在这样的背景之下，微基站在设计之中必将兼顾容量、可靠性、成本等综合因素。同时考虑到能耗的减低，自然散热方式是微站必须采用的技术。本文综合可靠性、成本等几个方面来描述自然散热的基本原理和主要应用。

一．背景概述

通常我们知道，自然界中的热的传播方式主要是热传导、热对流和热辐射，在基站的热设计中目前存在着两种方式，一种是强制散热方式、一种是被动散热的方式，强制散热的方式主要采用风机，热交换器等方式进行热量消耗。被动散热主要是采用自然散热等方式来实现热量的耗散。关于这两种散热方式的比较。各有优缺点。对于不同散热方式，主要特点对比如下表：
项目　　 强制散热方式　 自然散热方式　　 备注
散热量　　　　 大　　　　　 中等　　　　　 相对数据
成本　　　　　 高　　　　　 低　　　　　　 相对数据
器件可靠性　　 高　　　　　 中等　　　　　 相对数据
系统可靠性　　 持平　　　　 持平　　　　　 相对数据
噪音　　　　　 高　　　　　 无噪音　　　　 相对数据
体积　　　　　 大　　　　　 小　　　　　　　相对数据
重量　　　　　 大　　　　　 小　　　　　　 相对数据
从上表我们可以看到这两种散热方式各有优点，同样也决定了这样两种 散热方式应用场合的不同，强制散热更多应用在室内环境，室内环境由于具备空调等外界因素，再加上设备本身风机等强制散热的手段，导致在单位体积之内更大容量的散热量，即可以保证设备有更高的容量和更大的发射功率。相比较而言，自然散热的方式散热量相对较小。同时对可靠性的要求更高，因此更多地应用在室外环境之中。

下面我们首先介绍一些热设计方面的基本知识。

●热传导(Conduction)
物质本身或当物质与物质接触时,能量传递的最基本形式(这里所说的物质包括气体,液体,与固体).当然气体与液体(我们统称为流体)本身因为结构不似固体紧密.我们又有另外一个专有名词来形容它,叫做热扩散(Diffusion).

●热对流(Convection)
流动的流体(气体或液体)与固体表面接触,造成流体从固体表面将热带走的热传递方式.这一招是三招里面最为博大精深的一招,老祖先依其流体驱动的方式将之转换折成貌和神离的两招,分别是
A.)自然对流(Natural Convection):
流体运动是来自于温度差.温度高的流体密度较低,较轻会向上运动.相反的,温度低的流体则向下运动.所以是流体受热之后产生驱动力.(这里各位要牢记一件事,只要温差,沿着重力场方向的流体就会开始运动,带走热量!)
B.)强制对流 (Force Convection) :
顾名思义,流体受外在的强制驱动力如风扇驱动而产生运动.驱动力往那儿吹,流体就往那儿跑,与重力场无关。

●热辐射(Radiation)
热辐射是一种可以在没有任何介质(空气)的情况下,不需要靠接触,就能够达成热交换的传递方式.一种波的形式达成热交换.既然是波,那就会有波长,有频率
,而所谓波的能量,就是频率乘上一个叫做普郎特的常数(Planck's Constant ),既然跟频率有关,那好,频率的大小依次是Gamma 射线
,X射线,紫外线,可见光,红外线,微波…而热辐射能量就介于紫外线与红外线之间。
从上面的三种热传播方式来看，要实现微基站的自然散热，同时要保证相应的容量和覆盖需求，除了在基站设计过程中采用相关DTRU等设计技术之外，在结构设计、热设计、可靠性设计上必须要采用特定的技术才能突破原有的技术瓶颈。

二．自然散热方式的实现
中兴通讯 GSM微基站M8206和S8001都采用的自然散热的设计。这标志中兴通讯在这个领域之内的突破，即实现了自然散热低功耗、静音、占地少、成本低、安装方式灵活、开通快速等优点，还达到了原来宏站的覆盖效果和可靠性。实现了这种方式的完美结合，为用户提供了一种非常先进的解决方案。

以中兴微基站M8206为例，如果采用传统的散热方式，要实现大容量、大功率的覆盖方式，则必须要使用风机等辅助强制散热的手段，而如果基站设备工作在室外条件下，则存在着温度变换、灰尘等多种因素制约了风机（风扇）的使用寿命。在这样的条件下，自然散热的优势将得到充分的发挥。
在实际的设计过程中，传统的热设计方式采用尽量均匀的热分布方式，将热量散布在整个单板之中，然后通过风机等强制手段将热量带走，实际上使用的是热传导和强制热对流的散热方式。而自然散热系统在设计过程中将热量尽可能地集中于壳体的上部（如下图所示），这样的好处在于充分利用热传导的方式将热量传导到结构壳体的表面，在利用上下层的温差形成自然的对流来带走壳体表面的热量，当然实际工作在室外的环境下，也可以充分利用自然界的风能来耗散热量。实现容量、可靠性、成本的最优。

图1 传统散热方式与自然散热的比较

在自然 散热的设计中，除了结构设计的专利之外，对器件的可靠性设计同样重要，为了保证设备在大温度范围、恶劣的工作环境之下的正常工作，在微站设计之中采用了HALT等可靠性测试手段和方法，在生产过程中采用了HASS筛选技术来有效保证设备的稳定可靠。通过这样的设计最大程度地体现了自然散热技术的优点。实现高容量、大功率、稳定的输出。

三． 自然散热基站的覆盖效果

通过 中兴通讯专利技术实现的自然散热的M8206基站已在全球十多个地区得到应用。在实际的覆盖效果的测试中，微站的覆盖不亚于宏站的覆盖。但是大量节省了占地空间和功耗，同时节省了安装成本。从最近某个地区的应用实例和路测情况分析，此应用案例中微站的最远覆盖达到了7公里，而占地空间仅是传统宏站的1/2。功耗是传统宏站的3/5。综合TCO成本优势极其明显。
四．小结

总的说来，自然散热的设计是业界基站设计技术发展的趋势，中兴通讯在自然散热设计领域有着丰富的积累和数量众多的技术专利。随着整个业界热设计、可靠性设计技术的大幅度提升，基于自然散热的多种技术解决方案将会带给用户占地空间更少、能耗更低，覆盖更强的基站。