrequenzen von
etwa 1 GHz einen erheblichen Reflexionsgrad auf. Der Reflexi
onsgrad wird weiter erhöht, wenn Glasscheiben mit hochleitfä
higen Beschichtungen, insbesondere Wärmeschutzschichten,
versehen werden.
Aus der DE-OS 39 13 421 ist es bereits bekannt, die Radarre
flexion von Gebäudewänden dadurch zu reduzieren, daß an sich
hoch reflektierende, nebeneinander angeordnete Einzelwandele
mente wie beispielsweise Glasplatten, tiefengestaffelt ange
bracht werden, wobei jeweils außenliegende und zurückversetzte
Wandelemente abwechseln und der Abstand benachbarter Wandele
mentflächen etwa λ/4, bezogen auf die Radarwellenlänge,
beträgt.
Diese Lösung ist unbefriedigend, da der Aufbau entsprechender
Fassaden gegenüber glatten Fassaden technisch aufwendiger ist,
die Reinigung erschwert wird und derartig gerasterte Fassaden
ästhetisch wenig ansprechend wirken.
Für den nichttransparenten Fassadenbereich ist es außerdem aus
der DE-OS 39 16 416 bekannt, ruß- oder graphitbeschichtete
Platten mit Dämmstoffelementen und Metallplatten zu kombinie
ren, um so zu einer reduzierten Radarreflexion zu gelangen.
Ein solches Fassadenelement kann nicht im Fensterbereich
eingesetzt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein relativ einfach
aufgebautes Verglasungselement zu schaffen, das im Fensterbe
reich von Gebäudewänden mit glatter Außenhaut eingesetzt
werden kann und dabei einen niedrigen Radarreflexionsgrad,
insbesondere im Bereich von etwa 1 GHz, aufweist. Dabei soll
der Radarreflexionsgrad bei senkrechtem Einfall weniger als
10%, vorzugsweise weniger als 1% betragen.
Die Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand von Anspruch 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
Der Erfindung lieqt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß
ein Verglasungselement mit erheblich reduzierter Radarre
flexion entsteht, wenn mindestens zwei Glasscheiben mit
Abstand hintereinander angeordnet werden, wobei die radarabge
wandte Glasscheibe auf ihrer radarseitigen Oberfläche eine
schwach leitfähige dünne Beschichtunq trägt, deren Flächenwi
derstand in definierter Weise mit der Dicke der radarzugewand
ten Glasscheibe verknüpft ist. Es wird vermutet, daß die
beobachtete Minderung des Radarreflexionsgrades auf der
destruktiven Interferenz der an der ersten Glasscheibe und an
der schwach leitfähigen Beschichtung der zweiten Glasscheibe
reflektierten Radarstrahlen beruht. Durch die erfindungsgemäße
Anpassung des elektrischen Flächenwiderstandes der
Beschichtung der zweiten Glasscheibe an die Dicke der ersten
Glasscheibe wird vermutlich eine Annäherung der einerseits von
der ersten Glasscheibe
und andererseits von der schwach leitfähigen Beschichtung der
zweiten Glasscheibe herrührenden Reflexionsamplituden erreicht
und damit die Wirkung der destruktiven Interferenz verstärkt.
Überraschenderweise kann ein niedriger Reflexionsgrad selbst
dann erzielt werden, wenn der Abstand der beiden Glasscheiben
deutlich unterhalb von λ/4, das heißt bei einer Frequenz von
etwa 1 GHz unter etwa 75 mm, liegt. Abstände von bis zu 24 mm
sind noch ohne weiteres in üblicher Weise als Isolierglas
scheiben mit Metall- oder Kunststoffabstandhaltern herstell
bar, was die Anwendbarkeit der Erfindung erheblich erleich
tert. Es liegt im Rahmen der Erfindung, anstelle von monolith
ischen Glasscheiben Verbundglasscheiben einzusetzen, wenn dies
aus statischen Gründen, Sicherheitserwägungen oder dergleichen
erforderlich ist. Weiterhin können zusätzliche nichtleitfähige
Schichten auf mindestens einer der Glasscheiben vorgesehen
werden. Auf diese Weise ist es möglich, das Aussehen des
Verglasungselements in Reflexion und Transmission in an sich
bekannter Weise in weitem Rahmen zu modifizieren.
Erfindungsgemäße Verglasungselemente werden mit besonderem
Vorteil für die Verglasung von Gebäudewänden verwendet, die in
etwa senkrecht zur Strahlrichtung eines mit etwa 1 GHz arbei
tenden Flughafenradars oder dergleichen orientiert sind.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispie
len und den Zeichnungen erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfin
dungsgemäßen Verglasungselements, dargestellt
im Querschnitt,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem als
erste Glasscheibe anstelle einer Einfachglas
scheibe eine Verbundglasscheibe vorgesehen
ist,
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel, bei dem
hinter der zweiten Glasscheibe eine weitere
Glasscheibe vorgesehen ist.
Das Verglasungselement nach Fig. 1 besteht aus einer ersten,
der Radarstrahlungsquelle zugewandten Glasscheibe 1 sowie
einer zweiten, der Strahlungsquelle abgewandten Glasscheibe 2,
die in einem Abstand von 6 bis 24 mm, vorzugsweise etwa 20 mm,
angeordnet sind. Die beiden Glasscheiben 1, 2 sind vorzugswei
se im hier nicht dargestellten Randbereich über einen umlau
fenden Abstandhalterrahmen gasdicht miteinander verbunden.
Die erste Glasscheibe weist eine Dicke von 4 bis 15 mm auf.
Die Dicke der zweiten Glasscheibe ist im Rahmen der vorliegen
den Erfindung weniger bedeutsam, sie sollte jedoch vorzugswei
se nicht mehr als 10 mm betragen.
Wesentliches Merkmal aller Ausführungsformen der Erfindung ist
das Vorhandensein einer lichtdurchlässigen, schwach elektrisch
leitfähigen Schicht 3 auf der radarseitigen Oberfläche der
Glasscheibe 2. Diese Schicht 3 kann grundsätzlich aus einer
Vielzahl von an sich bekannten Materialien bestehen, z. B.
Edelmetallen, Übergangsmetallen, halbleitenden Oxid- oder
Mischoxidschichten usw., solange wie gewährleistet ist, daß
der Flächenwiderstand der Schicht 3 im beanspruchten Bereich
liegt. Zusätzlich zu der leitfähigen Schicht 3 können auf oder
unter ihr in an sich bekannter Weise weitere, in Fig. 1 nicht
dargestellte Schichten vorgesehen sein, mit denen die opti
schen Eigenschaften des Verglasungselements je nach Bedarf
modifiziert werden können. Zusätzlich oder alternativ dazu ist
es möglich, auf der Glasscheibe 1 nicht-leitfähige Schichten
4, 5 anzubringen, z. B. hochreflektierende dielektrische
Metalloxid-Schichten wie TiO2 oder reflexionsmindernde Schich
ten wie SiO2, wenn dies aus ästhetischen Gründen gewünscht
wird. Solange diese Schichten 4, 5 elektrisch nicht leitfähig
sind, haben sie nämlich auf die radaroptischen Eigenschaften
des Verglasungselements keinen nennenswerten Einfluß.
In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform der Erfindung
dargestellt, bei der die monolithische erste Glasscheibe der
Fig. 1 durch eine Verbundglasscheibe ersetzt ist, die aus
einer ersten Einzelscheibe 11 und einer zweiten Einzelscheibe
12 besteht, die durch eine transparente Kunststoffverbund
schicht 13 verbunden sind. Die Kunststoffverbundschicht 13
kann beispielsweise aus Polyvinylbutyral, Polyurethan, Polyvi
nylchlorid oder Gießharzen, insbesondere auf Acrylatbasis,
bestehen. Wichtig ist im Rahmen der Erfindung, daß die Kunst
stoffverbundschicht 13 wie die Glasscheiben 11, 12 elektrisch
nicht leitfähig ist.
Wie in Fig. 1 weist das Verglasungselement gemäß Fig. 2 eine
zweite Glasscheibe 2 mit einer schwach leitfähigen Beschich
tung 3 auf. Zusätzlich können wie zuvor weitere nicht-leit
fähige Schichten vorsehbar sein. Es liegt im Rahmen der
Erfindung, anstelle der zweiten Glasscheibe 2 ebenfalls eine
Verbundglasscheibe entsprechend der ersten Glasscheibe 11, 12,
13 einzusetzen.
In Fig. 3 schließlich ist eine weitere Ausführungsform der
Erfindung dargestellt, mit der noch niedrigere Radarreflexi
onswerte als mit den ersten beiden Ausführungsformen erreich
bar sind. Zusätzlich zu den beiden Glasscheiben 1, 2 sowie der
leitfähigen Beschichtung 3 entsprechend Fig. 1 weist das
Verglasungselement gemäß Fig. 3 eine weitere Glasscheibe 6
auf, die ebenfalls eine schwach leitfähige Schicht 7 trägt.
Der Flächenwiderstand der Schicht 7 liegt im gleichen Bereich
wie derjenige der Schicht 3. Die Scheibe 6 wird in einem
Abstand von etwa 20-200 mm von der Scheibe 2 angeordnet.
Bezugszeichenliste
1: Erste Glasscheibe
2: Zweite Glasscheibe
3: Leitfähige Schicht
4: Nicht-leitfähige Schicht
5: Nicht-leitfähige Schicht
6: Dritte Glasscheibe
7: Leitfähige Schicht
11: Erste Einzelglasscheibe
12: Zweite Einzelglasscheibe
13: Kunststoffverbundschicht
2: Zweite Glasscheibe
3: Leitfähige Schicht
4: Nicht-leitfähige Schicht
5: Nicht-leitfähige Schicht
6: Dritte Glasscheibe
7: Leitfähige Schicht
11: Erste Einzelglasscheibe
12: Zweite Einzelglasscheibe
13: Kunststoffverbundschicht
Claims (12)
1. Verglasungselement mit niedrigem Reflexionsgrad für
Radarstrahlung,
mit einer ersten, der Strahlungsquelle zugewandten Glasscheibe mit einer Dicke d zwischen 4 mm und 15 mm,
mit einer zweiten, der Strahlungsquelle abgewandten Glasscheibe,
wobei die zweite Glasscheibe auf ihrer der ersten Glasscheibe zugewandten Oberfläche eine lichtdurchläs sige, elektrisch leitfähige Schicht mit einem Flächen widerstand zwischen 1200 Ω/cm2/d(mm) und 3500 Ω/cm2/d(mm) trägt und
wobei die Glasscheiben zwischen sich einen Gaszwischen raum mit einer Breite von mindestens 6 mm und höchstens 24 mm einschließen.
mit einer ersten, der Strahlungsquelle zugewandten Glasscheibe mit einer Dicke d zwischen 4 mm und 15 mm,
mit einer zweiten, der Strahlungsquelle abgewandten Glasscheibe,
wobei die zweite Glasscheibe auf ihrer der ersten Glasscheibe zugewandten Oberfläche eine lichtdurchläs sige, elektrisch leitfähige Schicht mit einem Flächen widerstand zwischen 1200 Ω/cm2/d(mm) und 3500 Ω/cm2/d(mm) trägt und
wobei die Glasscheiben zwischen sich einen Gaszwischen raum mit einer Breite von mindestens 6 mm und höchstens 24 mm einschließen.
2. Verglasungselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schicht einen Flächenwiderstand
zwischen 2000 Ω/cm2/d(mm) und 3000 Ω/cm2/d(mm),
vorzugsweise etwa 2400 Ω/cm2/d(mm), aufweist.
3. Verglasungselement nach einem der vorangehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Gaszwi
schenraums mindestens 12 mm und höchstens 20 mm be
trägt.
4. Verglasungselement nach einem der vorangehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der zweiten
Glasscheibe höchstens 10 mm beträgt.
5. Verglasungselement nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Dicke der zweiten Glasscheibe höch
stens 8 mm beträgt.
6. Verglasungselement nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Dicke der zweiten Glasscheibe höch
stens 6 mm beträgt.
7. Verglasungselement nach einem der vorangehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der
Glasscheiben durch eine Verbundglasscheibe, bestehend
aus mindestens zwei durch eine Kunststoffverbundschicht
verbundenen Einzelglasscheiben, gebildet wird.
8. Verglasungselement nach einem der vorangehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der
Glasscheiben mit mindestens einer zusätzlichen, elek
trisch nicht-leitfähigen Schicht versehen ist, die eine
Änderung der optischen Eigenschaften (Transmission,
Reflexion, Absorption) des Verglasungselements im
Bereich des sichtbaren Lichts und/oder im IR-Bereich
bewirkt.
9. Verglasungselement nach einem der vorangehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Glasschei
ben im Randbereich gasdicht miteinander verbunden sind.
10. Verglasungselement nach einem der vorangehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß auf dessen strahlungs
abgewandter Seite eine dritte Glasscheibe mit einer
Dicke von 4 mm bis 10 mm unter Bildung eines zweiten
Gaszwischenraums mit einer Breite von 20 mm bis 200 mm
angeordnet wird.
11. Verglasungselement nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die dritte Glasscheibe eine leitfähige
Schicht mit einem Flächenwiderstand zwischen
1200 Ω/cm2/d(mm) und 3500 Ω/cm2/d(mm) trägt.
12. Verwendung des Verglasungselements nach einem der
vorangehenden Ansprüche zum Einbau in Gebäudewänden,
die innerhalb der Reichweite eines ortsfesten Flugha
fenradargerätes liegen und im wesentlichen senkrecht zu
dessen Strahlrichtung orientiert sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914101074 DE4101074C2 (de) | 1991-01-16 | 1991-01-16 | Verglasungselement mit niedrigem Reflexionsgrad für Radarstrahlung |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19914101074 DE4101074C2 (de) | 1991-01-16 | 1991-01-16 | Verglasungselement mit niedrigem Reflexionsgrad für Radarstrahlung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4101074A1 true DE4101074A1 (de) | 1992-07-23 |
DE4101074C2 DE4101074C2 (de) | 1994-08-25 |
Family
ID=6423100
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914101074 Expired - Fee Related DE4101074C2 (de) | 1991-01-16 | 1991-01-16 | Verglasungselement mit niedrigem Reflexionsgrad für Radarstrahlung |
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Legal Events
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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