一种低辐射玻璃

1.本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种低辐射玻璃。


背景技术：

2.节能玻璃是一种能够防止红外波穿透，从而达到隔热效果的玻璃，被广泛应用于建筑行业和交通运输业中，对现代社会的能源节约具有重要意义。节能玻璃通常由多层玻璃和覆盖在玻璃表面的低辐射涂层组成，低辐射涂层能够起到隔热效果。
3.然而，节能玻璃的低辐射涂层在隔绝热量的同时，也隔离了无线通信信号，使得通信质量下降，有效通信波段减少，给生活和生产带来不便。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术实施例提供了一种低辐射玻璃，能够在不影响低辐射玻璃的隔热性能的前提下，通过刻蚀低辐射涂层的小部分面积来形成对称图案，实现低辐射玻璃对目标频段的电磁波的有效透过，提高信号传输质量。
5.本技术实施例提供了一种低辐射玻璃，包括玻璃基体和低辐射涂层；
6.所述低辐射涂层在所述玻璃基体的一个表面形成周期性空间分布的多个对称图案，用于增加目标频段的信号的透过率。
7.在一个实施例中，所述多个对称图案的空间周期的取值范围为0.5mm-2mm；
8.所述对称图案为正方形且刻蚀线宽的取值范围为10μm-50μm。
9.在一个实施例中，所述对称图案包括1个十字形子图案和4个直角子图案。
10.在一个实施例中，所述十字形子图案包括相互垂直且尺寸相同的2个长方形，所述2个长方形的中心点重合；
11.所述十字形子图案设置于所述对称图案的中心，且所述十字形子图案与所述4个直角子图案相连；
12.所述4个直角子图案分别设置于所述对称图案的4个角，所述直角子图案包括长度相同的2条直角边，且所述2条直角边分别垂直于所述对称图案的边缘。
13.在一个实施例中，所述长方形的长度的取值范围为0.25mm-1mm。
14.在一个实施例中，所述直角边的长度的计算公式为：
[0015][0016]
其中，l1为直角边的长度，d为所述多个对称图案的空间周期，l2为所述长方形的长度。在一个实施例中，所述低辐射玻璃为双层玻璃，所述双层玻璃的任一层玻璃基体的内侧表面包括低辐射涂层。
[0017]
在一个实施例中，所述双层玻璃的每层玻璃基体的厚度的取值范围为2mm-6mm；
[0018]
所述双层玻璃的两个玻璃基体的间距的取值范围为6mm-15mm。
[0019]
在一个实施例中，所述目标频段的取值范围为0ghz-5ghz、7.2ghz-9.6ghz、
11.1ghz-14ghz或22ghz-26ghz。
[0020]
在一个实施例中，所述低辐射涂层的形成材料包括银单质、氧化铟锡、氧化锌、二氧化钛、氧化锡、氧化镉、氧化铟中的一种或多种。
[0021]
本技术实施例提供的低辐射玻璃通过对低辐射涂层进行小面积的对称图案刻蚀，不仅能够在保留节能隔热的前提下实现对目标频段电磁波的高透过率，并且由于对称图案的具有对称性，还具有工艺误差容限大、角度不敏感、极化不敏感等优点。
附图说明
[0022]
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]
图1是本发明实施例提供的横向电极化波和横向磁极化波分别正入射低辐射玻璃时的透过率曲线示意图；
[0024]
图2是本发明实施例提供的低辐射玻璃的结构示意图；
[0025]
图3是本发明实施例提供的电磁波分别以不同角度入射低辐射玻璃时的透过率曲线示意图；
[0026]
图4是本发明实施例提供的不同刻蚀线宽下的低辐射玻璃的透过率曲线示意图；
[0027]
图5是本发明实施例提供的低辐射涂层的单个对称图案的结构示意图；
[0028]
图6是本发明实施例提供的低辐射涂层的多个对称图案的空间周期性分布的结构示意图；
[0029]
图7是本发明实施例提供的第一种低辐射玻璃的透过率曲线示意图；
[0030]
图8是本发明实施例提供的第二种低辐射玻璃的透过率曲线示意图。
具体实施方式
[0031]
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本技术。在其它情况中，省略对众所周知的装置以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本技术的描述。
[0032]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
[0033]
应当理解，当在本技术说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0034]
还应当理解，在本技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0035]
另外，在本技术说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0036]
在本技术说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本技术的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
[0037]
传统低辐射(low emissivity，low-e)玻璃是一种具有优良隔热性能和良好透光性的玻璃，其低辐射涂层通常具有对可见光高透过以及对中远红外线高反射的特性，使其与普通玻璃和传统镀膜玻璃相比，具有更好的隔热效果和透光性。但是由于引入了低辐射涂层，传统低辐射玻璃对无线信号的屏蔽较大，当电磁波穿过传统的低辐射玻璃后，存在较大穿透损耗，导致通信传输受到限制。为了提高信号强度，通常的解决方法是在设置有传统低辐射玻璃的设施上安装信号中继器来增强信号，然而，信号中继器的生产成本较高，且当通信标准发生变化时，需要重新安装新的信号中继器，迭代维护的费用高。
[0038]
针对上述传统低辐射玻璃存在的问题，本技术实施例提供了一种新型的低辐射玻璃，通过对低辐射涂层进行小面积的对称图案刻蚀，能够在保留隔热节能的前提下实现对目标频段电磁波的高透过率。
[0039]
本技术实施例提供的低辐射玻璃通过对低辐射涂层进行小面积的对称图案刻蚀，不仅能够在保留节能隔热的前提下实现对目标频段电磁波的高透过率，并且由于对称图案的面积较小且具有对称性，还具有工艺误差容限大、角度不敏感、极化不敏感等优点，在实际的生活和生产应用场景中具有较高的实用价值。
[0040]
在一个实施例中，低辐射玻璃包括玻璃基体和低辐射涂层；
[0041]
低辐射涂层在玻璃基体的一个表面形成周期性空间分布的多个对称图案，用于增加目标频段的信号的透过率。
[0042]
在应用中，低辐射玻璃的形状可以根据实际应用场景需要，制造成长方形、梯形、半圆形等任意形状，玻璃基体厚度的取值范围为2mm-12mm中的任意值，例如，2mm、4mm、6mm、8mm、10mm、12mm等。低辐射玻璃可以包括单层玻璃基体或双层玻璃基体；低辐射玻璃包括单层玻璃基体时，低辐射涂层涂覆于单层玻璃基体的任一面积最大的表面；低辐射玻璃包括双层玻璃基体时，低辐射涂层涂覆于双层玻璃基体的任一层玻璃基体的内侧表面。
[0043]
在应用中，低辐射涂层可以采用任意具体低辐射特性的材料制作形成，例如，银单质、氧化铟锡、氧化锌、二氧化钛、氧化锡、氧化镉、氧化铟等中的一种或多种。
[0044]
在应用中，对称图案可以为正方形、正六边形、正八边形或者其它特殊设计的对称图案。
[0045]
在一个实施例中，所述目标频段的取值范围可以为0ghz-26ghz中的任意子频段，例如，0ghz-5ghz、7.2ghz-9.6ghz、11.1ghz-14ghz或22ghz-26ghz。
[0046]
如图1所示，示例性地示出了横向电极化波和横向磁极化波分别正入射低辐射玻璃时的透过率(s21)曲线示意图，由于对称图案具有中心对称特性，横向电极化波的透过率曲线和横向磁极化波的透过率曲线完全重合，因此本技术实施例提供的低辐射玻璃具有极化不敏感的优点。
[0047]
在一个实施例中，低辐射玻璃包括双层玻璃基体，低辐射涂层涂敷于双层玻璃基
体的任一层玻璃基体的内侧表面。
[0048]
如图2所示，示意性地示出了一种低辐射玻璃的结构示意图，低辐射玻璃包括第一玻璃基体21和第二玻璃基体22，其中，第一玻璃基体21的内侧表面包括低辐射涂层23。
[0049]
在一个实施例中，双层玻璃的每层玻璃基体的厚度的取值范围为2mm-6mm；
[0050]
双层玻璃的两个玻璃基体的间距的取值范围为6mm-15mm。
[0051]
在应用中，每层玻璃基体的厚度的取值可以根据实际应用需要与加工条件进行设置，例如2mm、3.5mm、4mm、5mm、6mm等数值，本技术实施例不做限制。
[0052]
在应用中，双层玻璃之间的间隙可以为空气腔、真空腔、夹胶层等，本技术实施例不对具体类型进行限制。
[0053]
在应用中，当低辐射玻璃为双层玻璃时，可以不改变低辐射涂层的相关参数，只改变每层玻璃基体的厚度以及玻璃基体的间距，得到具有不同目标频段和不同隔热节能特性的低辐射玻璃。例如，当应用场景对于低辐射玻璃的隔热节能特性要求变化时，可以将玻璃基体的间距调整为3mm、6mm、9mm、12mm或15mm等数值，并构成真空腔、空气腔或夹胶层等不同腔层，从而实现不同的隔热节能效果。
[0054]
在应用中，低辐射涂层的厚度的取值范围可以为30nm-1000nm，例如30nm、50nm、100nm、200nm、400nm、600nm、800nm、1000nm等，可以根据实际加工条件和应用需要进行设置，本技术实施例不做限制。
[0055]
在一个实施例中，多个对称图案的空间周期的取值范围为0.5mm-2mm；
[0056]
对称图案为正方形且刻蚀线宽的取值范围为10μm-50μm。
[0057]
在应用中，空间周期可以为0.5mm-2mm中的任意值，例如，0.5mm、1mm、1.5mm、2mm等数值，刻蚀线宽可以为10μm-50μm中的任意数值，例如，10μm、20μm、30μm、40μm、50μm等数值，可以根据实际加工条件和应用需要进行设置，本技术实施例不做限制。
[0058]
在一个实施例中，对称图案包括1个十字形子图案和4个直角子图案。
[0059]
十字形子图案包括相互垂直且尺寸相同的2个长方形，2个长方形的中心点重合；
[0060]
十字形子图案设置于对称图案的中心，且十字形子图案与4个直角子图案相连；
[0061]
4个直角子图案分别设置于对称图案的4个角，直角子图案包括长度相同的2条直角边，且2条直角边分别垂直于对称图案的边缘。
[0062]
在应用中，对称图案可以根据实际需要进行设置，本实施例中例举的1个十字形子图案和4个直角子图案仅仅只是示例性的，并不构成对对称图案的任何限定。
[0063]
如图3所示，示例性地示出了电磁波分别以不同角度入射低辐射玻璃时的透过率(s21)曲线示意图，该低辐射玻璃的低辐射涂层的对称图案包括十字形子图案和直角子图案，当入射角度从0度逐渐增大到60度时，在0ghz-10ghz频段内电磁波透过率逐渐减小，但是变化幅度较小，透过率曲线的形态基本不变，频率响应较为稳定，具有角度不敏感的优点，在实际应用中具有重要价值。
[0064]
如图4所示，示例性地示出了不同刻蚀线宽下的低辐射玻璃的透过率(s21)曲线示意图，该低辐射玻璃的低辐射涂层的对称图案包括十字形子图案和直角子图案，当刻蚀线宽在0.01mm-0.05mm范围内进行变化时，随着刻蚀线宽的增大存在较小程度的透射率减小，低辐射玻璃对电磁波的透射率变动较小，而激光刻蚀一般存在5μm的刻蚀线宽误差，因此本技术实施例提供的低辐射玻璃具有加工误差容限大的优点，能够适应不同加工设备和加工
环境。此外，由于刻蚀线宽越小，低辐射玻璃的隔热节能特性更好，因此在实际的应用中，可以根据实际加工设备和加工环境，尽可能选择较小的刻蚀线宽进行加工。
[0065]
在一个实施例中，长方形的长度的取值范围为0.25mm-1mm。
[0066]
在应用中，长方形的长度可以为0.25mm-1mm中的任意值，例如，0.25mm、0.40mm、0.55mm、0.70mm、0.85mm、1mm等，可以根据实际应用需要进行设置。
[0067]
在一个实施例中，直角边的长度的计算公式为：
[0068][0069]
其中，l1为直角边的长度，d为多个对称图案的空间周期，l2为长方形的长度。
[0070]
在应用中，可以根据实际应用的需要，设计和确定多个对称图案的空间周期和十字形子图案的长方形的长度，再根据上述公式计算出对应的直角子图案的直角边的长度。
[0071]
如图5所示，示意性地示出了一种低辐射涂层的单个对称图案的结构示意图。对称图案包括第一直角子图案51、第二直角子图案52、第三直角子图案53、第四直角子图案54，4个直角子图案的尺寸相同，还包括1个旋转45度放置，设置于对称图案中心且与4个直角子图案相连接的十字形子图案55。
[0072]
如图6所示，示意性地示出了一种低辐射涂层的多个对称图案的空间周期性分布示意图。当多个对称图案在空间中进行周期性分布时，对称图案的直角子图案61和相邻对称图案的对应直角子图案相连接，多个直角子图案互相连接形成正方形，同时直角子图案61连接十字形图案62。多个对称图案的周期性空间分布构成了频率选择表面，相当于带通滤波器，使得在目标频段内的电磁波具有较高透过率。本技术通过在低辐射涂层进行小面积刻蚀，形成特定形状的图案，构成频率选择表面来控制低辐射玻璃的感应电流和表面阻抗，从而实现对目标频率电磁波的高透过率。
[0073]
本技术实施例提供了一种基于现代建筑常用的幕墙玻璃的常用双层玻璃结构所实现的第一种低辐射玻璃，第一种低辐射玻璃的每层玻璃基体的厚度为6mm，第一种低辐射玻璃的两个玻璃基体的间距为12mm，双层玻璃之间的间隙为空气腔，其中一个玻璃基体的内侧表面涂有厚度为400nm的低辐射涂层，低辐射涂层的材料为银单质，低辐射涂层的对称图案的周期为1mm，刻蚀线宽为20μm，在上述物理参数下，刻蚀面积占总低辐射涂层面积的6％，能够保证第一种低辐射玻璃的隔热节能特性不受影响。
[0074]
如图7所示，示例性地示出了第一种低辐射玻璃的透过率(s21)曲线示意图，在0.5ghz-2.9ghz、7.2ghz-9.6ghz、12.6ghz-13.6ghz或24-26ghz的频段内，电磁波的穿透损耗均小于3db，实现了信号的增透，能够满足无线通信需要。
[0075]
本技术实施例还提供了另一种双层玻璃结构的第二种低辐射玻璃，与第一种低辐射玻璃不同，第二种低辐射玻璃的每层玻璃基体的厚度为3.5mm，第二种低辐射玻璃的两个玻璃基体的间距为6mm，其它物理参数和第一种低辐射玻璃相同，即双层玻璃之间的间隙为空气腔，其中一个玻璃基体的内侧表面涂有厚度为400nm的低辐射涂层，低辐射涂层的材料为银单质，低辐射涂层的对称图案的周期为1mm，刻蚀线宽为20μm。
[0076]
如图8所示，示例性地示出了第二种低辐射玻璃的透过率(s21)曲线示意图，在0ghz-4.9ghz、11.1ghz-14ghz或22ghz-26ghz的频段内，电磁波的穿透损耗均小于3db，实现了信号的增透。目前，根据工信部数据，2.515ghz-2.675ghz是频段号为n41的5g信号频段，
3.4ghz-3.6ghz是频段号为n78的5g信号频段，4.8ghz-4.9ghz是频段号为n79的5g信号频段，而本技术实施例提供的第二种低辐射玻璃覆盖了0ghz-4.9ghz的全部5g信号频段，在建筑业和交通运输业中具有极大的应用前景和应用价值。
[0077]
本技术实施例通过在低辐射涂层上刻蚀周期性分布的对称图案，实现对低辐射玻璃的信号透过增强，加工流程简单、加工成本低、通用性强、覆盖频段广，可以有效减少信号中继设备使用量，适配多种室内外的应用场景，对于建筑行业和交通运输行业等的发展有着重要意义。
[0078]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0079]
以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种低辐射玻璃，其特征在于，包括玻璃基体和低辐射涂层；所述低辐射涂层在所述玻璃基体的一个表面形成周期性空间分布的多个对称图案，用于增加目标频段的信号的透过率。2.如权利要求1所述的低辐射玻璃，其特征在于，所述多个对称图案的空间周期的取值范围为0.5mm-2mm；所述对称图案为正方形且刻蚀线宽的取值范围为10μm-50μm。3.如权利要求2所述的低辐射玻璃，其特征在于，所述对称图案包括1个十字形子图案和4个直角子图案。4.如权利要求3所述的低辐射玻璃，其特征在于，所述十字形子图案包括相互垂直且尺寸相同的2个长方形，所述2个长方形的中心点重合；所述十字形子图案设置于所述对称图案的中心，且所述十字形子图案与所述4个直角子图案相连；所述4个直角子图案分别设置于所述对称图案的4个角，所述直角子图案包括长度相同的2条直角边，且所述2条直角边分别垂直于所述对称图案的边缘。5.如权利要求4所述的低辐射玻璃，其特征在于，所述长方形的长度的取值范围为0.25mm-1mm。6.如权利要求4所述的低辐射玻璃，其特征在于，所述直角边的长度的计算公式为：其中，l1为直角边的长度，d为所述多个对称图案的空间周期，l2为所述长方形的长度。7.如权利要求1所述的低辐射玻璃，其特征在于，所述低辐射玻璃包括双层玻璃基体，所述低辐射涂层涂敷于双层玻璃基体的任一层玻璃基体的内侧表面。8.如权利要求7所述的低辐射玻璃，其特征在于，所述双层玻璃的每层玻璃基体的厚度的取值范围为2mm-6mm；所述双层玻璃的两个玻璃基体的间距的取值范围为6mm-15mm。9.如权利要求1所述的低辐射玻璃，其特征在于，所述目标频段的取值范围为0ghz-5ghz、7.2ghz-9.6ghz、11.1ghz-14ghz或22ghz-26ghz。10.如权利要求1所述的低辐射玻璃，其特征在于，所述低辐射涂层的形成材料包括银单质、氧化铟锡、氧化锌、二氧化钛、氧化锡、氧化镉、氧化铟中的一种或多种。

技术总结
本发明属于通信技术领域，公开了一种低辐射玻璃，包括：玻璃基体和低辐射涂层；所述低辐射涂层在所述玻璃基体的一个表面形成周期性空间分布的多个对称图案，用于增加目标频段的信号的透过率。本发明可以在不影响低辐射玻璃的隔热性能的前提下，通过刻蚀低辐射涂层的小部分面积来形成对称图案，实现低辐射玻璃对目标频段的电磁波的有效透过，提高信号传输质量。量。量。


技术研发人员：徐晨 王星宇 冯纪强 李飞鹏 钟勤 宋香莲 杨晓娟 邓科文
受保护的技术使用者：深圳大学
技术研发日：2023.04.06
技术公布日：2023/8/14