距2019年6月發放5G商用牌照已滿一周年,據工信部數據顯示,2019年中國建成了13萬個5G基站,
預計到2020年底,5G基站將超過60萬個,覆蓋全國所有地級以上城市。而在整個5G網絡的建設當中,用量大的就是基站設備,天線罩作為5G基站的重要組成部分,市場巨大。
天線裝置通常置于露天工作,直接受自然界風雪沙塵及太陽輻射的侵襲,天線罩的作用就是保護天線系統免受外部環境影響,確保天線系統的運行精度、使用壽命及工作可靠性。因此,天線罩材料需要滿足輕質高強,耐候,加工性能以及介電性能的要求。
5G時代,基站引入大規模陣列天線,天線通道數增加,對射頻器件的需求量也相應增加,且天線無源部分與RRU合為AAU,對5G天線的體積小型化和輕量化提出了更高的要求。同時,5G毫米波高頻高速傳輸,伴隨穿透力差、衰減大的特性。
因此,5G天線罩對于材料的介電性能、輕量化提出更高的要求。對此,材料廠商紛紛開發出了如ASA、PPGF、PC等具有高性價比、環境友好型、輕量化的低介電、低損耗增強改性的天線罩材料。
除了上述幾種材料外,可應用于5G天線罩的材料還有聚丙烯微孔發泡新材料MPP。
一、聚丙烯微孔發泡材料MPP在天線罩上的應用
聚丙烯微孔發泡新材料(Microcellular Polypropylene foam,簡稱MPP),是特指泡孔尺寸小于100微米的聚丙烯多孔發泡材料(更嚴格地定義是泡孔尺寸小于10微米,泡孔密度大于10的9次方個/cm3)。
圖 MPP泡孔結構,圖片來自浙江新恒泰新材料有限公司官網
自從1980年美國麻省理工學院的Nam.P.Suh教授等人在1980年代初最早提出聚合物微孔發泡的概念以來,由于MPP潛在的廣闊應用前景,其一直是聚合物微孔發泡領域的研究熱點。
二、MPP微孔發泡材料成型技術
MPP的成型需要升級通用的聚合物加工設備(如注塑成型設備,連續擠出成型設備和模壓成型設備等),使之適用于超臨界流體技術。在高溫高壓下將超臨界二氧化碳或超臨界氮氣導入聚丙烯材料,形成聚丙烯/超臨界流體的單相溶液,并誘導氣泡成核、生長,最終形成泡孔尺寸在微米尺度的PP發泡材料。
圖 MPP材料成型流程 圖片來自蘇州申賽新材料有限公司
三、MPP微孔發泡材料的特性
MPP材料的介電常數可低至1.02,并實現介電常數可調節,材料特性:
輕質高強:材料密度范圍100~30Kg/m3,細密、均勻的泡孔結構使MPP具有更好的力學性能,具有高強度、高剛性,可抗16級大風;
耐高溫:使用溫度可達110℃;
低介電、低損耗:發泡倍率高,內部含大量空氣,介電常數比ABS、玻璃鋼低很多;
無化學殘留:生產過程中不使用化學發泡劑,無化學物殘留;
環保可回收:發泡過程清潔無污染,制品衛生環保。發泡過程未發生交聯,可回收利用;
抗光氧化,使用壽命可達10年;
表面帶皮,不吸水,表面不掛水,防污性能好,不影響透波性能。
注:數據來源于蘇州申賽新材料有限公司官網
也就是說,MPP材料具有輕質高強,低介電低損耗,透波性能好,耐候,環保等特性,可滿足5G天線罩的應用要求,目前已批量投入5G基站建設。