一、前言

       20世紀70年底啊中期，隨著衛星技術與電子技術的飛躍發展，世界上出現了能直接進行大面積電視覆蓋的新技術，這就是衛星電視廣播技術。到了80年代中期，世界經濟發展，導致管理水平的不斷提高，許多專業部門和大型企業集團對通信，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，由此衛星通信技術也應運而生，并且發展十分迅速；例如世界零售業巨子，美國著名的沃爾瑪超市遍布全球，它就有一套自己的衛星通信系統，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。這種用于接收衛星電視的天線稱作TVRO（Television Receive Only ），即衛星電視接收（單收）天線。這種新產品的面世由于其獨特的優點而很快風靡美、歐市場；緊接著，根據通信市場發展的需要，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天線發展到通信領域，即（Very Small Aperture Terminal），稱作甚小型衛星地球站天線，也通稱為收發兩用天線。經過近十年的發展，目前已成為執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、1997年以來，隨著國內信息產業，尤其衛星應用技術的發展，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、日相繼發展了這種工藝，70年代初已初具生產規模，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、電器等行業中，SMC及其模壓制品在中國的應用與發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模壓衛星天線真正發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天線與傳統材料（鋼板、鋁板）制作的天線比較，在下述兩方面的優勢十分明顯：

（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展的原因之一，這兩種添加劑的使用是SMC制品收縮較小（可接近于零），保證表面波紋減少，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，一舉開發出SMC模壓VSAT天線反射面，發展迅速，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、多雨、潮濕地區以及多酸雨的地區SMC天線這種耐腐蝕性能、耐老化性能優異的特點尤為重要。

       所以一般的鋼板、鋁板天線在沿海地區少則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展

       在衛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；由于技術不斷發展，衛星轉發器功率不斷加大，用于接收衛星信號的DBS（直播衛星電視系統）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于金屬天線，故而用于DBS及VSAT的SMC模壓偏饋天線在衛星通信與衛星電視直接接收的領域中，也均在迅速發展。例如：我國氣象總局已基本建成的全國氣象衛星網絡工程，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，可謂是蓬勃發展，如日中天；在中國雖然初為人認識，也已引起業界人士的廣泛關注，隨著我國“村村通”工程的推進與發展，進而2003年中國將擁有自己的直播衛星的促進，與其是新世紀對通信市場的重視與發展，各行各業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展，占據其應有的市場份額。