一、前言

       20世紀70年底啊中期，隨著衛(wèi)星技術與電子技術的飛躍發(fā)展，世界上出現了能直接進行大面積電視覆蓋的新技術，這就是衛(wèi)星電視廣播技術。到了80年代中期，世界經濟發(fā)展，導致管理水平的不斷提高，許多專業(yè)部門和大型企業(yè)集團對通信，尤其是數據通信的需求日益迫切，要求通信系統(tǒng)覆蓋范圍大、組網迅速靈活、具有多紙接入、一點對多點傳輸等，由此衛(wèi)星通信技術也應運而生，并且發(fā)展十分迅速；例如世界零售業(yè)巨子，美國著名的沃爾瑪超市遍布全球，它就有一套自己的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，以及時處理集團事務。在新的世紀中，這兩項技術將展現出更為廣闊的發(fā)展前景。

       在20世紀80年代初期，SMC天線反射面的生產中得到廣泛應用。從那時起，SMC模壓天線在世界著名天線制造商美國波得林公司開始大規(guī)模生產。這是對上述新技術、新材料實際應用的最好響應。這種用于接收衛(wèi)星電視的天線稱作TVRO（Television Receive Only ），即衛(wèi)星電視接收（單收）天線。這種新產品的面世由于其獨特的優(yōu)點而很快風靡美、歐市場；緊接著，根據通信市場發(fā)展的需要，波得林公司經過對材料與生產工藝透徹而深入的研究后，進而在80年代末已開始將SMC天線發(fā)展到通信領域，即（Very Small Aperture Terminal），稱作甚小型衛(wèi)星地球站天線，也通稱為收發(fā)兩用天線。經過近十年的發(fā)展，目前已成為執(zhí)VSAT天線世界市場牛耳之公司，所生產的VSAT天線占世界市場約80%之巨。

       80年代末期，深圳市華達玻璃鋼制品有限公司從美國波得林公司購買了生產SMC模壓天線的專利特許權，引進了全套生產設備與系列化的天線模具，以及生產技術，成為中國與亞太地區(qū)唯一擁有該項生產技術、設備、模具和系列化生產SMC天線的企業(yè)、1997年以來，隨著國內信息產業(yè)，尤其衛(wèi)星應用技術的發(fā)展，華達SMC天線越來越受到市場關注；而且繼TVRO天線之后，繼續(xù)與波得林公司合作生產VSAT天線，以參與新世紀國內通信市場對VSAT天線需求的競爭。

二、SMC及其模壓天線

       SMC及其制品在新興的玻璃鋼的六大加工方式（手糊、噴射、纏繞、拉擠、樹脂傳遞模塑、模壓）中屬于機械化、自動化程度較高的一種工藝方法。

       SMC于60年代初出現在歐洲，在1965年左右美、日相繼發(fā)展了這種工藝，70年代初已初具生產規(guī)模，此后一直以每年近20~25%的增長率快速增長。SMC的模壓制品廣泛用于運輸車輛、建筑、電子、電器等行業(yè)中，SMC及其模壓制品在中國的應用與發(fā)展也正處于方興未艾之時。SMC的模壓制品在美國主要用于汽車零部件，在日本主要是建筑衛(wèi)浴器材，而在歐洲則以汽車零部件與電器制品部件為主。將SMC用于模壓TVRO與VAST用天線反射面，且形成系列化生產的為數較少，美國在目前也僅波得林與Channel Master 兩大家，而法國的CAHORS的SMC天線部分就規(guī)模小多了。

       SMC模壓制品有如下特點：重量輕、強度高、尺寸精確而不易變形，批次質量一直性好，產品可達零收縮率與A級表面水平，機械化自動化程度較高；適用于表面質量要求高、產量大、厚度均勻的制品。SMC模壓衛(wèi)星天線真正發(fā)揮了其材料與成型工藝的特點，一般的玻璃鋼材料，與強度接近于鋼材，但由于其比重較低，其比強度可相當或大于鋼材；雖然其模量也較低，但其模量仍接近鋼材。美國波得林公司的試驗指出：SMC天線與同口徑的鋁板天線相比較，前者所承受的彎曲應力達到后者的14倍之多時，仍不會產生永久變形。常見的玻璃鋼材料一般都耐酸、耐稀堿、耐鹽霧、耐有機溶劑、耐海水等，也就是說玻璃鋼的耐腐蝕性，以及耐大氣老化性能與一般金屬材料好得多。美國波得林公司曾作過更苛刻的耐腐蝕試驗，在50℃高溫下，將SMC模壓天線試樣置于130中具腐蝕性的化學品環(huán)境中，結果表明，試驗樣品僅有少許改變或沒有改變。綜上所述可知：SMC天線與傳統(tǒng)材料（鋼板、鋁板）制作的天線比較，在下述兩方面的優(yōu)勢十分明顯：

（1） 天線的型面精度高，則天線的效率高，其增益也高

       眾所周知SMC材料在高溫高壓固化成型后，有一定的收縮率，收縮率過大往往會引起制品固化后的收縮變形，這會使天線反應面的拋物線偏離原設計的形狀，從而影響天線的接收或發(fā)射效果。由于SMC材料具有很大的設計自由度，當采用設計合理的加強筋、適當的玻纖含量、選擇合適的低收縮添加劑，適當提高填料加入量、制定合理的模壓工藝可以減少和控制制品的收縮變形。當SMC材料的配方與工藝確定之后，SMC制品的收縮率也相對穩(wěn)定，以其實測收縮率為模具設計提供制品收縮的理論依據；因此，盡管SMC在固化成型時確有少量收縮，由于在模具設計時已考慮了材料的收縮率，所以在SMC天線成型收縮率較小，且穩(wěn)定的條件下，SMC天線在成型后偏離設計的拋物面形狀較少，也就是說SMC天線的精度是由模具的精度所保證的。實踐證明，當SMC材料的收縮率小于0.2%，即能滿足TVRO天線的要求。低收縮添加劑以及低輪廓添加劑的研究與應用正是SMC及其制品得以飛速發(fā)展的原因之一，這兩種添加劑的使用是SMC制品收縮較?。山咏诹悖ＷC表面波紋減少，表面質量提高的物質基礎。也因此得以在天線制造方面，以及汽車零部件制造方面能有廣泛的應用。

       收發(fā)兩用的VSAT天線反射面對拋物線的精度提出了更高的要求。近20年來，美、歐等國家通過對達到零收縮率、A級表面的低輪廓添加劑的控制收縮機理的深入研究，開發(fā)了此類低輪廓SMC配合體系與全套工藝，消除了收縮引起的制品變形與表面不平整現象，從根本上保證了制品尺寸的穩(wěn)定，SMC天線反射面的精度可完全由金屬模具所保證。美國波得林公司80年代末，經過大量材料和工藝的研究，一舉開發(fā)出SMC模壓VSAT天線反射面，發(fā)展迅速，數年之內即成為VSAT天線的世界主要供應商。而金屬材料不論是鋼板或鋁板，均因其特有的回彈性無論是用拉伸成型、旋壓成型、沖壓成型等不同方法制成的天線反射面，一般均需要經過二次矯正或者需要加繁復的加強筋、邊框、支撐等方法來消除或部分消除回彈的影響，所以金屬天線反射面的型面精度的提高受到相當的限制。

       即使作為TVRO天線，一般要求增益為30~45dB，這就要求天線輪廓尺寸盡可能大些為好，即天線面積盡可能大；如果天線本身效率高，則可適當減少天線的尺寸。由于天線是一個能量轉換器，存在著轉換效率，天線型面的精度高，則天線的效率也將提高，其增益也高。

（2） 天線腐蝕性能好、耐老化性能好，則天線的使用壽命長

      鋼板、鋁板等傳統(tǒng)天線用材料同屬金屬材料，在耐酸、耐鹽霧。耐海水以及耐老化性能方面，是明顯不及玻璃鋼的。

       美國的Pikington實驗室用紅外線分析SMC材料的表面，發(fā)現表面是由不飽和聚酯樹脂為主的復合材料所覆蓋，具有良好的耐酸、耐鹽霧、耐海水以及耐老化性能，由其模壓制成的天線反射面成功解決了傳統(tǒng)金屬材料制作天線易腐蝕，因而使用壽命較短的缺點；在沿海地區(qū)、多雨、潮濕地區(qū)以及多酸雨的地區(qū)SMC天線這種耐腐蝕性能、耐老化性能優(yōu)異的特點尤為重要。

       所以一般的鋼板、鋁板天線在沿海地區(qū)少則4~6年，多則8~10年，一般都將因鹽霧侵蝕與老化導致腐蝕變形，以至損壞。最明顯的例子就是臺灣地區(qū)的有線電視建設早于內地，80年代中期已建成全島的有線電視網絡，各接收站天線估計約近1000面，均為鋁板天線，時至90年代中后期已陸續(xù)開始更換，目前據悉均已改為SMC天線。SMC模壓天線的壽命一般在15年以上，事實上，據美國波得林公司介紹，該公司首批SMC天線的用戶，至今已達15年，大部分均在正常使用之中。華達公司1991年首批試制的SMC模壓天線之一，至今仍在使用中。

三、SMC模壓偏饋天線在通信領域的應用與發(fā)展

       在衛(wèi)星電視廣播接收中使用的天線基本是都是面天線，其中拋物面天線與卡塞格倫天線的使用最為普遍。由于微波的似光性，利用面天線可以實現定向接收，因而有效地提高了信號的接收效果，接收天線與發(fā)射天線作用相反，但工作原理相同；雷達天線與通信天線都是雙向的，即收發(fā)兩用的。

       在旋轉拋物面天線中分為中心饋電與偏置饋電兩種饋電方式；由于技術不斷發(fā)展，衛(wèi)星轉發(fā)器功率不斷加大，用于接收衛(wèi)星信號的DBS（直播衛(wèi)星電視系統(tǒng)）的接收天線口徑愈來愈小，當天線口徑小到一定范圍時， 饋電的饋源與支桿的阻擋就不可忽略，采用偏饋天線就不存在這種阻擋的影響，而且可以達到許多中心饋電天線無法解決的天線高性能的指標。因此美、歐等先進國家不但在DBS小口徑接收天線方面大都采用偏饋天線，而且在相對口徑較大的VSAT天線方面也采用了偏饋天線。在法國、南非等國家也正在發(fā)展小口徑SMC模壓偏饋天線；而SMC模壓偏饋VSAT天線更隨著美國波得林公司的品牌走向世界。綜前所述可知SMC模壓偏饋天線特別優(yōu)于金屬天線，故而用于DBS及VSAT的SMC模壓偏饋天線在衛(wèi)星通信與衛(wèi)星電視直接接收的領域中，也均在迅速發(fā)展。例如：我國氣象總局已基本建成的全國氣象衛(wèi)星網絡工程，其中使用的天線無論是雙向站的VSAT天線，以及單收站的小型單向天線，均為SMC模壓的偏饋天線，由此可見一斑。

       通過計算與分析可知，從饋源口徑阻擋引起的增益損失，天線制造時均方誤差引起的增益損失，以及拋物面天線表面均勻畸變引起的增益損失等三方面考慮，SMC模壓偏饋天線的增益比中心饋電天線的增益高約0.7dB；而偏饋天線在反射面的口面利用系數、饋源漏射功率和交叉極化損失比中心饋電天線低約0.3dB。綜合起來比較，SMC偏饋天線比中心饋電天線增益高約0.4dB,其等效天線效率高約8%；加之SMC模壓天線的一致性好，分瓣天線的互換性好、生產效率好，可供成千上萬面的DBS與VSAT天線的需要，所以SMC模壓偏饋天線在單收與收發(fā)兩用天線方面應用是十分適宜的，尤其是在通信領域的VSAT天線方面，其尺寸一般為直徑0.98m至3.8m，更是十分適合于SMC模壓天線的制作，故而應用較多，發(fā)展速度也較快。

四、結語

       綜上所述，正是基于對各種材料及其生產工藝進行的透徹和深入的研究，SMC模壓天線的技術才脫穎而出。這項新技術，不僅確保了SMC天線產品各項技術指標能達到，設置優(yōu)于通用標準，而其和其它材質的產品相比，更具有反射面精度高，產品的耐腐蝕性能強，耐老化性能好，生產速度高，產品的一致性好等多方面的優(yōu)勢。目前SMC天線在美國、歐洲等國家的國際市場中VSAT與TVRO方面的應用，可謂是蓬勃發(fā)展，如日中天；在中國雖然初為人認識，也已引起業(yè)界人士的廣泛關注，隨著我國“村村通”工程的推進與發(fā)展，進而2003年中國將擁有自己的直播衛(wèi)星的促進，與其是新世紀對通信市場的重視與發(fā)展，各行各業(yè)對通信網絡的不同需求，建立各類VSAT網絡的市場呼聲與現實正在不斷高漲，也隨著不斷改進與優(yōu)化SMC及其模壓工藝技術、模具制造技術，不斷提高生產效率，不斷降低生產成本，可以相信SMC天線一定會在中國的VSAT與TVRO市場上得到充分的應用與發(fā)展，占據其應有的市場份額。