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慧正資訊：由于5G天線遵循MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）概念，意思是多輸入多輸出，這意味著一個基站內(nèi)可安裝多個天線，而這些天線的尺寸又很小，需要天線罩的保護(hù)。天線罩要具有良好的電磁波穿透特性，機(jī)械性能上要能經(jīng)受外部惡劣環(huán)境的侵蝕如暴風(fēng)雨、冰雪、沙塵以及太陽輻射等。在材料要求方面，要求在工作頻率下的介電常數(shù)和損耗角正切要低，即要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。
目前5G天線罩材料中最常用的材料主要是玻璃鋼材料。面對5G對天線罩材料的更高要求，各企業(yè)積極研究開發(fā)具有高性價(jià)比、環(huán)境友好型、輕量化的低介電、低損耗增強(qiáng)改性材料，如ASA、PP、PC等材料，這些材料有望應(yīng)用到未來5G的天線罩中。
一、玻璃鋼
玻璃鋼（FRP）亦稱作GFRP，即纖維強(qiáng)化塑料，一般指用玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂與酚醛樹脂基體，以玻璃纖維或其制品作增強(qiáng)材料的增強(qiáng)塑料，稱為玻璃纖維增強(qiáng)塑料，或稱為玻璃鋼，不同于鋼化玻璃。
5g基站天線罩 圖源雅日玻璃鋼官網(wǎng)
玻璃鋼天線罩的優(yōu)點(diǎn)：
非金屬材料 對電擊不敏感，適用于多雷電、多雨等氣候環(huán)境地區(qū)；
使用FRP加強(qiáng)芯的光纜可緊挨著電源線和電源裝置安裝，不會受電源線或電源裝置產(chǎn)生的感應(yīng)電流干擾；
與金屬芯相比，GFRP/KFRP不會產(chǎn)生因金屬與油膏化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氣體而影響光纖傳輸指標(biāo)；
與金屬芯想比，F(xiàn)RP具有拉伸強(qiáng)度高、重量輕的優(yōu)點(diǎn)，防彈、防齒咬、防蟻。
玻璃鋼天線罩的缺點(diǎn)：
由于通信基站天線基本架設(shè)在通信基站塔頂?shù)母呖罩校瑸榱朔奖惆惭b，通信基站天線正在向輕量化、集成化和小型化方向發(fā)展，因此，也要求基站天線罩向輕量化發(fā)展。
熱固性玻璃鋼制得的基站天線罩以連續(xù)的玻璃纖維為主，玻璃纖維的重量百分比能夠達(dá)到80%，密度較高，導(dǎo)致熱固性玻璃鋼制得的基站天線罩重量較重，無法滿足基站天線罩對輕量化發(fā)展的要求。
二、改性塑料
1. PC
聚碳酸酯(簡稱PC)是分子鏈中含有碳酸酯基的高分子聚合物，其具有高強(qiáng)度及彈 性系數(shù)、高沖擊強(qiáng)度、使用溫度范圍廣、耐候性佳、絕緣性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
目前制備PC塑料天線罩一般采用擠出成型工藝，擠出成型是這樣的一種成型方 法:在擠出成型機(jī)中，塑料被加熱、加壓，通過確定形狀的口模。然后，塑料直接固化，產(chǎn)生固定橫截面且具有一定的長度制品的連續(xù)成型方法。
SABIC u00AELEXANu0099FR PC具有高阻燃性，高流動性，高抗沖擊性，易配色等優(yōu)點(diǎn)，可用于小型室內(nèi)基站外殼。
圖 SABICu00AELEXANu0099PC
科思創(chuàng)的改性聚碳酸酯可以在保持良好信號通過性的同時，無懼嚴(yán)寒、酷暑、紫外線、風(fēng)霜雨雪，并擁有足夠的剛性、尺寸穩(wěn)定性、阻燃性和出色的設(shè)計(jì)靈活性，可用于5G。
在5G天線罩方面，萬華化學(xué)也有開發(fā)低介電低損耗的PC材料。
2. PP
聚丙烯(PP)具有優(yōu)異的機(jī)械性能、耐熱性能、密度低、價(jià)格便宜，具有極高的性價(jià)比。聚丙烯為非極性聚合物，具有很低的介電常數(shù)和介電損耗，并且其介電性能在溫度、頻率變化下保持穩(wěn)定，同時聚丙烯吸水率低；聚丙烯優(yōu)異的絕緣性能使其非常適合用于制造基站天線罩。
但是基站天線罩長期在戶外環(huán)境下使用，要求制作天線罩用的材料必須具有優(yōu)異的耐候性能，以防止產(chǎn)品長期在戶外環(huán)境下發(fā)生老化而使性能大幅下降；同時材料在低溫下必須擁有足夠的韌性來確保產(chǎn)品的使用要求；另外電器設(shè)備的工況環(huán)境要求材料必須具有阻燃功能。而聚丙烯材料的耐候性、低溫韌性和阻燃性均比較差，因此需對聚丙烯進(jìn)行改性來完善其性能上的缺陷。
據(jù)專利顯示，杰事杰利用熱塑性工程塑料和玻璃纖維等原料，研發(fā)出適用于通訊的高透波天線罩，信號損耗較常規(guī)材料降低30%，透波性能更加優(yōu)異，保障通信穩(wěn)定，可滿足5G通訊對材料高頻低損的要求。同時可使移動通信天線外罩的重量下降40％，成本下降20％以上。其高透波新材料和高性能接介質(zhì)材料已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)供貨。
阿萊德開發(fā)低介電耐候阻燃的PPGF材料用于5G天線罩，材料具有具有較低的介電常數(shù)，同時具有良好的韌性、阻燃性和抗低溫沖擊性能，滿足基站天線罩的應(yīng)用要求。
查詢專利可知，會通新材料在天線罩材料方面有相關(guān)研究專利，開發(fā)出一種低介電常數(shù)擠出級PPGF材料，具有低介電、耐候抗熱氧化等優(yōu)點(diǎn)，可用于5G天線罩。
SABIC u00AE PP Compound和STAMAXu0099具有低介電常數(shù)、優(yōu)異的耐候性、耐光照、耐低溫和抗沖擊性，可以滿足5G天線外殼對于技術(shù)的嚴(yán)苛要求，延長使用壽命，減少維護(hù)時間和成本。
在5G天線罩方面，萬華化學(xué)也有開發(fā)低介電低損耗的PP材料。
據(jù)了解，南京聚隆也有開發(fā)用于5G基站外殼的PP改性材料。
奧能布局5G領(lǐng)域，開發(fā)出PP系列低介電常數(shù)的改性材料，用于相關(guān)5G領(lǐng)域，奧能在其官網(wǎng)發(fā)布的長玻纖增強(qiáng)PP材料特性：低介電常數(shù)和低介電損耗因子，在5.5GHz下，Dk=2.7，Df=0.3%；高剛性和韌性均衡性；低翹曲；耐候性好，可長期戶外使用；與金屬相當(dāng)?shù)牡途性熱膨脹系數(shù)。
5G天線罩，圖源東莞奧能
3. ASA
樂天的WX系列ASA或ASA/GF材料具有高耐候性、沖擊性以及耐熱性，可應(yīng)用于5G天線罩。
基站天線罩
4. PEEK
查詢專利可知，南京聚隆采用微發(fā)泡工藝制備質(zhì)輕高透波的聚醚酮/聚醚砜復(fù)合材料，滿足天線罩材料高透波、低損耗、耐高溫、高剛高強(qiáng)、尺寸穩(wěn)定以及輕量化要求。雖滿足5G天線罩材料要求，但由于成本問題，在5G天線罩上的應(yīng)用還有待考量。
5. 其它
在5G通訊上，金發(fā)一份專利顯示，通過在環(huán)狀聚烯烴樹脂中加入定量的介電常數(shù)小于等于8的增強(qiáng)纖維，不僅提高了環(huán)狀聚烯烴樹脂的熱變形溫度和尺寸穩(wěn)定性，還保持較低的介電常數(shù)和介電損耗，滿足現(xiàn)代通訊高頻化的要求。
上海飛天眾知科技有限公司復(fù)合材料事業(yè)部（簡稱“飛天眾知”）針對5G高頻天線罩的相關(guān)性能要求，歷經(jīng)兩年的研發(fā)試驗(yàn)，已成功研制出高溫高頻高透波天線罩。該天線罩采用較低介電常數(shù)和正切角損耗的復(fù)合材料和蜂窩夾芯材料，選擇合適的生產(chǎn)工藝，在高頻下同時具有高強(qiáng)度、高阻燃性、耐高溫、透波率高、壽命長的特點(diǎn)。
Pure blue 開發(fā)了具有各種 UL94 阻燃性額定值的超低損耗聚烯烴天線罩注塑化合物，可滿足高端射頻天線的需要。
5G天線罩樣品 圖源Pure blue官網(wǎng)
延春高材天線罩產(chǎn)品所用的材質(zhì)覆蓋碳納米管、碳纖、玻纖、玻璃鋼等。延春高材經(jīng)過多年的研究，研發(fā)出高透波浸漬編織技術(shù)，在保證高機(jī)械強(qiáng)度的前提下大幅度降低了天線罩的介電常數(shù)，并有效減輕天線罩的重量。
低介電熱塑性復(fù)合材料的成型方式主要局限于注塑成型方式，這種成型方式對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的天線罩制品具有很大優(yōu)勢，但對于一些結(jié)構(gòu)簡單、尺寸較大的天線罩制品，因考慮到強(qiáng)度、成型效率等因素，目前還主要采用玻璃鋼制品，但是玻璃鋼制品成本較高、笨重以及非環(huán)保等重大缺點(diǎn)，目前歐盟各國已逐步用其他新材料進(jìn)行代替，國內(nèi)也有很多材料企業(yè)積極開發(fā)應(yīng)用于5G天線罩的材料，未來這些材料或?qū)⑷〈Ａт摗?/p>
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