因应5G及未来通信技术高频传输挑战 旭化成破局之道

5G通信商用已经进入了第四年。作为第5代通信技术，突破了此前4代单一的无线接入技术，采用多种新型无线接入技术和现有演进技术集成，实现了真正意义上的通信技术与互联网的融合。

在传输频率方面，也远远突破了前4代数值。4G通信频率大约为2000MHz，5G通信频率则可达到4G通信的10倍左右。

总之，5G通信实现了信号高频传输、低延时及海量连接。

但代价是迎面而来的各种挑战，如信号的高频传输，导致传输距离短、信号穿透能力弱；高频和海量连接，导致基站数量剧增、设备功耗高、发热量大等问题。

为了确保通信的可靠性，从传输信号的基站到接收信号的手机终端，每个组件的设计都需经过优化以尽可能实现较大性能。为此，这些设施迎来一次材料的革命。

定制化介电特性实现“挑剔”的场景应用

在通信系统中，移相器是无线通信、相控阵系统、PAM4接收机发射机等系统中的关键模块，负责改变信号的相位。确保在信号传输和处理过程中，信号的相位准确度，以便获得良好的信号质量和性能。

移相器性能很大部分由材质决定，其对材质提出2个十分重要的性能指标——介电常数（Dk）和介电损耗（Df）。

在移相器的应用场景中，为了减少电磁信号衰减，则需要移相器材质Dk/Df变小；而为了实现器件的小型化、及轻量化设计，则又需要提高移相器材质的Dk值。所以应对矛盾的需求，对材质的要求便更高。

旭化成利用PPE特有的低介电性能，结合旭化成独特的树脂复合技术，得到可灵活调控Dk/Df的采龙™材料。

采龙™材料制备的基站用介质移相器支架

旭化成：传统材料需要在高 Dk 值和低 Df 值之间进行权衡，同时实现两者是很困难的。为了在同一材料中同时实现高 Dk 值和低 Df值，旭化成正在开发具有可控制的 Dk 值和 Df值 的采龙™牌号。这些树脂非常适合制造用于基站的小型化天线或介电移相器。

帮助高频信号降低损失

5G网络将分为两个阶段实现，第一个阶段被称为“小5G”时代，即频谱范围为Sub-6GHz；第二阶段为毫米波时代，频谱范围在24GHz到40GHz。

频率越高，信号传播速度越快，但相应的传播距离缩短。

这意味着，相对于4G通信，5G通信需要建设更多的信号基站，以覆盖同样面积的信号范围；另外，为确保信号的清晰度，对基站天线等部件的电磁波的透过性要求更高。

在5G基站中，天线组件是信号传输的核心部件。根据天线组件的严格要求，旭化成根据采龙™系列材料，设计出符合用于5G基站天线罩的材料。为天线组件提供可靠保护的同时，提升其传输率。

经过对天线罩无线电波透过性模拟，旭化成发现，在不使用天线罩时，电磁波正面增益为6.674db；采用传统的硅基聚碳酸酯材料制备的天线罩时，正面增益为4.977db；而采用旭化成的采龙™材料作为天线罩时，正面增益达到5.577db，较传统材料改善了0.6db。

旭化成：目前，采龙™ 开发级产品AA181-7（开发代号*），还具有优异的耐水解性、抗冲击性及耐候性，多色可选，并且符合UL94V-0阻燃标准。

低Dk并符合V-0阻燃标准

耐候性佳

取代笨重的金属滤波器

为保证5G信号得以覆盖全面，5G基站数量较4G时代大幅增加。

随之基站核心组件量也倍增，一个5G天线基站所需的滤波器数量达到64-94个，是4G基站滤波器数量的十多倍。

作为基站的关键组件之一，滤波器承担着筛选信号的功能。其承载的工作任务重，发热量大，并且需满足长期室外服役。因此，传统方案主要采用金属内腔滤波器和介质滤波器。

由于5G基站以及高频的信号传输等特定要求下，更加轻量化、尺寸更小、高温尺寸稳定性佳、加工成形性简单等特性的滤波器将更能满足市场需求。

旭化成推出的采龙™系列材料，亦可针对5G基站射频腔体滤波器的市场诉求。

旭化成：该树脂材料专为 5G 基站中的 RF 腔体滤波器应用而设计——具有与金属材料相当的高耐热性、良好的电镀性能和低线性膨胀系数。是金属的理想替代品，可减轻要求在各种工作温度下具有尺寸稳定性以及在广泛温度范围内具有低线性热膨胀系数的部件的重量。

-40 至 110°C 之间的线性热膨胀系数

与金属过滤器相比，重量减轻约 40%

关于采龙™

据了解，采龙™是旭化成自1979年就生产的聚合物合金系列，以聚苯醚（PPE）与其他树脂复合而成。

旭化成：这些聚合物合金结合了 PPE 的优点和各种其他树脂的特殊性能，成为具备独特功能的材料。至今，采龙™ 已被用于制造从汽车到家用电器等广泛工业领域的组件和外壳。另外，由于其具备低介电常数和低损耗角正切等优势，适用于信息和通信领域。