在這樣的背景之下，微基站在設計之中必將兼顧容量、可靠性、成本等綜合因素。同時考慮到能耗的減低，自然散熱方式是微站必須采用的技術。本文綜合可靠性、成本等幾個方面來描述自然散熱的基本原理和主要應用。

一．背景概述

通常我們知道，自然界中的熱的傳播方式主要是熱傳導、熱對流和熱輻射，在基站的熱設計中目前存在著兩種方式，一種是強制散熱方式、一種是被動散熱的方式，強制散熱的方式主要采用風機，熱交換器等方式進行熱量消耗。被動散熱主要是采用自然散熱等方式來實現(xiàn)熱量的耗散。關于這兩種散熱方式的比較。各有優(yōu)缺點。對于不同散熱方式，主要特點對比如下表：
項目　　  強制散熱方式　 自然散熱方式　　  備注
散熱量　　　　  大　　　　　 中等　　　　　  相對數(shù)據(jù)
成本　　　　　  高　　　　　 低　　　　　　  相對數(shù)據(jù)
器件可靠性　　  高　　　　　 中等　　　　　  相對數(shù)據(jù)
系統(tǒng)可靠性　　  持平　　　　 持平　　　　　  相對數(shù)據(jù)
噪音　　　　　  高　　　　　 無噪音　　　　  相對數(shù)據(jù)
體積　　　　　  大　　　　　 小　　　　　　　相對數(shù)據(jù)
重量　　　　　  大　　　　　 小　　　　　　  相對數(shù)據(jù)
從上表我們可以看到這兩種散熱方式各有優(yōu)點，同樣也決定了這樣兩種散熱方式應用場合的不同，強制散熱更多應用在室內(nèi)環(huán)境，室內(nèi)環(huán)境由于具備空調(diào)等外界因素，再加上設備本身風機等強制散熱的手段，導致在單位體積之內(nèi)更大容量的散熱量，即可以保證設備有更高的容量和更大的發(fā)射功率。相比較而言，自然散熱的方式散熱量相對較小。同時對可靠性的要求更高，因此更多地應用在室外環(huán)境之中。

下面我們首先介紹一些熱設計方面的基本知識。

●熱傳導(Conduction)
物質本身或當物質與物質接觸時,能量傳遞的最基本形式(這里所說的物質包括氣體,液體,與固體).當然氣體與液體(我們統(tǒng)稱為流體)本身因為結構不似固體緊密.我們又有另外一個專有名詞來形容它,叫做熱擴散(Diffusion).

●熱對流(Convection)
流動的流體(氣體或液體)與固體表面接觸,造成流體從固體表面將熱帶走的熱傳遞方式.這一招是三招里面最為博大精深的一招,老祖先依其流體驅動的方式將之轉換折成貌和神離的兩招,分別是
A.)自然對流(Natural Convection):
流體運動是來自于溫度差.溫度高的流體密度較低,較輕會向上運動.相反的,溫度低的流體則向下運動.所以是流體受熱之后產(chǎn)生驅動力.(這里各位要牢記一件事,只要溫差,沿著重力場方向的流體就會開始運動,帶走熱量!)
B.)強制對流 (Force Convection) :
顧名思義,流體受外在的強制驅動力如風扇驅動而產(chǎn)生運動.驅動力往那兒吹,流體就往那兒跑,與重力場無關。

●熱輻射(Radiation)
熱輻射是一種可以在沒有任何介質(空氣)的情況下,不需要靠接觸,就能夠達成熱交換的傳遞方式.一種波的形式達成熱交換.既然是波,那就會有波長,有頻率
,而所謂波的能量,就是頻率乘上一個叫做普郎特的常數(shù)(Planck's Constant ),既然跟頻率有關,那好,頻率的大小依次是Gamma 射線
,X射線,紫外線,可見光,紅外線,微波…而熱輻射能量就介于紫外線與紅外線之間。
從上面的三種熱傳播方式來看，要實現(xiàn)微基站的自然散熱，同時要保證相應的容量和覆蓋需求，除了在基站設計過程中采用相關DTRU等設計技術之外，在結構設計、熱設計、可靠性設計上必須要采用特定的技術才能突破原有的技術瓶頸。

二．自然散熱方式的實現(xiàn)
中興通訊GSM微基站M8206和S8001都采用的自然散熱的設計。這標志中興通訊在這個領域之內(nèi)的突破，即實現(xiàn)了自然散熱低功耗、靜音、占地少、成本低、安裝方式靈活、開通快速等優(yōu)點，還達到了原來宏站的覆蓋效果和可靠性。實現(xiàn)了這種方式的完美結合，為用戶提供了一種非常先進的解決方案。

以中興微基站M8206為例，如果采用傳統(tǒng)的散熱方式，要實現(xiàn)大容量、大功率的覆蓋方式，則必須要使用風機等輔助強制散熱的手段，而如果基站設備工作在室外條件下，則存在著溫度變換、灰塵等多種因素制約了風機（風扇）的使用壽命。在這樣的條件下，自然散熱的優(yōu)勢將得到充分的發(fā)揮。
在實際的設計過程中，傳統(tǒng)的熱設計方式采用盡量均勻的熱分布方式，將熱量散布在整個單板之中，然后通過風機等強制手段將熱量帶走，實際上使用的是熱傳導和強制熱對流的散熱方式。而自然散熱系統(tǒng)在設計過程中將熱量盡可能地集中于殼體的上部（如下圖所示），這樣的好處在于充分利用熱傳導的方式將熱量傳導到結構殼體的表面，在利用上下層的溫差形成自然的對流來帶走殼體表面的熱量，當然實際工作在室外的環(huán)境下，也可以充分利用自然界的風能來耗散熱量。實現(xiàn)容量、可靠性、成本的最優(yōu)。

                                                       圖1 傳統(tǒng)散熱方式與自然散熱的比較

在自然散熱的設計中，除了結構設計的專利之外，對器件的可靠性設計同樣重要，為了保證設備在大溫度范圍、惡劣的工作環(huán)境之下的正常工作，在微站設計之中采用了HALT等可靠性測試手段和方法，在生產(chǎn)過程中采用了HASS篩選技術來有效保證設備的穩(wěn)定可靠。通過這樣的設計最大程度地體現(xiàn)了自然散熱技術的優(yōu)點。實現(xiàn)高容量、大功率、穩(wěn)定的輸出。

三． 自然散熱基站的覆蓋效果

通過中興通訊專利技術實現(xiàn)的自然散熱的M8206基站已在全球十多個地區(qū)得到應用。在實際的覆蓋效果的測試中，微站的覆蓋不亞于宏站的覆蓋。但是大量節(jié)省了占地空間和功耗，同時節(jié)省了安裝成本。從最近某個地區(qū)的應用實例和路測情況分析，此應用案例中微站的最遠覆蓋達到了7公里，而占地空間僅是傳統(tǒng)宏站的1/2。功耗是傳統(tǒng)宏站的3/5。綜合TCO成本優(yōu)勢極其明顯。
四．小結

總的說來，自然散熱的設計是業(yè)界基站設計技術發(fā)展的趨勢，中興通訊在自然散熱設計領域有著豐富的積累和數(shù)量眾多的技術專利。隨著整個業(yè)界熱設計、可靠性設計技術的大幅度提升，基于自然散熱的多種技術解決方案將會帶給用戶占地空間更少、能耗更低，覆蓋更強的基站。