Besserer Handy-Empfang in Gebäuden: Gittermuster in Fenstern soll helfen
Fraunhofer-Forscher haben Isolierglas per Laser modifiziert. Das entstandene Gittermuster macht Fenster durchlässig für Mobilfunkwellen.
Fraunhofer-Forscher entwickelten neues, transparenten Isolierglases mit Mikrostrukturen in der Beschichtung.
(Bild: Fraunhofer ISE)
- Jan Oliver Löfken
Wer mit dem neuen ICE 3neo durch die Lande reist, genießt bereits deutlich besseren Mobilfunk als in älteren Zugmodellen. Möglich wird das durch Fenster, die für Funkwellen im Frequenzbereich aller Sender transparent sind. Nun können auch doppelt bis dreifach verglaste Fensterfronten von Bürogebäuden diesen Vorteil bieten. Grundlage ist eine Entwicklung vom Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg. Dabei war es eine besondere Herausforderung, die wärmedämmenden Eigenschaften der isolierenden Scheiben möglichst wenig zu beeinflussen.
Zusammen mit Partnern aus der Industrie fokussierte sich das Team um Thomas Kroyer auf den Frequenzbereich zwischen 0,5 und 3,7 Gigahertz, der sowohl vom Mobilfunk als auch von WLAN-Sendern und Navigationssystemen genutzt wird. Herkömmliche Isolierfenster sind mit einer hauchdünnen, wärmedämmenden Schicht ausgestattet, die allerdings wie ein faradayscher Käfig auch Funkwellen abschirmt. Für solche Low-E-Gläser werden beispielsweise etwa 100 Nanometer dünne und dadurch für den sichtbaren Spektralbereich transparente Schichten aus Zinnoxid genutzt.
Funk-Empfang durch das Gittermuster
Die Forschenden entfernten für ihre Entwicklung nun aus der isolierenden Schicht mit einem Laser 50 Mikrometer breite Streifen. Die neu entstandenen Abstände dieser gitterförmig angeordneten Streifen betragen jeweils zehn Millimeter. Versuche mit Funksendern und -empfängern zeigten, dass dieses schwach mit bloßem Auge erkennbare Gittermuster ausreichten, um beispielsweise die LTE-Download-Geschwindigkeit etwa um einen Faktor 60 im Vergleich zu herkömmlichen Low-E-Fenstern zu beschleunigen.
Zugleich litt die Wärmedämmung nur wenig. Die Durchlässigkeit für Wärmestrahlung nahm gerade einmal um ein Zehntel Watt pro Quadratmeter und Kelvin zu. "Dies ist besonders relevant für moderne Bürogebäude mit gutem energetischem Standard und großen Glasflächen", sagt Kroyer. Neben dem Einsatz in Gebäuden könnte auch der Automobilsektor von diesen Funk-Fenstern profitieren. Architekten können diese bereits heute in ihre Bauten integrieren. Denn in Deutschland bieten die Industriepartner des Fraunhofer Instituts – Glaswerke Arnold und isophon glas – das entwickelte Produkt bereits auf dem Markt an.
(jle)