專利名稱：天線窗玻璃的腐蝕防護系統(tǒng)和天線窗玻璃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是帶表面導電結(jié)構(gòu)的天線窗玻璃的腐蝕防護系統(tǒng)，它具有權(quán)力要求1的序言中所述的特征。
車窗的窗玻璃，由玻璃和/或塑料制造的，通常都裝備有，例如，使其加熱的和/或在其中形成天線結(jié)構(gòu)的導電結(jié)構(gòu)。這些表面結(jié)構(gòu)大都是用導電銀膏通過絲網(wǎng)印刷(厚膜技術(shù))印刷上去的，然后再通過烘焙而加固。
天線的輸入線路，或是它們的某些部分，也經(jīng)常是通到透明襯底的表面上。它們也可以用來為高頻(HF)電子元件，例如，直接設置在天線窗玻璃上的天線放大器等，供給電流(遠距離供電，例如用調(diào)諧器)。總之，這樣可以形成有源(active)天線。這些線路本身不應輻射設置和擁有在整個長度上不變的確定的特征阻抗。使用兩個或兩個以上且具有等間距和不變寬度的平行共面導體，就會遇到這種要求。
這樣的信號線路和有源天線的實施例在文獻DE-Al-39 11 178中作了描述，在這個文獻中，為了在電介質(zhì)材料制成的天線窗玻璃上形成信號和電源的共面線路，把嚴格意義上的線路與一個或兩個并聯(lián)放置的接地軌組合起來。
然而，當暴露在惡劣天氣條件下的時候，這種對車輛的標準工作電壓(大約12V直流)進行傳導的印刷線路在運轉(zhuǎn)中卻表現(xiàn)出一個大的缺點。放大器的供電電壓是作為直流補償電壓(tension continueoffset)施加到一個導體上的。與放大器連接有一些電子元件，用于把直流補償電壓從HF信號中分離出來作為工作電壓。在使用中，在信號導線和地線之間，在信號線路上施加一個12Vcc的電位差。按照DIN5002l-SS標準，施加在厚膜工藝生產(chǎn)的共面線路上的這個電位差，在5分鐘以后，就已經(jīng)由鹽水噴霧試驗導致首先的腐蝕現(xiàn)象。10分鐘后，出現(xiàn)導電結(jié)構(gòu)的大塊腐蝕。該鹽水噴霧試驗在大大減少的時段內(nèi)模擬了部件在整個使用期的腐蝕作用。然而，至今還沒有把它使用到位于車輛窗玻璃的天線結(jié)構(gòu)上。
出現(xiàn)的這種腐蝕損壞使共面線路的性質(zhì)嚴重惡化，這尤其是因為高頻電導率減小和線路的阻尼增加了，隨后就使系統(tǒng)失調(diào)，直到它完全地失靈。在印刷結(jié)構(gòu)是處于安裝狀態(tài)的窗玻璃內(nèi)表面上時，也會發(fā)生這樣的損壞。上述文獻沒有考慮這個問題。
當然，可以付出一定代價，通過涂層、覆蓋等來保護線路不受腐蝕作用。然而，這些防護的成本至今卻仍阻止它們在工業(yè)規(guī)模上使用。
必須強調(diào)的是，腐蝕損壞在原則上也可能發(fā)生在其他印刷結(jié)構(gòu)上，例如在加熱和天線區(qū)域本身中，盡管這并不十分地嚴重地損害它們的運行方式。
基于本發(fā)明的問題是為天線窗玻璃提供有效的電腐蝕防護，這里的天線窗玻璃具有帶傳導電壓的表面線路的導電結(jié)構(gòu)。
再描述一下使用這種天線窗玻璃以及因此裝備起來的天線窗玻璃的方法是合適的。
為了這個目的，本發(fā)明為帶導電結(jié)構(gòu)的天線窗玻璃提供了一種腐蝕防護系統(tǒng)，它至少包含一個由窗玻璃表面上彼此平行設置的結(jié)構(gòu)件構(gòu)成的多極線路，用于傳送HF信號以及把HF電子元件與供電電壓連接起來，其特征在于這個系統(tǒng)包含有導入機構(gòu)，用于導入所謂的鈍化電壓，此鈍化電壓則處在使線路中和HF電子元件中的線路材料鈍化以抵抗腐蝕的范圍之內(nèi)；這個系統(tǒng)包含有實施機構(gòu)，用于把該鈍化電壓實施成HF電子元件中的供電電壓。
本發(fā)明允許省去線路上的附加鈍化涂層。
對于電的鈍化，因此有源腐蝕的防護來說，在兩個相互非電連接在一起而且在襯底本身的表面上彼此非?？拷幕蛞云渌绞降膶щ婓w之間，必須有一個鈍化電壓水平的電位差。對于以電容方式耦連的天線窗玻璃來說，這可以以一種特別簡單的方式來實現(xiàn)，因此該天線窗玻璃可以在具有一個相反電極(en un opposé)的合適的空間布置中鈍化。
例如，與接地軌(地電壓或+12V)平行的多極線路是可以通過選擇適當?shù)男盘柗然蛘哌x擇適當?shù)男盘栴l率來鈍化的。
對于要進行腐蝕防護的線路材料來說，鈍化電壓的值將分別確定。按一般規(guī)律，可以確定一個鈍化范圍，這個范圍的特點是與外電壓或鈍化電壓的值有關(guān)，其中腐蝕電流(與金屬的剝蝕速度成比例)減少到最小限度，甚至趨向零，這意味著不再產(chǎn)生任何腐蝕。在外電壓過低的情況下，得不到足夠的腐蝕抑制作用(“有源”范圍)，而在電壓過高(超過“起始電位”)的情況下，就出現(xiàn)所謂的“過鈍”狀態(tài)，在這種狀態(tài)下防護作用不再發(fā)生，腐蝕電流又明顯地重新增加。
可以把實施機構(gòu)與HF電子元件分離開來，或者甚至是集成到這個元件中，以便由鈍化電壓為其直接供電。
使這種導電結(jié)構(gòu)常用材料鈍化的優(yōu)選電壓已經(jīng)確定，在0.75到1.8V直流或交流的電壓范圍之內(nèi)。
導入機構(gòu)可以包含有一個電壓源，而此電壓源則集成在使用中與HF電子元件，例如調(diào)諧器，相連接的一個裝置中。
按照本發(fā)明，鈍化電壓可以是交流電壓，最好是正弦電壓，處在大于2000Hz波段中，最好是在2000和4000Hz之間，或者大約為3000Hz。最大的鈍化過程是用1.1V和3000Hz±100Hz確定的。
通過施加比較低的(交流)電壓進行電鈍化是可能的，這就可能經(jīng)濟地來使用，例如，用絲網(wǎng)印刷制作的含銀導電結(jié)構(gòu)。
由施加電壓而進行的防護作用只消耗極少的能量，這引起的附加運行費用是可以忽略的。在測量的電流密度小于10μA/cm2的情況下，在鈍化模式中出現(xiàn)了靜態(tài)電流，這個電流比汽車領(lǐng)域中容許的值1.5mA要小幾個數(shù)量級。
如果必要的話，可以省去印刷結(jié)構(gòu)的烘焙過程，按一般規(guī)律，這種烘焙被認為會增加其力學的和化學的抵抗力。這也使得使用除玻璃外的其他襯底，例如合成材料的窗玻璃，簡單化了。
當然，對于本發(fā)明的使用來說，不只是面對以共面樣式安置的線路，因此是帶有兩個或多個并列安置在窗玻璃表面上的引線。利用現(xiàn)代的絲網(wǎng)印刷方法，也可以，例如，印刷疊起來但是彼此絕緣的幾個導電層。按照本發(fā)明的腐蝕防護也可毫無困難地使用于這種多極的夾層結(jié)構(gòu)上，以及使用于不是用絲網(wǎng)印刷沉積的結(jié)構(gòu)上(而是，例如，用擠壓或用其他淀積導電材料的方法)。
如果在天線窗玻璃上設置了這里所涉及類型的幾個線路，那么當然要按照可能性對它們?nèi)抗┙o鈍化(防護)電壓。
本發(fā)明還提供一種使用有源天線窗玻璃的方法，這里的窗玻璃具有天線結(jié)構(gòu)以及至少一個由窗玻璃表面上彼此平行設置的結(jié)構(gòu)件構(gòu)成的多極線路，用于傳送HF信號以及用于把HF電子元件與供電電壓連接起來，此方法的特征在于對此線路和與之相連的HF電子元件供給一個鈍化電壓，這個電壓處在使線路的材料鈍化防止腐蝕的范圍之內(nèi)，而且可以疊加在HF信號上，把這個鈍化電壓直接地或是修正以后用作HF電子元件的供電電壓。
本發(fā)明還提供一種車輛用天線窗玻璃，它包含有一個為已確定供電電壓設計的并且能由設置在窗玻璃表面上的多極線路(4)供電的HF電子元件，這種車輛用天線窗玻璃的特征在于電子修正元件是與HF電子元件相聯(lián)系的，用于把純化電壓轉(zhuǎn)換成工作電壓，這個純化電壓則是通過線路供給該HF電子元件，使線路電鈍化的。
當鈍化電壓是交流電壓時，窗玻璃可以包含有與HF電子元件相聯(lián)系的電壓整流器和轉(zhuǎn)換器，該電壓整流器和轉(zhuǎn)換器把供給的該交流電壓轉(zhuǎn)換成適當?shù)闹绷麟妷?，用來為HF電子元件的放大器供電。
HF電子元件可以固定在窗玻璃的表面上。
HF電子元件可以插入層狀窗玻璃中。
此多極線路可以以共面的方式，包含有至少兩個并列沉積在窗玻璃表面上的導電軌，它們有一個恒定的距離。
此多極線路也可以包含有至少兩個重疊沉積在窗玻璃的表面上的導電軌，它們有一個恒定的距離。
通過實施例的圖，從下面這個實施例的詳細說明中，可以看出本發(fā)明課題的其他細節(jié)和優(yōu)點在這些示意圖中-

圖1是天線窗玻璃的整體視圖，此天線窗玻璃具有制作在其表面上的天線結(jié)構(gòu)和信號與電源的共面線路；以及-圖2表示了HF電子元件和腐蝕防護元件的詳細電路圖。
在圖1中，天線窗玻璃1裝備有加熱和天線區(qū)域2，這個區(qū)域是以熟知的方式通過絲網(wǎng)印刷上一個預定的結(jié)構(gòu)圖案而制造的，而此結(jié)構(gòu)圖案則是由待烘焙的導電膏制成的。這里沒有表示這種結(jié)構(gòu)本身已知的細節(jié)，只是標出了幾個狹窄的導電軌2L，它們橫向地伸展在窗玻璃1的觀察區(qū)域上面，位于兩個比較寬的側(cè)邊匯流條2S之間，靠近窗玻璃1的邊緣。這兩個匯流條2S可以連接到加熱電壓上，連接方式?jīng)]有詳細表示，這使得電流在這些導電軌中流動，而此導電軌相互之間則是并聯(lián)電連接的。
使用相對于該導電軌2L橫向放置的耦合導體2A(天線底部)，由天線區(qū)域2收到的高頻(HF)信號(例如無線電信號或電視信號)被傳送給HF電子元件3，此電子元件的電路圖將結(jié)合圖2作更詳細的解釋。
HF電子元件3以本身已知的方式直接設置在窗玻璃1的表面上，從這個電子元件出發(fā)，有一條信號及供電線路4延伸直到窗玻璃1邊緣上的一個適當?shù)慕涌?(多路連接器，帶狀導線，插入式接合點)，此處的信號及供電線路是用已知的方式以雙極共面形式制作在窗玻璃1的表面上，沿著其邊緣。這里，在窗玻璃裝配好的狀態(tài)，實現(xiàn)了與接受裝置(收音機，調(diào)諧器，電視等)以及與電壓源(未畫出)的連接。
這里還可以連接加熱區(qū)域本身的供電電壓。這種多極接口本身是發(fā)明前已知工藝的一部分(例如參見文獻DE-PS 195 36 131)，因此這里將不詳細地進行描述。因為可能需要的類似防護措施都是業(yè)內(nèi)人士所熟悉的，所以我們將不在這方面耽誤更多時間。
應該指出的是，天線區(qū)域2、HF電子元件3和線路4沒有必要都處在窗玻璃的同一個表面上。對于本發(fā)明的申請來說，使用印刷的天線結(jié)構(gòu)也不是必需的。例如，也可以把待保護的線路4連接到設置在層狀窗玻璃內(nèi)周作天線的涂層上。同樣，HF電子元件3可以合并到一復合件中，如果它的整個電路是足夠扁平的話。
原則上，線路本身當然也可以合并到復合件中，其電鈍化盡管不是必要的，但是有它也是可以的。
周邊的點劃線指出了不透明有色邊框的內(nèi)邊界線，此邊框通常是作為外邊界圍繞著透明天線窗玻璃1的視覺區(qū)域，并且延伸直到窗玻璃的外邊界。這種有色邊框還遮擋住這里所述天線結(jié)構(gòu)的電子元件不讓看見。顯然，在窗玻璃的平面投影中，匯流條2S、HF電子元件3、共面線路4和接口5都位于這個有色邊框7上。
通過線路4，一方面，把電源電壓供給已放大HF信號的接受裝置(未畫出)，此HF信號又是由HF電子部件3供給的，另一方面，則把電源電壓供給有源的HF部件3。在現(xiàn)在這個實施例中，線路4是由一寬的導電片4G和分開一定距離的窄的平行導電片4S不對稱地構(gòu)成的。此線路最好是與加熱及天線區(qū)域的同一操作期間印刷的，而且在窗玻璃1裝配起來的狀態(tài)中是暴露于惡劣天氣下的。與導電片4S相比，導電片4G更靠近窗玻璃1的邊緣，所以導電片4S與后來窗玻璃1要安裝進去的金屬車身保持一個盡可能大的距離。如果需要的話，寬的導電片4G也可以通過，例如，導電膠直接連接到車輛底盤上。
對于所示的不對稱配置，得出了下列尺寸-特征阻抗ZL 50ohm-信號線路4S的寬度0.8mm-狹縫的寬度 4.1mm-接地片4G的寬度 5.7mm-玻璃(電介質(zhì))的厚度3.85mm。
對于導電片4S，4G和加熱區(qū)域2S，2L來說，可以使用，例如，CERDEC的SP 1835型含銀80％的絲網(wǎng)印刷漿。不透明有色邊框7印刷上CERDEC的14252/80860黑瓷漆。這兩種待重疊印刷的材料是相互適應的(compatibles)，可以使用這兩種材料適當?shù)貪M足所要求的線路4的特征阻抗。
如果線路是沉積在帶有混合電介質(zhì)(玻璃/粘合劑層/玻璃)的層狀玻璃表面上和/或沉積在帶有其他厚度或其他材料(塑料，例如，聚碳酸酯)的玻璃上，它們的幾何尺寸，需要時可能是印刷漿，就必須進行適當修改，如果線路必須設計成ZL＝75ohm的話，也要這樣做。
圖2表示出HF電子元件3和有源腐蝕防護元件的一個可能的獨立實施例。左邊畫的是線路4的連接線(4G，4S)，而右邊畫的是連接到天線底部的連接線2A。連接線4G用作接地，而連接線4S則把HF信號的水平傳導到接收裝置8(調(diào)諧器)，同樣還把重疊在HF信號上的供電電壓傳導過去。不言而喻，接收裝置8的HF連接線對于電源電壓的存在是不靈敏的。
不言而喻，這樣一個HF電子元件也可以以集成的形式設計和使用。一般說來，一個盡可能平的電路是有好處的，它從窗玻璃表面上突出很少，或是它可以合并在層狀窗玻璃中使用。
在所示實施例中，鈍化電壓是波幅為1.1V，頻率為3000±100Hz的交流電壓Up，它是由電壓源9所產(chǎn)生的，這個電壓源只是圖示地表示出來。
為了對這種結(jié)構(gòu)相應的線路進行有源的腐蝕防護，由試驗已經(jīng)確定了是適宜的鈍化電壓。
因此按照本發(fā)明，在HF有源部件中通常施加工作電壓的地方，這個鈍化電壓被用來給遭受腐蝕的線路4供電，對于常規(guī)批量生產(chǎn)的零部件來說，隨著應用情況不同，通常施加的工作電壓處在3.3V和12V直流之間。在試驗期間這樣的數(shù)值沒有表現(xiàn)出任何的鈍化作用。
電壓源9還可以直接地集成到接收裝置8中，這與所表示的不一樣。
HF電子元件3包含有天線放大器3A，天線信號被2A即時傳送到這個天線放大器，天線放大器則經(jīng)由去耦級3K而連接到線路4S。
與去耦級3K并聯(lián)的是一個帶通濾波器3B，用于從供電電壓中濾出HF信號，它把過濾了的電壓送給一個具有直流/直流轉(zhuǎn)換器的整流器3W。
這個帶轉(zhuǎn)換器的整流器必須把已整流電壓轉(zhuǎn)換成電子器件的工作電壓水平，這些電子器件可以集成在一個模塊中。然后這個電壓經(jīng)由過濾/濾波級3S，或者是直接送往放大器3A。
工作電壓UB和接地當然也可以用來對其他可能的電子元件(這里沒有畫出)供電，例如還有其他的放大器等。
按照本發(fā)明，也可以使用水平相當?shù)闹绷麟妷鹤鳛殁g化電壓Up，這與所表示的不同，它當然是沒有整流的，它只需提升到工作電壓UB的水平。
這里描述的應用實例來源于目前常用電子元件的使用。
然而通過相應地修改這些電子器件，特別是放大器，可以設想也能直接使用所供給的鈍化(和電源)電壓。
在像后面這樣的應用實例中，只是出現(xiàn)了非常小的電流和非常低的電壓。因此，可以使所用的這些部件大大地小型化，安裝在一個裝配緊密的單元中。天線窗玻璃1的電路(例如它與車身凸緣的粘結(jié))因此是不受影響的，甚至是當這些部件在優(yōu)選的配置中放置得靠近玻璃表面上的邊緣，而這個表面是處在裝配狀態(tài)內(nèi)部的時候。
權(quán)利要求
1.用于帶導電結(jié)構(gòu)的天線窗玻璃(1)的腐蝕防護系統(tǒng)，包含至少一個由窗玻璃表面上互相平行放置的結(jié)構(gòu)件構(gòu)成的多極線路(4；4S，4G)，用于傳送HF信號和把HF電子元件(3)連接到供電電壓上，其特征在于這個系統(tǒng)包含有導入所謂鈍化電壓(Up)的導入機構(gòu)(9)，這個電壓處于使線路(4S)和HF電子元件(3，3A)中的線路材料鈍化以抵抗腐蝕的范圍之內(nèi)，這個系統(tǒng)包含有實施機構(gòu)(3B，3W，3S)，用于把該鈍化電壓(Up)實施成為HF電子元件(3)中的供電電壓。
2.按照權(quán)利要求項1所述的腐蝕防護系統(tǒng)，其特征在于導入機構(gòu)包含有交流或直流鈍化電壓(Up)的電壓源(9)，這個電壓處在0.75到1.8V范圍內(nèi)。
3.按照權(quán)利要求項1或2中的一項所述的腐蝕防護系統(tǒng)，其特征在于導入機構(gòu)包含有集成在一個裝置中的電壓源(9)，在使用中這個裝置連接到HF電子元件，例如，調(diào)諧器上。
4.按照權(quán)利要求項1，2或3中的一項所述的腐蝕防護系統(tǒng)，其特征在于導入機構(gòu)(9)所供給交流鈍化電壓(Up)的頻率大于2000Hz，最好是在2000和4000Hz之間。
5.按照權(quán)利要求項1到4中的一項所述的腐蝕防護系統(tǒng)，其特征在于導入機構(gòu)(9)供給的交流鈍化電壓(Up)等于1.1V，頻率大約為3000Hz。
6.按照前面權(quán)利要求項中任一項所述的腐蝕防護系統(tǒng)，其特征在于當HF電子元件(3，3A)的工作電壓(UB)與鈍化電壓(Up)不同時，實施機構(gòu)(3B，3W，3S)就包含有把鈍化電壓轉(zhuǎn)換成工作電壓的機構(gòu)(3W)。
7.使用有源天線窗玻璃的方法，這個有源天線窗玻璃帶有天線結(jié)構(gòu)和至少一個由窗玻璃表面上彼此平行設置的結(jié)構(gòu)件構(gòu)成的多極線路，用于傳送HF信號和把HF電子元件連接到供電電壓上，其特征在于對這個線路和與之相連的HF電子元件供給一個鈍化電壓，這個鈍化電壓處在使線路材料鈍化以抗腐蝕的范圍內(nèi)，而且可以疊加在這個高頻信號上，把這個鈍化電壓直接地或修正后用作HF電子元件的供電電壓。
8.一種車輛用的天線窗玻璃，包含有一個HF電子元件(3)，這個電子元件是為已確定工作電壓(UB)設計的，并且能經(jīng)由設置在窗玻璃(1)表面上的多極線路(4)供電，其特征在于電子調(diào)整元件(3B，3W，3S)是與電子元件(3)相聯(lián)系的，用于把鈍化電壓(Up)轉(zhuǎn)換成工作電壓(UB)，而這個鈍化電壓(Up)則是通過這個線路供給該HF電子元件使線路電鈍化的。
9.按照權(quán)利要求項8所述的天線窗玻璃，其特征在于當鈍化電壓(Up)是交流電壓時，它包含有與HF電子元件(3)相聯(lián)的電壓整流器和變換器(3W)，該電壓整流器和變換器把供給的該交流電壓轉(zhuǎn)換成適當?shù)闹绷麟妷海糜趯F電子元件(3)的放大器(3A)供電。
10.按照權(quán)利要求項8或9中的一項所述的天線窗玻璃，其特征在于HF電子元件(3)固定在窗玻璃(1)的表面上。
11.按照權(quán)利要求項8或9中的一項所述的天線窗玻璃，其特征在于HF電子元件(3)插入在層狀窗玻璃中。
12.按照在權(quán)利要求項8到11中任一項所述的天線窗玻璃，其特征在于多極線路(4)是以共面的方式，由至少兩個導電軌(4G，4S)組成的，這兩個導電軌是以恒等距離并列沉積在窗玻璃的表面上。
13.按照權(quán)利要求項8到11中任一項所述的天線窗玻璃，其特征在于多極線路(4)是由至少兩個導電軌(4G，4S)組成的，它們分開恒定的距離重疊地沉積在窗玻璃的表面上。
全文摘要
我們得到了一種帶導電結(jié)構(gòu)的天線窗玻璃(1)的腐蝕防護系統(tǒng)，它包含至少一個由窗玻璃表面上互相平行放置的結(jié)構(gòu)件所構(gòu)成的多極線路(4S，4G)，用于傳送HF信號和把HF電子元件(3)連接到供電電壓上，按照本發(fā)明，其特征在于這個系統(tǒng)包含有導入所謂鈍化電壓(Up)的導入機構(gòu)(9)，這個電壓處在使線路(4S)和HF電子元件(3，3A)中的線路材料鈍化抗腐蝕的范圍之內(nèi)，其特征還在于這個系統(tǒng)包含有實施這個電壓(Up)作為HF電子元件(3)中的供電電壓的機構(gòu)(3B，3W，3S)。還描述了一種使用這種有源天線窗玻璃的方法以及一種適當裝備起來的天線窗玻璃。
文檔編號C23F13/02GK1816939SQ200480018751
公開日2006年8月9日 申請日期2004年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月2日
發(fā)明者H·莫塞爾 申請人:法國圣戈班玻璃廠