从1980年1G开始商用(第一代移动通信系统是模拟蜂窝系统),移动通信开启了快速普及迭代升级之路。历经40多年发展时间,移动通信从初始的语音业务到实现了5G万物互联。
今年9月,6G研究阶段正式启动,6G标准制定也即将于2025年6月启动,IMT-2030(6G)推进组提出了“数字孪生,万物智联”的愿景。据《6G总体愿景与潜在关键技术》白皮书,6G从服务于人、人与物,进一步拓展到支撑智能体的高效互联,将实现由万物互联到AI与通信深度融合的万物智联的转变。
通信速率和质量的提升对应的是基站设备功耗的增加。5G基站的功率远高于4G,5G-A(5G走向6G的中间过渡阶段)基站的发射功率与5G一样,但由于收发天线的数量从64个增加到128个,实际功耗增加了10%-20%。6G要大幅提速并实现通信感知一体化,又会进一步增加功耗的负担。
为了解决功耗控制的问题,需要在技术和材料上有新的突破。
以天线组件为例。未来通信应用场景中,在毫米波段实现更高性能的一种方案是天线的导波管中安装大量槽天线元件并作为阵列天线工作,但这同时会增加系统重量、使安装复杂化并增加运行损耗。目前常用的金属铝材质遇到的瓶颈问题有重量较重、制造成本较高,导致量产应用受限。所以新材料解决方案迫在眉睫,比如采用更轻量化、低介电、加工性好的树脂替代,解决重量和能量损耗的问题。
注:介电常数越高,无线电波就容易被材料吸收导致损耗,影响通信灵敏度。
导波管槽阵列天线示意图
旭化成
01
用于通信导波管的低介电树脂材料
XYRON™(采龙™)是旭化成改性聚苯醚(mPPE)树脂产品系列。由PPE树脂与其他树脂复合形成聚合物合金,具有优良的耐热性、阻燃性、电性能和尺寸稳定性,吸水率低,比重小等特点。
并且具有低介电常数(Dk)和低损耗因数(Df),即使在高频下也能使传输损耗非常小,非常适用于信息和通讯领域。
PPE与其他树脂的介电特性比较
02
“XYRON™+电镀”用于未来通信导波管槽阵列天线的解决方案
目前常用的金属铝材质遇到的重量较重、制造成本较高的问题。XYRON™ AA105-52(开发牌号)具有与金属铝材料相当的高耐热性和低线性膨胀系数,并可通过采用XYRON™+电镀的方案,减少导波管槽阵列天线的重量和制造成本。
XYRON™导波管成型+电镀解决方案
①具有高耐热性和在很宽的温度范围内稳定的低线性膨胀系数,因此可代替金属制造需要精密的组件。
XYRON™在导波管槽阵列天线应用中AA105-52
②优异的电镀性能,具备较高的尺寸精度和电镀精度。XYRON™比聚碳酸酯和聚丙烯等其他材料对铜的粘附性更好。反射为-15dB或更小,且损耗较低,测试运行效果与金属铝天线电路一样好。
③同等尺寸部件,XYRON™+电镀方案相较金属铝材质可减重约40%。
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XYRON™(采龙™)在通信其他应用场景天线板、天线罩预告
旭化成自1979年起开始生产XYRON™(采龙™)系列,在工程塑料的历史上占据着关键的地位,PPE作为XYRON™的主要原材料,其低介电常数(Dk)和低损耗因数(Df)使其非常适合用于信息和通信领域。XYRON™如今已涵盖广泛的聚合物合金系列,还用于5G天线罩、天线板等。
XYRON™采龙™产品系列
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