• 5G通信的特点是:超高速、超低延迟、海量连接。
  • 5G通信使用高衰减的高频无线电波(Sub6波段和准毫米波段),因此传输损耗大是一个问题。因此需要使用对应性能的材料。
  • 旭化成推出改性聚苯醚树脂"XYRON™"作为 5G 通信基站的树脂材料。

移动通信与 5G 的演进

  • 1980年代,1G通信始于模拟无线通信技术,使移动语音通话成为可能。
  • 1990年代,数字化随着2G通信的发展而进步,以电子邮件为中心的数据通信普及。
  • 2000年代,3G 数据通信速度急剧提高,发送和接收静止图像和浏览器浏览成为可能,通信标准成为一种通用的数字方法。此外,在 2010 年左右,包括 LTE(长期演进)系统的 3.9G 智能手机开始普及,
  • 2015 年开始,使用 LTE Advanced 系统的 4G 通信开始普及,并一直持续到今天。
  • 如今,5G通信成为下一个通信标准,普及推广。

5G 特性与挑战

5G通信的三个主要特点是:

  • eMBB(增强型移动宽带):超高速大容量
  • URLLC(超可靠和低延迟通信):超可靠和低延迟
  • mMTC(大规模机器类通信):海量连接

5G通信的最大通信速度预计比4G快10倍以上。5G 通信使用比前几代更高的频段。5G通信主要使用Sub6频段和准毫米波频段(28GHz频段)的频率。由于无线电波的衰减与频率的平方成正比,所以频率越高,无线电波越容易衰减,穿透力越弱,所以覆盖能力差。因此,在5G通信中,需要安装更多的通信基站,改善通信环境。

5G基站的需求

对于 5G 通信产品,抑制无线电波在高频段(Sub6 频段和准毫米波频段)的衰减很重要。因此,构成5G通信产品和零部件的材料的介电常数(Dk)和介电损耗角正切(Df)是关键。相对介电常数和介电损耗角正切与无线电波的衰减有关,如果这些参数值很高,无线电波很容易被材料吸收,从而导致无线电波损耗,影响通信灵敏度。

在基站中,无线电波在用于外壳和天线的材料中的衰减很重要,为了更有效地传输无线电波,需要根据零件和位置来控制介电常数和介电损耗角正切。

旭化成的解决方案:用于 5G 通信的 XYRON™ 树脂材料

1、什么是XYRON™

旭化成推出改性聚苯醚树脂(改性 PPE 树脂)XYRON™作为 5G 通信基站的材料。XYRON™(采龙)是旭化成生产和销售的改性聚苯醚树脂的总称。旭化成于 1979 年开始制造和销售,在工程塑料方面有着悠久的历史,拥有丰富的牌号阵容。

XYRON™除了具有高耐热性外,它还具有优异的阻燃性、绝缘性、尺寸稳定性、耐水性和低比重等特点,已广泛用于汽车和家用电器等众多行业的零件和外壳。特别是在汽车中,除了比重低外,还具有耐热性和阻燃性,因此经常被用于减轻安装部件的重量。

2、XYRON ™产品优势

PPE 是XYRON ™的基础材料,具有低介电常数和低介电损耗角正切的特性,使其适用于信息和电信领域的应用。另外,PPE的玻璃化转变温度高,与其他耐热性高的树脂相比,介电特性的温度依赖性小。这是在各种温度环境下保证稳定通信质量的重要优势。

图 各种材料介电特性比较

3、5G基站天线罩树脂材料


最外层的天线罩要求重量轻、耐候性好、介电性能低以改善无线电波传输。旭化成开发出用于5G基站天线罩的XYRON ™ 开发材料AA181-7(暂定名),这款材料具有优异的耐水解性和高抗冲击性,所有颜色均达到阻燃性UL94V-0,实现了传统材料难以实现的阻燃性 (UL94V-0) 和低介电性能。


迄今为止,聚碳酸酯 (PC) 等材料已用于天线罩,但在介电性能方面还不够。采用旭化成的 XYRON™ 开发材料AA181-7作为天线罩,可有望解决这一问题。

图 天线罩无线电波渗透率模拟结果

除此之外,旭化成还在开发用于保护罩的材料,例如耐光变色等级,可以满足5G基站天线罩的广泛需求。

4、5G基站腔体滤波器树脂材料

旭化成正在开发用于 5G 基站腔体滤波器的XYRON™牌号。5G基站采用金属腔体滤波器或大量的陶瓷射频滤波器,增加了其重量,增加了安装工时和工作量。此外,5G通信安装的基站数量将增加,这将导致对滤波器进一步减轻重量的需求。

旭化成正在开发5G 基站腔体滤波器用XYRON™牌号,具有高耐热性、良好的电镀性能和与金属相当的低线性膨胀系数,是一种有助于射频滤波器树脂化的材料。

图 在宽温度范围内实现稳定的低线性膨胀系数

这款材料在很宽的温度范围内实现了稳定的低线性膨胀系数,使其成为在各种温度范围的环境中需要尺寸稳定性的金属产品的理想减重树脂材料。

定制介电产品

通过将 PPE 独特的低介电特性与旭化成的专有复合技术相结合,旭化成正在开发具有可控介电特性的产品牌号。

在基站中,根据组件的设计,可能需要高介电常数。另一方面,介电损耗角正切必须保持尽可能低以减少损耗。旭化成开发了一种 Dk/Df 控制产品牌号来实现这种高 Dk/低 Df 权衡。

 

8月23~25日,旭化成塑料(广州)有限公司将参加艾邦第五届5G加工产业链暨精密陶瓷展览会,展位号:11A57,地址:深圳国际会展中心11号馆,更多产品信息,欢迎莅临参观交流!

作者 gan, lanjie

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