通信基站美化天线外罩材料研究

天线美化罩材料必须具有较好的电气性能和物理性能，目前，天线外罩可选的材料主要有玻璃钢、聚氯乙稀PVC、ABS、亚克力PMMA、聚碳酸脂PC、聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚苯乙烯PS等，但是它们的性能差异性较大。

一、物理机械性能

1  亚克力（PMMA）

俗称有机玻璃，是一种重要热塑性塑料，具有优良的耐冲击性、较好的透明性、化学稳定性和耐候性，易染色，易加工，外观优美，在建筑业中有着广泛的应用。

2  PP塑料（化学名称：聚丙烯）

PP塑料是工程塑料，其特点是密度小，强度刚度，硬度耐热性均优于低压聚乙烯，可在100度左右使用。具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响，但低温时变脆、不耐磨、易老化。

3  PS塑料（化学名称：聚苯乙烯 ）

PS是工程塑料，其特点是电绝缘性（尤其高频绝缘性）优良，无色透明，透光率仅次于有机玻璃，着色性耐水性，化学稳定性良好，强度一般，但质脆，易产生应力脆裂，不耐苯、汽油等有机溶剂。

4  ABS塑料（化学名称：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）

ABS是工程塑料，其特点是综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性，电性能良好、高耐热、阻燃、透明等。

5  PE塑料（化学名称：聚乙烯）

工程塑料，其特点：耐腐蚀性，电绝缘性（尤其高频绝缘性）优良，可以氯化，化学交联、辐照交联改性，可用玻璃纤维增强。低压聚乙烯的熔点，刚性，硬度和强度较高，吸水性小，有良好的电性能和耐辐射性；高压聚乙烯的柔软性，伸长率，冲击强度和渗透性较好；超高分子量聚乙烯冲击强度高，耐疲劳，耐磨。

6  PVC（化学名称：聚氯乙烯 ）

PVC是一种乙烯基的聚合物质。具有力学性能、电性能优良，耐酸碱力极强，化学稳定性好、有阻燃（阻燃值为40以上）、耐化学药品性高、机械强度及电绝缘性良好的优点，但是其耐热性较差。聚氯乙烯容易加工，可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工。

7  PC（聚碳酸脂塑料）

PC是一种无定型、无臭、无毒、高度透明的无色或微黄色热塑性工程塑料，具有优良的物理机械性能，PC的优点是透明、抗冲击性优、物理强度高、着色性好，电绝缘性、耐腐蚀性、耐磨性好、难燃、耐自然老化、具有良好的耐热性和耐低温性，可在室外长期使用等等。PC的缺点是熔体粘度较高，耐溶剂性和耐磨损性较差，成型后制品残余应力易引起开裂。

8 玻璃钢

玻璃钢是由合成树脂做为基体材料及其辅助材料和经过表面处理的玻璃纤维增强材料所组成。其特点为：（1）能透过电磁波，即透波率高；（2）机械强度高，其抗拉和抗压强度都能达到或超过一般的钢铁和硬铝的强度；（3）密度小，重量轻，是一般钢材的1/4，是铝的1/2；（4）具有较高的化学稳定性，优良的保温、隔热性能和良好的电气性能；（5）模具成本较低，加工方便，适合小批量生产；（6）容易着色；（7）制作成型一次性等。

根据玻璃钢所用的基体材料不同可分为不同的种类，常见玻璃钢有：环氧玻璃钢和聚酯玻璃钢。

1）环氧玻璃钢：采用的基体材料为环氧树脂，由环氧树脂胶液和增强材料（纤维及其织物）组成的复合材料。环氧玻璃钢具有较好的耐腐蚀性，机械强度高和粘结力强等特点，并具有一定的耐碱能力。

2）聚酯玻璃钢：采用的基体树脂是不饱和聚酯树脂。聚酯玻璃钢具有一定的耐腐性能，机械强度较高和粘结力较强等特点，同时聚脂玻璃钢在固化过程中没有挥发物逸出，能常温压成型，具有固化施工方便的特点。

以上八种材料都具有如下的物理机械性能：

(a) 电绝缘性佳。

(b) 大部分材料强度比较高。

(c) 阻燃性能：PVC阻燃性最好，玻璃钢中等，其他材料均不防火。

(d) 防腐、防紫外线、抗老化性能均较好，使用寿命可超过15年。

(e) 适用温度范围广，在-40℃~120℃均可保持良好物理特性。

一般均可以满足美化天线材料的要求，它们的性能比较如下表：

美化外罩材料性能比较

二、电气性能

材料对无线信号的损耗与材料的结构、组成有关， 通常是由材料的介电常数ε和介质损耗角正切tgδ共同决定：

1  介电常数：介电常数e的意义，是由某一电介质组成的电容器在一定电压的作用下所能得到的电容量Q，与同样大小的电容器（但介质为真空）的电容量Q0之比值即：

介电常数与材料有关，它反映材料的对信号损耗和反射大小，金属材料介电常数为无穷大，非金属材料介电常数很小，一般在10以下。介电常数越大，损耗越大，美化天线外罩尽量选用介电常数小的材料，上述的这些材料介电常数都很小，其值2.1～3.7之间，透波性强，对无线信号屏蔽小，信号衰减幅度小于1dB。

即使同一种材料，介电常数随着温度的上升而变大，但变化幅度很小，例如环氧树脂在温度0℃时，介电常数为2.67，在温度50℃时，介电常数为2.72。

2  损耗正切：介质在电场的作用下，由于漏导、极化等各种因素造成电能转换成热能失散掉的现象，称为介电损耗。在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角（功率因数角）的余角，称为介质损耗角（d）。绝缘材料中，介电损耗的大小通常用介电损耗角正切，即tgd来表示。上述这些材料的损耗正切值在10-4～2x10-3之间，其值很小，表示绝缘性能好，损耗小。

三、材料综合性能比较

可见，上述八种材料都具有较好的电气性能和物理性能，一般均可以满足美化天线材料的要求。但它们的综合性能还是有所区别，其中亚克力PMMA价格较高，PP塑料耐候性差，PS强度较差，ABS为非耐候性材料，不能在室外使用，PE材料韧性较好但强度及刚度较小，不宜制作尺寸较大的外罩。PVC综合性能较好，但是普通塑料中最难加工的品种。玻璃钢优点是能加工成不同形状的品种，制作容易，价格中上。聚碳酸脂价格最高，加工相对不容易。因此，玻璃钢材料的综合性能较好，可以作为推荐材料。

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