具有频率选择表面的涂层基片的制作方法

专利名称：具有频率选择表面的涂层基片的制作方法
相关申请的横向引用本申请要求2001年10月25日提交的美国专利申请No.60/351,055的优先权，该专利申请的全部内容包含于此，以供参考。
背景技术：
1.发明领域本发明总体涉及一种在涂层基片上设置频率选择表面的方法，在一个实施例中，涉及在沉积于汽车挡风玻璃毛坯上的太阳能控制涂覆层内进行激光标记、熔化、腐蚀或删除频率选择表面的方法。
2.技术根据在汽车的透明片中，例如挡风玻璃和后灯，接收和/或传输无线电频率(RF)波(例如调频(AM)、调幅(FM)、超高频(UHF)、甚高频(VHF)、蜂窝电话等)的天线，都是装在透明片上或者结合进透明片中。这些天线可以由沉积在透明片上的导电透明薄膜构成，或者由设置在透明片上的金属导线或金属带构成。为了减少在车辆内部的热聚集，透明片也可以涂覆太阳能控制薄膜，这种薄膜吸收或者反射太阳能。这种太阳能控制薄膜一般是透明导电薄膜。通常，太阳能控制薄膜和天线均结合在一种透明片中，使太阳能控制薄膜或设置在天线的同一表面上，或设置在天线的外侧。太阳能控制薄膜的一个缺点在于其也反射无线电波，这就可以削弱或者降低处于其下面的天线的接收质量。此外，天线的一些部分和导电的太阳能控制薄膜经过透明片以构成电流连接(通常是指“耦合”)并不是罕见的，这样就使天线失调谐及其性能下降。为了解决无线电频率RF能量反射和耦合问题，覆盖天线(即在天线外侧)的太阳能控制薄膜的一部分可以去除，以便利于无线电频率RF能量经过透明片的这些部分传输到天线。不过，太阳能控制薄膜的去除会增加太阳能传输入车辆内部，这将提高车辆的温度。另一种现有的解决办法是在太阳能控制薄膜内切出狭长切口，以构成通常所指的频率选择表面。“频率选择表面”是指这样一种表面，该表面对太阳能的反射和/或吸收比较高，但它也允许无线电频率RF经过在所涂覆的表面上相距一段距离地制出的狭窄开口通过。例如，美国专利No.5,364,685公开了一种面板，其中，一种具有较高无线电波反射能力的层被分为栅格图案，该栅格图案具有由在这种层上切出的一系列垂直和水平的切口所形成的不连续方块段，使每一方块段的宽度不大于无线电波波长的1/20，以使该无线电波穿过频率选择表面。WO96/31918和美国专利No.5,867,129公开了其它形式的频率选择表面。在这些已知的系统中，狭长切口允许无线电频率RF能量穿过太阳能控制薄膜传输，而薄膜的其它部分保证车辆内部的太阳能控制保护。尽管这种切口图案是可以接受的，问题在于这些切口图案的制造。例如，为了用单个删除装置例如用激光器提供大面积的切口图案，激光器必须遍及涂覆层的长度和宽度极精确地来回移动，从而不得不使用复杂的精密运动装置。作为替换，可以使用多激光器以形成图案的相邻部分。可是，问题在于这种多激光器处理过程中，相邻的激光器必须小心地精确对准，使由一个激光器所生成的一条切口例如一条水平切口，可以不受相邻激光器的干扰而连续地进行，以在涂覆层形成单个的连续切口。由于多个激光器固有的不精确，或者由于相邻激光器变得没有对准的结果，由一条激光器所生成的图案可能偏离由另一条激光器所生成的图案，这样，相邻的切口不连续，即没有对准。这种图案的偏离降低了栅格图案的有效性，这是由于其允许导电的太阳能控制覆盖层较大区域仍旧本质上原封未动，这就会导致高的无线电频率RF能量反射和/或与天线的相邻区域耦合，对天线的性能造成不利影响。因此，提供一种在导电涂覆层制造频率选择表面的方法，以减少或消除上述问题中的一些问题将是有益的。
发明概述本发明提供了一种在具有电阻的电磁能衰减涂覆层上制造频率选择表面的方法，该方法包括限定第一标记区域和第一标记公差；限定第二标记区域和第二标记公差；在第一标记区域对涂覆层的选定部分标记以限定第一图案；在第二标记区域对涂覆层的选定部分标记以限定第二图案，使第一和第二图案彼此相距一段距离，其相距距离至少等于标记装置的组合公差；和，在第一图案和第二图案之间标记涂覆层的涂覆层带，使至少一个连接器分段以一种方式本质上增加涂覆层带的电阻。在一个不具有限制性的实施例中，涂覆层带标记包括在涂覆层带的至少一部分内标记至少一个连接器分段，使第一图案与第二图案互相连接。在另一个不具有限制性的实施例中，本方法还包括将涂覆层沉积在基片上；将涂层后的基片与另外附加的基片组合以形成一种叠层；将至少一个天线元件结合在叠层中，使至少一个天线元件与涂覆层相距一段距离并邻近第一和第二图案。本发明还提供了在涂层基片上制造频率选择表面的方法，该方法包括在基片上沉积一种具有电阻的涂覆层；在涂覆层内制出第一图案；在涂覆层内制出第二图案，其中第一图案和第二图案被涂覆层带所分离；和将涂覆层带的布局设置成使涂覆层带的电阻本质上增加。本发明还提供了一种具有频率选择表面的基片，该基片包括基片；具有电阻的电磁能衰减涂覆层，沉积在基片的至少一部分；第一图案，在涂覆层内标记而成；和第二图案，在涂覆层内邻近第一图案标记而成，其中，第一图案与第二图案被涂覆层带分离，该涂覆层带的布局设置成本质上增加涂覆层带的电阻。在本发明一个不具有限制性的实施例中，还包括至少一种连接器分段，该连接器分段至少从紧靠第一图案延伸，穿过涂覆层带至少一部分，达到至少紧靠第二图案处。在另一个不具有限制性的实施例中，基片是一种包括至少一个玻璃板层的叠层透明片，并进一步包括至少一种天线，该天线与涂覆层相距一段距离，并邻近第一图案和第二图案。
对附图的简要说明

图1为示意性平面视图(未按比例)，示出了在具有本发明特征的基片的涂覆层内标记频率选择表面的方法。图2为本发明的频率选择表面的平面视图(未按比例)，该频率选择表面在一种汽车透明片上制成。图3为结合了本发明技术特征的叠层式汽车透明片的前视图(未按比例)。图4为图3所示叠层式汽车透明片沿IV-IV线剖切的剖面图(未按比例)，示出了频率选择表面以及相关联的天线元件。图5为结合了本发明技术特征的替换频率选择表面的平面视图(未按比例)。图6为类似于图4所示结合了本发明技术特征的另一种涂层基片的剖面图(未按比例)。
对发明的说明在此所用关于空间或方向的术语，例如“里面”、“外面”、“上面”、“下面”、“顶”、“底”以及类似的术语，与附图所示本发明的形态有关。但是，应当了解，本发明可以假设各种不同的替换取向，因此，这些术语不能看作是限制。此外，在技术特征和权利要求中所使用的表示尺寸、物理特征、处理参数、成分数量、反应状态以及类似对象的所有数字，均可以理解为是由术语“大约”在各种情况下所作的修改。因此，除非有相反的指定，在以下的技术特征和权利要求中提出的数值均为近似值，这些数值，可以根据试图通过本发明所希望获得的特性改变。最低限度，不试图限制权利要求范围的等价物的原理的应用，每一个数值至少应当是根据所报告的重要数字并通过应用规定的圆整技术来建立。此外，在此所公开的全部范围，应理解为是包括界限在内的开始到终结的范围值，并包含任何和全部被归入其中的子范围。例如，所述“1至10”的范围应当理解为包括在最小值1和最大值10之间(并包括最小和最大值)的任何和全部子范围；就是说，包括所有从1或大于1开始，例如从1至6.1开始，到最大值10或小于最大值结束，例如到5.5至10结束，其间所包含的全部子范围。此外，在此所用的“沉积在...上”或“设置在...上”等术语，其含义为沉积在其上或设置在其上，但并不是必须与表面接触。例如，在基片上“沉积上”涂覆层并不排除在所沉积的涂覆层与基片之间，存在一种或更多种相同成分的或不同成分的涂覆层薄膜出现。现在对根据本发明在一种涂层基片上制造频率选择表面的一种作为示例的方法予以说明，特别结合在汽车透明片的太阳能控制涂覆层制出频率选择表面的应用。不过应当了解，本发明并不局限于在太阳能控制涂层的应用，而可以实用于任何这样的涂层，该涂层反射、吸收或削弱在一个频率范围的电磁能传输，例如在无线电频率RF能量范围但并不局限于此范围的电磁能传输，这些电磁能是希望穿过涂层基片的。此外，本发明并不局限于在陆地车辆的透明片的使用，而可实用于任何所希望的基片，例如建筑用的窗户和空中、太空、水面和水下交通工具用的透明片，但不局限于此，这里仅仅列举几个。图1示出了基片20，该基片具有沉积在基片20至少一部分上的涂覆层22。涂覆层22可以是在所希望的频率范围反射、吸收或削弱电磁能传输的涂覆层，例如在AM、FM、UHF、VHF波段或微波范围，但并不局限于这些范围。一种频率选择表面(FSS)24，根据本发明在涂覆层22中制成，对此将在下面予以说明。图1中作为示例的FSS24具有第一图案25，其与第二图案26相距一段距离，该距离由箭头线27表示。本发明并不限制基片20，而可以是任何具有所希望特性的电介质材料，例如不透明的、半透明的、透明的或者本质上透明的基片。“本质上透明”是指具有60％或更多的可见光透射率。“半透明”是指具有大于0％至小于60％的可见光透射率。“不透明”是指具有可见光的透射率为0％。适当的基片的例子包括塑料基片(例如聚丙烯酸酯、聚碳酸酯和聚乙烯对苯二酸酯(polythyleneterephthalate)(PET)基片)；陶瓷基片；玻璃基片；或者这些材料的混合物或这些材料的化合物。例如，基片可以是传统的不染色钠-氧化钙-硅石玻璃，就是“清晰玻璃”，或者可以是染色的或以别的方式的变色玻璃，硼硅酸盐玻璃，加铅玻璃，回火的、不回火的、退火的或者热强化的玻璃，但是并不局限于这些。玻璃可以是任何形式的，例如传统的浮法玻璃(float glass)、平板玻璃(flat glass)或者浮法玻璃带(float glass ribbon)，而且可以是具有任何光学特性的任何成分，例如任何数值的可见光传输、紫外线传输、红外线传输和/或总太阳能传输。实用于本发明的玻璃类型，在例如在美国专利No.4,746,347；No.4,792,5 36；No.5,240,88 6；No.5,385,872和No.5,393,593中给予了说明，但并不局限于此。例如基片20可以是从一种浮法玻璃带切下的一段、建筑窗户的一个玻璃块、一个天窗、一种绝缘玻璃装置的一块，汽车透明片的一层，例如挡风玻璃、侧灯、后灯，或者太阳顶，或者飞行器的透明片，这里仅仅列出几种。涂覆层22可以是任何涂覆层，该涂覆层反射、吸收或者以其它方式削弱所希望频率范围的电磁辐射传输。所希望的频率范围例如可以是微波能量或者更为具有代表性的RF能量，例如传统的AM、FM和/或电视波段(例如UHF和/或VHF波段)。例如，涂覆层22可以是沉积在基片20的表面28至少一部分上的太阳能控制涂覆层。在此所使用的术语“太阳能控制涂覆层”是指这样一种涂覆层，该涂覆层改变或者影响一个或者更多个太阳能控制特性，例如，在基片上沉积了涂覆层与没有涂覆层的基片比较，影响到基片涂覆层的发射率、阴影系数、传播、吸收、反射等等，但是并不局限于这些特性。太阳能控制涂覆层可以阻挡、吸收、反射或者过滤一种或更多种电磁频谱选择区域。例如但并不局限于紫外线UV区域(小于400nm(纳米))，可见光区域(大于400nm至780nm)，或者红外线IR区域(大于780nm)。不具有限制性的适合于作太阳能控制涂覆层的例子，在下列美国专利中可以找到美国专利No.4,898,789；5,821,001；4,716,086；4,610,771；4,902,580；4,716,086；4,806,220；4,898,790；4,834,857；4,948,677；5,059,295和5,028,759，也可以在美国专利申请No.09/058,440中找到。太阳能控制涂覆层22可以具有一种或者更多种成分或功能相同或不同的涂覆层膜。在此所使用的术语“层”或“膜”是指希望的或者选择的涂覆合成物的涂覆区域。一个“涂覆层”由一个或者更多个“层”或“膜”组成。太阳能控制涂覆层22可以是单层或多层涂覆层，并可以包括一种或者更多种金属、金属氧化物、非金属、半金属、半导体和/或合金、混合物、合成物、化合物或者它们的混合产物。例如，太阳能控制涂覆层22可以是一种单层金属氧化物涂覆层、多层金属氧化物涂覆层、非金属氧化物涂覆层，或者是一种多层涂覆层。适于本发明实用的太阳能控制涂覆层的不具有限制性的例子，可以是从市场购得Pennsylvania的Pittsburgh的PPG工业公司以SUNGATE和SOLARBAN注册的系列产品。这种太阳能控制涂覆层的通常包括一种或者更多种抗反射涂覆层膜，该涂覆层膜包括电介质材料或者抗反射材料，例如金属氧化物或者金属合金的氧化物，这些材料最好对可见光完全透明或者本质上透明。太阳能控制涂覆层22还可以包括含有反射金属的红外线反射膜，例如黄金、铜或银以及它们的化合物或合金这样一些贵重金属，可以进一步包括起动膜或屏障膜，例如在现有技术中已知的钛，设置在金属反射层之上或之下。太阳能控制涂覆层22可以用任何传统的方式沉积，例如但并不局限于磁控溅射真空沉积(MSVD)、化学气相沉积(CVD)、喷溅高温分解(即高温分解沉积)、大气压CVD(APCVD)、低压CVD(LPCVD)、等离子体强化CVD(PECVD)、等离子辅助CVD(PACVD)、热束或电子束蒸发、阴极射线弧沉积、等离子体喷溅沉积和湿化学沉积(例如sol-gel，镜子包银等等)。在本发明的一个作为示例的实施例中，FSS24是由由两个或者更多个相邻的刻线装置制成。在此所用术语“刻记”或者“标记”是指切出、删除、熔化、融化、移去或者用其它方式使涂覆层的导电性断开的操作。在此所用术语“标记装置”是指能够对涂覆层22制出标记部的任何装置，最好该装置所进行的操作不会对下面的基片20带来不利的影响。标记装置可以是任何所希望的型式，例如机械切刀装置、制作掩膜的装置或者激光器，但不局限于这些。第一标记装置(未示出)的第一标记区30和相邻的第二标记装置(未示出)的第二标记区32在图1用虚线示意性地示出，并描绘出在该区域内相应的标记装置对涂覆层所可能进行的标记操作，例如删除。尽管并不是必需的，在一个不具有限制作用的本发明实施例中，第一和第二标记装置彼此相邻。正如本领域技术人员能够意识到的每一个标记装置具有其相应的标记区域，该区域由标记装置距被标记表面之间的距离和标记装置性能参数所限定，例如运动度、运动精确度等等。标记区域30、32并不必需描绘出标记装置对涂覆层可能进行操作，例如删除操作，的最大可能区域。相反地，标记区域30、32可能只是相应的标记装置所可能进行标记操作的最大可能总区域的一部分。因此，标记区域30、32描述了相应的标记装置在其中可以进行操作的区域，且在此区域中，不连续的图案可以由该标记装置删除。标记区域30、32在图1中示意性地表示为圆形。不过，应当理解，标记装置可以限定任何形状的标记区域，例如但又并不局限于圆形、正方形、椭圆形、矩形三角形等等，而且相邻的标记区域甚至可以是不同的形状。再有，应当理解图1中所示虚线所描述的标记区域30、32，仅仅是作为说明的目的，并描绘了标记装置可以进行操作的假想边界。这种区域并不是在涂覆层22上可以看见的。此外，每一个标记装置具有相应的标记公差。“标记公差”是指装置的精确度，例如标记装置对一种形状重复标记的能力，例如，当标记装置设定在距基片一个给定的距离时，该装置能够在基片上所希望的相同位置对线或线段重复标记的能力。这种标记公差通常用加或减(“±”)值表示该装置在操作过程中对于所希望的位置的变化或偏离情况如何。一个标记装置的标记公差通常由该装置的制造商保证。作为选择，一个标记装置的标记公差这样确定使该装置在一个特定的位置(“设定位置”)重复地在基片上标记，随后检测实际标记出的刻记相对于设定位置的变化。第一和第二标记装置的标记公差的绝对值的和，在此定义为该两标记装置的“公差组”或“组合公差”。例如，一个标记装置的标记公差为±0.3mm，而第二个标记装置的标记公差为±0.1mm，组合公差则为0.4mm(0.3mm+0.1mm＝0.4mm)。第一图案25是由第一标记装置(例如第一激光器，但并不局限于第一激光器)在第一标记区域30内作的标记。第二图案26是由第二标记装置(例如第二激光器，但并不局限于第二激光器)在第二标记区域32内作的标记。在图1所示的示例中，第一和第二图案25、26两者均示出为栅格，该栅格分别由不导电的垂直和水平线段40、42构成，将涂覆层22分割为数个四边形的涂覆层区域44。切出的线段40、42最好延伸至穿透涂覆层22到达基片表面28，并在导电的涂覆层区域44之间形成不导电的或者本质上不导电的断口或者间隙。应当理解，本发明并不局限于制出栅格图案，相反，线段40和42可以是任何形状，即可以是直线、曲线或者两者的组合，以形成任何形状的图案。此外，涂覆层区域44在两个图案25、26之间，可以具有不同的尺寸和形状，甚至在相同图案内可以是不同的尺寸和形状。与传统方法相反，本发明的FSS24并不通过延伸垂直和水平的线段40、42以形成遍及图案整个表面的单个的栅格图案。相反，单个图案，即分离的图案，是单独的标记装置在标记区域内制成，相邻的图案25、26是由涂覆层22的一种中间导电涂覆层区域或涂覆层带46所分离。在一个不具有限制性的实施例中，相邻的图案25、26之间的距离27设置成大于标记装置的组合公差，以保证两个图案25和26不会重叠。例如，如果第一标记装置具有的标记公差为±0.25mm，而第二标记装置具有的标记公差为±0.25mm，图案25和26标记成这样，使两个图案25、26之间的距离27大于0.5mm，以保证两个图案将不致重叠。在本发明的一个作为示例的实践中，并如图1所示意性地示出的，标记装置定位成这样，使第一标记装置的标记区域30与相邻的第二标记装置的标记区域32重叠。在一个不具有限制性的实施例中，标记装置定位成这样，使标记区域30、32重叠的距离如图中箭头线34所示，该重叠的距离等于或大于两个图案25、26之间的距离27加上相邻标记装置的组合公差之和。例如，第一标记装置具有的标记公差为±0.25mm，第二标记装置具有的标记公差为±0.25mm，两个图案25、26被分离的距离27为0.75mm，则距离34至少为1.25mm(即0.25mm+0.25mm+0.75mm)。曾经发现在相邻的图案25、26之间的中间导电涂层带46，在某些频率是可以共振的并转发信号，该信号将与相应的天线元件(对此天线元件将在后面详细讨论)的接收发生干扰。此外，涂覆层带46也可以与相邻的天线元件耦合，可以导致天线性能降级。为了避免这种状态发生，相邻的图案之间的涂覆层带46设置成本质上增加涂覆层带46的电阻。“本质上增加涂覆层带46的电阻”是指这种形状的涂覆层带，和或对涂覆层带46的其它修改的结果，从涂覆层带46的上端90到涂覆层带46的下端92测量，涂覆层带46的电阻至少加倍，例如增至三倍，或者至少增至5倍，或者至少增至10倍。在本发明的一个不具有限制性的实施例中，图案25和26彼此相对定位，以使涂覆层带46以具有一种高宽比例(涂覆层带的高度与涂覆层带的宽度比)至少为50∶1的方式设置，例如100∶1或者200∶1或者300∶1。当从涂覆层带的顶到涂覆层带的底进行测量时，这么窄的涂覆层带的设置，将增加涂覆层带的电阻，这将因此减小相应的天线元件与涂覆层带46的耦合，还将减少在导电的涂覆层带46中生成的RF电流流动，从而改善接收。避免由涂覆层带46生成的这种状态的另一种途径，是断开涂覆层带的连续性，以便增加从涂覆层带顶到涂覆层带底所测量的涂覆层带的电阻。如上所述，电阻增加将降低耦合和减少涂覆层带中的RF电流流动，结果改善天线元件的接收。为此，在本发明的一个不具有限制性的实施例中，在相邻的第一和第二图案25、26之间，在涂覆层带46中标记出一个或者更多个连接器分段50，例如由第一或第二标记装置其中之一制出。在一个不具有限制性的实施例中，连接器分段50是不连续的连接器分段。“不连续”是指连接器分段50与线段42不对准或者不是该线段的延伸，图1所示本发明不具有限制性的特定实施例中，该线段为水平线段。连接器分段50定位与配置成这样，使连接器分段50在中间导电的涂覆层带46中的装配，使涂覆层带46的连续性本质上中断，增加涂覆层带46的电阻。线段50可以是各种形状，例如为连续的直线或曲线段，或者数个线段，但并不局限于此，这些线段设置成使这些线段的装配本质上增加涂覆层带46的电阻。在本发明的不具有限制性的实施例中，连接器分段50的第一端至少延伸至至少紧靠近第一图案25，该分段至少穿过涂覆层带46的一部分延伸，而连接器分段50的相反的第二端至少延伸至紧靠第二图案26。在另一个不具有限制性的实施例中，分段50延伸至至少一个图案的涂覆层区域44，而在另一个不具有限制性的实施例中，分段50延伸至每一个相邻的图案的至少一个涂覆层区域44。在又一个不具有限制性的实施例中，分段50至少延伸至进入一个图案的涂覆层区域44，而在另一个不具有限制性的实施例中，分段50延伸进入每一个相邻的图案的至少一个涂覆层区域44。应当认识到，如上所述的这种连接器分段设置，分段50并非必需在相邻的图案的相邻的涂覆层区域之间延伸，只不过从一个图案的涂覆层区域44到一个相邻的图案的涂覆层区域44。在本发明的一个不具有限制性的实施例中，连接器分段50的长度，大于图案25、26之间所希望距离27与标记装置组合公差之和，这样，连接器分段50将至少延伸至每一个图案25、26，且很可能进入该图案。例如，如果第一和第二标记装置两者的标记公差均为±0.25mm，而图案25、26设计成以0.75mm的距离分离，连接器分段50的长度应当大于1.25mm(即0.25+0.25+0.75)。应当认识到，在本发明的实施例中，包括多个连接器分段50延伸穿过导电的涂覆层带46，连接器分段可以相互平行但并不要求平行。在一个不具有限制性的实施例中，连接器分段50在相邻的图案之间的涂覆层带46内彼此交叉。在另一个不具有限制性的实施例中，多连接器分段50在标记出的图案的相同涂覆层区域之间延伸。在本发明不具有限制性的实施例中，如图2所示的频率选择表面48，使用激光删除装置，在一种多层电导涂覆层中制成，其具有如下尺寸和公差标记区域＝305mm×305mm(区域的各角不能用)；标记公差＝±0.25mm；相邻的栅格图案之间的距离＝0.75mm，每一个栅格宽200mm长300mm；线间距＝3.5mm，标记区域重叠＝2.5mm；连接器分段长度＝1.75mm。图2示出了一个FSS48，该FSS具有四个根据本发明在四个相邻标记装置的标记区域制成的相邻栅格图案52、54、56、58，并被导电区域59分离。此栅格均制成由四边形形状构成，如上所述，导电的涂覆层区域被不导电的狭长切口或者线段分离。一个或者更多个连接器分段60在每一对相邻的栅格图案52、54、56和58之间穿过导电的区域59延伸，以形成FSS48。在图2所示本发明的不具有限制性的实施例中，至少一个图案，例如图案52，具有宽度W在50mm至500mm范围，例如100mm至500mm，例如200mm至400mm，例如大约300mm；长度L在50mm至500mm范围；例如100mm至500mm，例如100mm至300mm，例如200mm。在一个不具有限制性的实施例中，单独的涂覆层区域(即构成图案的正方形)宽度在1mm至5mm范围，长度大约1mm至5mm，例如宽3mm至4mm，长3mm至4mm，例如宽度3.5mm长3.5mm。在一个不具有限制性的实施例中，导电的区域59可以具有0.1mm至2mm的宽度，例如0.2mm至1.5mm的宽度，例如0.25mm至大约1.25mm的宽度。在一个不具有限制性的实施例中，连接器分段60可以具有1mm至5mm的范围的长度，例如1.5mm至4.5mm，例如2mm至4mm，例如2mm至3mm。图3和4示出了一种叠层式汽车透明片64，该透明片具有根据本发明结合具有多基片结构制成的两个FSS66和68。更特别地，但并不对本发明具有限制作用，如图4所示，叠层式透明片64是由塑料夹层74，例如用聚乙烯丁缩醛，使第一外玻璃板层70与第二玻璃板层72相距一段距离而制成。在叠层之前，第一玻璃层板70的表面75被涂覆以一太阳能控制涂覆层76。此涂覆层76按上述方法切制或标记以在第一玻璃层板上制成两个相距一段距离的频率选择表面66、68，如图3所示。尽管在本发明中不具有限制性，在一个实施例中，上FSS66和下FSS68各自可以由两个或者更多个如上所述的且如图2所示的纵向相邻图案。FSS66和68可以在平直玻璃板上制出，随后对该玻璃板进行弯曲和/或热处理以制成第一板层70。作为替换，FSS66和68可以在涂覆的基片被弯曲和热处理之后制出以制成第一板层70。一个或更多个天线可以设置在透明片64上或透明片之内。此天线可以是传统形式的，例如但并不局限于导电的透明薄膜和/或金属导线或者金属带。例如，而又对本发明不具有限制性的，天线可以定位在板层72的内表面79(即定位在第一和第二板层70，72之间)，或者定位在中间层74内，或者第二板层72的外表面77上(即面向车辆内部)。但是，在任何情况下，天线与涂覆层76相距一段距离，频率选择表面在该涂覆层内制出，就是说，中间层74的至少一部分和/或第二板层72，在天线与涂覆层76之间延伸。例如，在一个实施例中，第二板层72包括一个或者更多个上FM天线78，一个或者更多个中AM天线80，和一个或者更多个下FM或UHF天线82，设置在外表面77上。由于AM频率对由导电的太阳能控制涂覆层耦合较少敏感，涂覆层76可以在邻近AM天线80的区域上方保持完整无损，即在涂覆层76的这个区域没有FSS需要切割。不过，本发明的AM天线80外侧的一种FSS，如果需要，可以删除。根据本发明制成的FSS66和68可以在导电的太阳能控制涂覆层76内，邻近FM和UHF天线78和82制成，即，穿过透明片64到达天线78和82的电磁信号，必须首先穿过频率选择表面的至少一部分，以降低耦合并增加天线78、82的接收。尽管在图2中所示出的是栅格图案的线性序列，应当理解，本发明并不局限于这种线性序列。例如图5示出了本发明的四个图案84、86、88、90，这些图案本质上为矩形构成，具有在相邻的图案之间延伸的连接器分段94。于是，在本发明的一个作为示例的实例中，FSS由两个或者更多个单独的图案构成，该单独的图案是在一个或者更多个标记装置的标记区域内分别制出的，具有设置在相邻图案之间的导电的带或导电的区域。连接器分段在相邻的图案之间延伸以减小导电带的导电性和对RF能量的反射。应该看出，当采用多个标记装置标记一个或多个上述图案时，各装置的操作可以依次进行，即第一装置完成第一图案，然后第二装置开始第二图案；各装置也可同时操作，即两个或更多装置同时标记两个或更多图案；或两种情况相组合，即第一装置开始标记第一图案，同时，第二装置不标记，而在第一图案标记完成之前，第二装置开始标记第二图案。尽管上面所讨论的作为示例的实施例是针对本发明在制造叠层透明片方面的实践，本发明并不局限于在叠层透明片的应用。例如图6示出了一种结合了本发明特征的单块电路产品100。“单块电路”的意思是具有单独的结构支撑或者板层102，例如一种玻璃板或者与上述与基片20相关的任何材料。板层102具有第一主表面104和与其相反的第二主表面106。涂覆层108，例如太阳能控制涂覆层，可以沉积在主表面例如表面104的全部或者一部分上。一个或者更多个传统的天线，例如FM天线110和112，可以设置在另一个主表面106上。天线110和112可以是，例如，传统的镀银陶瓷式天线、印刷在表面106上的丝屏。一个或者更多个FSS，例如114和116，可以在涂覆层104内，用上述工艺过程，邻近天线110、112，例如在该天线的外侧制成，以改善电磁能，例如RF能通过涂覆层104到达天线110和112。在本发明的另一方面，一个或者更多个FSS可以用诸如单个的激光的单个标记装置制成。例如，激光可以定位成这样，使标记区域限定在准备删除的涂覆层的一部分。被限定的标记区域可以是激光可以进行标记操作的实际区域的全部或者一部分。激光可以删除在标记区域内的一个图案(第一图案)，然后基片和/或激光可以作相对运动，使标记区域定位与基片上的一个新位置，可以标记另一个图案(第二图案)。在基片运动的过程中，连接器分段可以被删除。作为替换，在第一图案被标记之后，基片和/或激光可以作相对运动，使在新位置的标记区域与先前的标记区域重叠(正如上述对图1的相关说明)，而第二图案和连接器分段可以在涂覆层中删除。在本发明的一个方面，分离的图案和连接器分段呈现一种美学上令人高兴的FSS，特别是如果在透明片的视觉区域内使用。本领域的技术人员容易理解，只要不超出上述说明所公开的概念范畴，对本发明可以修改。因此，在此所详细说明的特定实施例仅仅是举例，并不限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求及其任何和全部等同物的全部范围所限定。
权利要求
1.一种在具有电阻的电磁能衰减涂覆层制造频率选择表面的方法，该方法包括限定第一标记区域和第一标记公差；限定第二标记区域和第二标记公差；在第一标记区域标记涂覆层的选定部分，以限定第一图案；在第二标记区域标记涂覆层的选定部分，以限定第二图案，使第一和第二图案彼此相距一段距离，其相距距离至少等于标记装置的组合公差；和在第一图案和第二图案之间标记涂覆层带，使至少一个连接器分段以一方式本质上增加涂覆层带的电阻。
2.如权利要求1所述的方法，其中，第一图案标记包括用第一标记装置对涂覆层进行标记，而第二图案标记包括用第二标记装置对涂覆层进行标记。
3.如权利要求1所述的方法，其中，第一图案标记和第二图案标记包括用唯一的标记装置对涂覆层进行标记。
4.如权利要求3所述的方法，其中，在第一图案标记之前，使涂覆层相对于标记装置定位，使标记装置能够在第一标记区域内对涂覆层进行标记，在第二图案标记之前，使涂覆层相对于标记装置定位，使标记装置能够在第二标记区域内对涂覆层进行标记，
5.如权利要求1所述的方法，其中，涂覆层带标记增加涂覆层带的涂覆层的电阻至少5倍。
6.如权利要求1所述的方法，其中，涂覆层带标记包括在涂覆层带的至少一部分内标记至少一个连接器分段。
7.如权利要求6所述的方法，其中，涂覆层带标记包括用至少一个连接器分段使第一图案与第二图案互相连接。
8.如权利要求7所述的方法，其中，涂覆层带标记包括标记至少一个连接器分段，该连接器分段的长度至少等于组合公差加第一和第二图案之间距离的总和。
9.如权利要求6所述的方法，其中，至少一个连接器分段是一不连续的连接器分段。
10.如权利要求1所述的方法，其中，第一图案标记和第二图案标记包括分别标记第一栅格图案和第二栅格图案，该栅格图案各自包括数个导电的涂覆区域。
11.如权利要求10所述的方法，还包括从第一图案的至少一个导电的涂覆层区域，使至少一个连接器分段延伸到第二图案的至少一个导电的涂覆层。
12.如权利要求1所述的方法，还包括限定至少一个附加标记区域和至少一个附加的标记公差，在至少一个附加标记区域内标记涂覆层的选定部分，以限定至少一个附加图案，在第一图案和第二图案和至少一个附加图案之间标记附加涂覆层带，而以这样的方式具有至少一个附加连接器分段，该方式本质上增加附加涂覆层带的电阻。
13.如权利要求1所述的方法，还包括在基片上沉积涂覆层，使涂层基片与附加基片组合以构成一叠层，将至少一天线元件结合进叠层，使得至少一个天线元件与涂覆层相距一段距离，并邻近第一和第二图案。
14.一种涂层基片，该基片具有用权利要求1所述方法制成的频率选择表面。
15.一种在涂层基片上制造频率选择表面的方法，该方法包括在基片上沉积一具有电阻的涂覆层；在涂覆层内形成第一图案；在涂覆层内形成第二图案，其中，第一图案和第二图案被涂覆层带所分离；和将涂覆层带设置成使涂覆层带的电阻本质上增加。
16.一种具有频率选择表面的基片，其包括基片；具有电阻的电磁能衰减涂覆层，该涂覆层沉积在基片的至少一部分；第一图案，其在涂覆层内标记而成；和第二图案，其在涂覆层内邻近第一图案标记而成，其中，第一图案与第二图案被涂覆层带分离，该涂覆层带设置成本质上增加涂覆层带的电阻。
17.如权利要求16所述的基片，其中，涂覆层带具有至少50∶1的长宽比。
18.如权利要求16所述的基片，还包括至少一连接器分段，该连接器分段至少从紧靠第一图案延伸，穿过至少一部分涂覆层带，达到至少紧靠第二图案处。
19.如权利要求16所述的基片，其中，涂覆层带设置成使涂覆层带中的涂覆层的电阻增加至少5倍。
20.如权利要求16所述的基片，其中，涂覆层是一太阳能控制涂覆层。
21.如权利要求20所述的基片，其中，太阳能控制涂覆层包括两个或者更多个镀银层和两个或者更多个介电质层。
22.如权利要求16所述的基片，其中，基片是一玻璃基片。
23.如权利要求22所述的基片，其中，玻璃基片是包括至少一个玻璃片层的叠层基片。
24.如权利要求23所述的基片，其中，叠层是一叠层透明片，并进一步包括至少一天线，该天线与涂覆层相距一段距离，并邻近第一图案和第二图案。
25.如权利要求1所述的基片，其中，第一和第二图案为栅格图案，各自包括由本质上为非导电的线段所限定的数个导电的涂覆层区域。
26.如权利要求26所述的基片，其中，涂覆层带的宽度为大约0.2mm至大约1.5mm。
27.如权利要求26所述的基片，其中，涂覆层带的宽度为大约0.25mm至大约1.25mm。
28.如权利要求25所述的基片，还包括至少一个连接器分段，其从至少紧靠第一图案延伸，穿过至少一部分涂覆层带，达到至少紧靠第二图案处。
29.如权利要求28所述的基片，其中，至少一个连接器分段从第一图案的至少一个导电的涂覆层区域延伸达到第二图案的至少一个导电的涂覆层区域。
30.如权利要求29所述的基片，其中，至少一个连接器分段的至少一个是不连续的连接器分段。
31.如权利要求29所述的基片，其中，连接器分段的长度在1mm至5mm范围内。
32.如权利要求29所述的基片，其中，基片是一叠层透明片，其包括至少一个玻璃板层，并进一步包括至少一天线，该天线与涂覆层相距一段距离，并邻近第一和第二图案。
33.如权利要求29所述的基片，其中，导电的涂覆层区域本质上是四边形。
34.如权利要求33所述的基片，其中，导电的涂覆层区域的长度在2mm至5mm范围，而宽度在2mm至5mm范围。
35.如权利要求34所述的基片，其中，导电的涂覆层区域的长度在3mm至4mm范围，而宽度在3mm至4mm范围。
36.如权利要求25所述的基片，其中，每一个栅格图案的长度在100mm至500mm范围，宽度在100mm至500mm范围。
37.如权利要求36所述的基片，其中，每一个栅格图案的长度在200mm至300mm范围，宽度在200mm至300mm范围。
38.如权利要求16所述的基片，在涂覆层还包括至少一个附加图案，该附加图案通过附加涂覆层带，邻近第一涂覆层或第二涂覆层而与该涂覆层分离，该附加涂覆层带设置成本质上增加附加涂覆层带的电阻。
全文摘要
一种在具有电阻的电磁能衰减涂覆层上制造频率选择表面的方法，该方法包括下列步骤限定第一标记区域和第一标记公差；限定第二标记区域和第二标记公差；在第一标记区域对涂覆层的选定部分标记以限定第一图案；在第二标记区域对涂覆层的选定部分标记以限定第二图案，使第一和第二图案彼此相距一段距离，该距离至少等于标记装置的组合公差；和，在第一图案和第二图案之间标记涂覆层的涂覆层带，使至少一个连接器分段以一种方式本质上增加涂覆层带的电阻。一种具有频率选择表面的涂层基片，包括基片；具有电阻的电磁能衰减涂覆层，该涂覆层沉积在基片的至少一部分；第一图案，在涂覆层内标记而成；和第二图案，在涂覆层内邻近第一图案标记而成，其中，第一图案与第二图案被涂覆层带分离，该涂覆层带的布局设置成本质上增加涂覆层带的电阻。
文档编号H01Q1/12GK1561559SQ02819311
公开日2005年1月5日 申请日期2002年10月22日 优先权日2001年10月25日
发明者查尔斯·S·弗尔策尔 申请人:Ppg工业俄亥俄公司