前两天带女儿去公园玩,遇到一个基站。
作为一个通信老司机,我便兴致勃勃地给她解释基站的作用。
没想到,女儿突然问了我一个问题:“爸爸,那个基站的外壳是什么材料做的呢?风吹日晒,不会坏吗?”
这个问题,一时让我有些语塞。是呀,一直以来,我关注的都是基站的架构和原理,可是,从来没有关心过它的外壳材料。那么,它到底是什么材料做的呢?
█ 室外基站外壳,选对材料很重要
如今,我们处于高速发展的信息时代,时时刻刻都离不开手机和网络。而室外基站,是提供户外网络信号覆盖的最主要方式。在高楼上,在马路边,在广袤的农村郊野,甚至偏远的山林、沙漠、戈壁地区,我们处处都可以看到它们的身影。
室外基站所面对的环境挑战是非常苛刻的。除了要经受长期的阳光直射暴晒之外,还要经受风吹雨打。有时候,还要承受鸟类和冰雹等外力的攻击。
如果基站外壳(学名叫“天线罩”)的材料没有选对,就无法起到保护基站内部的天线振子和PCB板等材料的作用。整个基站的寿命会大幅缩短,甚至频繁出现故障。
那么,什么样的材料,适合用来制作基站外壳呢?
首先,肯定不是木头。
木质材料,防水性和耐腐蚀性极差,容易老化。即便刷了油漆,也很难具备所需的耐用性和防护性能。而且,木质材料不防火,也容易发生火灾危险。
再看看金属材料。
普通的金属材料(钢、铁、铝等),虽然具有较好的机械强度、密闭性和高低温耐受性,但耐腐蚀性方面不一定满足要求。而且,金属材料重量较大,对铁塔的承重能力要求更高,工程安装上也增加了难度。
普通金属材料还有一个致命缺陷,那就是因为介电性能的原因,会对RF射频信号产生屏蔽,严重影响基站信号的覆盖范围和通信质量。
木头和金属都不行,大家一定想到了,是不是可以用塑料呢?
没错,一直以来,室外基站外壳普遍采用的材料,除了少部分是特殊金属(铝合金、镀锌钢)之外,大部分是玻璃纤维增强塑料(GFRP)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)和ASA树脂等工程塑料材料。
█ 聚碳酸酯(PC),是基站外壳的最佳选择
我们先简单介绍一下刚才提到的塑料材料。
玻璃纤维增强塑料(GFRP),就是俗称的玻璃钢。这种材料具有高强度的特点,在通信行业被广泛应用。但是它的重量较大,外观不够美观,运输和安装也较为不便。
聚丙烯(PP),具有较好的耐候性,物理特性也不错,但是无填充的PP尺寸稳定性不好,易变型。用玻纤增强PP,可以改善PP材料的尺寸稳定性,但阻燃性能相比其它材料方案较差。
ASA树脂,也是一种工程塑料,拥有良好的耐黄变性和加工性能,但物理力学性能和耐热性差,不适合高温环境下的长期使用。
最后,我们来看看聚碳酸酯(PC)。
大家对聚碳酸酯(PC)应该还是比较熟悉的,就是常说的PC塑料。这是一种强韧的热塑性聚合材料。我们生活中的很多物品,例如行李箱、保鲜盒、饮料杯等,都是用的这种材料,非常结实耐用,物理性能非常强,而且阻燃,俗称“防弹玻璃”。
传统的聚碳酸酯(PC)材料,已经在建筑,交通运输等户外领域广泛使用,但在长期严苛户外使用场景,尤其在低温环境下,其性能仍面临挑战。
不过,现在情况不同了。一些企业可以通过先进的技术对聚碳酸酯进行改性,从而极大提高材料的户外耐候性能。全球领先的聚合物生产商科思创公司就推出了一种模克隆®户外低温抗冲聚碳酸酯(PC)解决方案,对材料进行了全面改进,从而拓展了聚碳酸酯(PC)在严苛户外环境的规模应用。
接下来,我们具体看看,科思创的这个新型聚碳酸酯(PC)材料到底有哪些优势。
首先,这款材料特别耐寒。在-40℃的极寒环境下,依然具备出色的韧性和优异的抗冲击性。
其次,这款材料特别耐湿热老化。经过上千小时温度85℃、湿度85%(双85)测试,依然保持高强度和出色的机械性能。
在-40℃~85℃的温差下,材料依旧保持稳定的机械性和尺寸稳定性。这意味着,这种材料可以适应各种极端高温和低温的气候条件。无论是在寒冷的雪域,还是炎热的沙漠,都能够正常工作。
第三,这款材料具有很强的耐盐雾腐蚀能力。经过数百小时的高浓度盐雾腐蚀测试,都不会出现老化或性能下降的迹象,耐腐蚀性能极强。
这种特性,是为了满足沿海或海上通信设施(例如港口码头以及海上平台等)的需求,可以大幅降低因盐雾腐蚀导致的设备故障风险。
第四,降低碳排足迹。
现在很多企业都关注产品材料的碳排放。尤其是欧美市场,对产品生产过程中的碳足迹有很高的要求。
科思创的户外低温抗冲解决方案模克隆®RE系列(可再生原料)聚碳酸酯材料,使用生物废物和残余作为原料,替代化石来源,质量和性能却能够达到和石油基材料完全一致。这可以大幅减少化石能源的使用,并极大减少碳足迹。
第五,更强的设计自由度。
大家在户外看到的基站,不少是伪装站、美化站。这种基站,要求材料在外观上具备一定的灵活性、可修改性。
科思创新型聚碳酸酯(PC)材料的CMF(色彩、材料和表面处理)解决方案,就具备这样的能力。这种材料支持多元化的颜色选择,以及较高的设计自由度,能够展现丰富的视觉效果,助力设备打造美观外形。
最后,是增值技术服务。
科思创不仅仅提供材料,也提供专业的技术支持。
例如,他们可以提供贯穿应用开发周期的增值技术解决方案,包括部件/模具设计指导和射频技术专长知识。这可以帮助用户降低产品开发的难度,缩短开发周期,更快抢占市场先机。
总而言之,大家可以看到,科思创的户外低温抗冲聚碳酸酯(PC)解决方案,确实拥有很多的优势,可以说是一个“多边形战士”。它能够应对各种复杂户外环境的严苛挑战,同时又具备一定特色化定制化的能力,满足基站厂商产品设计和研发的需求。
█ 助力多样化严苛户外应用场景,打造高可靠性和耐久性
事实上,基站外壳只是科思创户外低温抗冲聚碳酸酯(PC)解决方案的众多应用领域之一。
这款材料凭借优异的性能,还可以应用于很多户外应用场景,例如户外小基站,户外CPE终端、卫星终端、物联网终端、新能源设备等。
户外通信基础设施设备采用这个方案作为外壳材料,可以大幅提升自身的防护能力和使用寿命。例如,国内知名的5G基站设备商佰才邦,就在其新研发的5G毫米波基站产品中,采用了科思创的户外低温抗冲聚碳酸酯(PC)作为天线外壳材料。
众所周知,毫米波频段频率高,损耗大,易受外界环境影响,对使用材料性能也非常敏感。尤其基站天线外壳材料的介电性能,会影响到信号传输及通信质量。
科思创的模克隆户外低温抗冲解决方案,在设备的质量检测过程中体现出优异的性能。测试结果显示,这款材料在高低广泛频段中均可保持稳定的介电性能,有助于减少毫米波的信号损耗。
此外,近年来随着通信行业的可持续发展,科思创的低碳环保材料方案也逐渐受到行业头部企业的青睐。
例如欧洲老牌电信运营商——德国电信,也将科思创的模克隆®RE(含循环生物质原料份额)聚碳酸酯材料用于他们的新一代固网设备,实现二氧化碳足迹比传统石油基聚碳酸酯低80%以上,同时满足红外穿透的光学高要求。这款产品成功申请到了德国电信绿色产品标签#GreenMagenta。
█ 最后的话
看到这里,相信大家对户外通信设备的外壳材料已经有了初步了解。
说实话,我之前也不知道原来基站外壳材料有这么多学问。科普的过程,也是自我学习的过程,收获很大。
随着全球数字化浪潮的不断推进,越来越多的数字基础设施将出现在世界的各个角落,推动通信网络的普及,帮助当地人民享受数字红利。新型聚碳酸酯(PC)材料的出现,为这项工作提供了必要的助力。它将加速构建真正的全球泛在网络连接,推动人类社会向更美好的数智时代迈进。