Базальтавае валакно адкрывае новую эру высокачастотнай сувязі

Па меры таго, як базавыя станцыі 5G становяцца больш шчыльнымі, антэны мабільных тэлефонаў — большай колькасцю, а сеткі валаконна-аптычных кабеляў — больш шырокімі, патрабаванні да матэрыялаў для абсталявання сувязі змяняюцца ад проста «адэкватных» да «экстрэмальных»: нізкія дыэлектрычныя страты, высокая ступень электрамагнітнага экраніравання, лёгкая вага. Будаўніцтва, і ўстойлівасць да старэння.
Дзякуючы такім уласцівасцям, як нізкая дыэлектрычная пранікальнасць, натуральная ізаляцыя і высокая ўстойлівасць да ўздзеяння надвор'я, Базальт Валакно знаходзіць сваё месца ў асноўных кампанентах, такіх як антэны базавых станцый, элементы трываласці аптычных кабеляў і абалонкі радыятараў. Замест таго, каб выцясняць існуючыя матэрыялы, яно прапануе выдатны баланс прадукцыйнасці і эканамічнай эфектыўнасці для высокачастотных і хуткасных прыкладанняў.

Антэны базавых станцый і радыёчастотныя кампаненты

Для вырабу абцякальнікаў антэн і мантажных кранштэйнаў патрабуюцца матэрыялы з нізкай дыэлектрычнай пастаяннай і нізкім тангенсам кута страт, каб мінімізаваць аслабленне сігналу. У той час як традыцыйнае шкловалакно мае дыэлектрычную пастаяннаю прыблізна 4,8, базальтавае валакно з аптымізаваным складам можа знізіць яе да 4,0–4,2, прычым тангенс кута страт змяншаецца прыкладна на 20%. У 2025 годзе кампанія Comba Telecom (Guangzhou) Ltd. падала патэнт на «нізкадыэлектрычны кампазітны абцякальнік, узмоцнены базальтавым валакном». Дзякуючы выкарыстанню спецыяльных схем размяшчэння валокнаў і напаўняльнікаў з полых мікрасфер, дыэлектрычная пастаянная была зніжана да 3,8, а ўдаратрываласць перавысіла ўстойлівасць традыцыйнага шкловалакна; матэрыял ужо прайшоў пілотныя выпрабаванні ў невялікіх партыях базавых станцый.
Антэнныя адбівальнікі патрабуюць высокай калянасці і стабільнасці памераў. Кампазітны адбівальнік з базальтавага валакна/поліурэтану, распрацаваны ў рамках партнёрства паміж кампаніяй з Хуайіна, правінцыя Сычуань, і кампаніяй Huawei, мае каэфіцыент лінейнага пашырэння, які складае ўсяго адну траціну ад каэфіцыента алюмініевага сплаву. Ён устойлівы да дэфармацыі пры ваганнях тэмпературы на вуліцы і мае зніжэнне вагі на 40%.

Элементы трываласці валаконна-аптычнага кабеля

Элемент трываласці аптычнага кабеля павінен вытрымліваць расцяжныя сілы як падчас усталёўкі, так і падчас эксплуатацыі. Традыцыйныя матэрыялы ўключаюць сталёвы дрот, які цяжкі і схільны да карозіі, і арамідны дрот, які дарагі. Базальтавы валакноармаваны пластык Ідэальнай альтэрнатывай сталі трывалыя элементы (BFRP). У 2025 годзе кампанія FiberHome Telecommunication Technologies Co., Ltd. атрымала патэнт (CN1195123A) на «армавальны стрыжань базальтавага валаконна-аптычнага кабеля і спосаб яго вырабу». Выкарыстоўваючы працэс пултрузіі, стрыжань дасягае трываласці на расцяжэнне 1200 МПа і шчыльнасці, якая складае ўсяго чвэрць ад шчыльнасці сталёвага дроту; акрамя таго, яго каэфіцыент цеплавога пашырэння адпавядае каэфіцыенту цеплавога пашырэння абалонкі аптычнага кабеля, што прадухіляе страты ад мікравыгібаў, выкліканыя ваганнямі тэмпературы. Гэты прадукт быў выкарыстаны ў праекце трансакіянскага аптычнага кабеля, дзе замена сталёвага дроту знізіла агульную вагу кабеля на 35% і павялічыла эфектыўнасць мантажу на 20%.
Кампанія Yangtze Optical Fibre and Cable (YOFC) таксама прасоўвае распрацоўку аптычных кабеляў, узмоцненых базальтавым валакном. Эксперыментальныя дадзеныя, апублікаваныя ў пачатку 2026 года, паказваюць, што паветраныя аптычныя кабелі з арматурнымі стрыжнямі BFRP прадэманстравалі дадатковае згасанне менш за 0,05 дБ/км падчас цеплавых цыклічных выпрабаванняў у дыяпазоне ад -40°C да 70°C, што пераўзыходзіць рашэнні на аснове араміду.

Электронная ўпакоўка і паражніны фільтраў

Фільтры і паражніны 5G патрабуюць матэрыялаў з высокай электраправоднасцю і нізкімі стратамі сігналу. Хоць традыцыйна выкарыстоўваюцца металы, яны патрабуюць высокіх патрабаванняў да дакладнасці апрацоўкі, высокіх выдаткаў і значнай вагі. Металізаваныя базальтавыя валакністыя кампазіты прапануюць жыццяздольную альтэрнатыву металічным паражнінам. У 2025 годзе кампанія Wuhan Fingu Electronic Technology Co., Ltd. падала патэнт на «кампазітны матэрыял для электрамагнітнага экранавання на аснове базальтавага валакна і яго прымяненне ў фільтрах»; працэс прадугледжвае фарміраванне праводнага пласта на паверхні базальтавай валакністай тканіны шляхам хімічнага меднення, а затым фармаванне пад ціскам у паражніну фільтра. Выпрабаванні паказваюць, што Q-каэфіцыент паражніны ў дыяпазоне частот 2,6 ГГц параўнальны з Q алюмініевых паражнін, у той час як вага зніжаецца на 50%, а кошт прыблізна на 30%.
Акрамя таго, унутраныя апорныя канструкцыі антэн патрабуюць высокай дыэлектрычнай трываласці. Існуюць патэнты на кампазіты, якія спалучаюць базальтавае валакно з політэтрафторэтыленам (ПТФЭ) для стварэння распорных элементаў з нізкімі дыэлектрычнымі стратамі, якія выкарыстоўваюцца для ізаляцыі і падтрымкі паміж антэннымі платамі.

Інтэграцыя магчымасцей паглынання і перадачы хваль

Сучаснае абсталяванне сувязі патрабуе кампанентаў, якія адначасова прапускаюць хвалі, каб дазволіць праходжанне сігналу (напрыклад, абцякальнікі), і паглынаюць хвалі, каб падаўляць непажаданыя сігналы або перашкоды (напрыклад, у паражнінах). Дзякуючы мадыфікацыі паверхні, базальтавыя валокны можна распрацаваць так, каб яны выконвалі абедзве функцыі адначасова. Даследаванне, апублікаванае ў 2025 годзе Шэньчжэньскім інстытутам перадавых тэхналогій (SIAT) Кітайскай акадэміі навук, прадэманстравала рост нікель-кобальтавых нанамасіваў на паверхні базальтавых валокнаў. Гэтая мадыфікацыя надала валокнам сярэднюю прадукцыйнасць паглынання мікрахвалевага выпраменьвання 15 дБ у дыяпазоне частот 8–18 ГГц, захоўваючы пры гэтым іх механічную трываласць і нізкія дыэлектрычныя ўласцівасці. Гэтыя функцыяналізаваныя валокны можна вырабляць у выглядзе мікрахвалевых паглынальных пластыраў для нанясення на ўнутраныя сценкі паражнін базавых станцый, эфектыўна падаўляючы гарманічныя перашкоды.
Што тычыцца інтэграваных хвалепранікальных і хвалепаглынальных структур, запатэнтаваная канструкцыя выкарыстоўвае шматслаёвую градыентную канфігурацыю: вонкавы пласт з немадыфікаванага базальтавага валакна/смалі (хвалепранікальнай) і ўнутраны пласт з мадыфікаванага хвалепаглынальнага валакна/смалі, сфарміраваны шляхам інтэгральнага фармавання пад ціскам. Гэтая структура адначасова абараняе антэну ад пагаршэння ўздзеяння навакольнага асяроддзя і паглынае рэшткі перашкод у рэзанатары.

Практычныя выпадкі прымянення
1. Абцякальнікі базавых станцый ZTE 5G: У пачатку 2026 года ZTE абвясціла аб выпрабавальным выкарыстанні абцякальнікаў з базальтавага валакна ў сетцы 5G. Вынікі выпрабаванняў паказалі, што ў параўнанні са звычайнымі абцякальнікамі са шкловалакна (FRP) далёкасць пакрыцця сігналу павялічылася прыблізна на 8%; акрамя таго, пасля шасці месяцаў знаходжання на адкрытым паветры паверхня матэрыялу не пашкодзілася або не адбылося пагаршэнне дыэлектрычных уласцівасцей.
2. Hengtong Optic-Electric «Базальтавы валаконна-аптычны кабель»: у канцы 2025 года кампанія Hengtong Optic-Electric выпусціла аптычны кабель ADSS (цалкам дыэлектрычны саманясучы) з базальтавым валаконна-армуючым стрыжнем, прызначаны для паветраных ліній электраперадачы. У параўнанні з традыцыйнымі кабелямі, армаванымі арамідным валакном, гэты прадукт прапануе зніжэнне кошту прыкладна на 15% і павелічэнне трываласці на разрыў на 10%; ён ужо выйграў тэндары на праекты электрасеткавай сувязі ў некалькіх правінцыях.
3. Паражніны фільтраў DaFu Technology: У 2025 годзе кампанія DaFu Technology выпусціла невялікую партыю паражнін фільтраў з базальтавага валакна для выкарыстання ў базавых станцыях 5G пэўнага вытворцы абсталявання. Водгукі кліентаў паказалі зніжэнне агульнай вагі прылады на 1,2 кг і лепшыя, чым чакалася, паказчыкі цеплааддачы (дасягнутыя дзякуючы паляпшэнню цеплаправоднасці валакна шляхам дадання напаўняльнікаў).
Тры перашкоды на шляху да шырокага ўкаранення
1. Стабільнасць дыэлектрычных уласцівасцей. Варыяцыі базальтавай сыравіны ад партыі да партыі прыводзяць да ваганняў дыэлектрычнай пастаяннай валакна (прыблізна ±0,2). Для радыёчастотных кампанентаў са строгімі спецыфікацыямі гэта патрабуе дадатковага адбору сыравіны і кантролю на лінейцы, што павялічвае выдаткі. 2. Выдаткі на працэс металізацыі паверхні. Хімічнае медненне або нікеляванне паверхняў валокнаў, якія выкарыстоўваюцца для электрамагнітнага экраніравання паражнін, спараджае высокія выдаткі на апрацоўку, а доўгатэрміновая адгезія паміж пакрыццём і смалой патрабуе дадатковай праверкі.
3. Працяглыя цыклы сертыфікацыі ў галіне. Тэлекамунікацыйнае абсталяванне павінна праходзіць выпрабаванні доступу да сеткі, якія праводзяцца аператарамі; любая змена матэрыялаў патрабуе паўторнай сертыфікацыі. Гэты працэс можа заняць ад 6 да 12 месяцаў, што перашкаджае хуткаму ўкараненню новых тэхналогій.

У сектары тэлекамунікацыйнага абсталявання базальтавае валакно перамяшчаецца з перыферыі ў ядро. Ад абалонак радыятараў да элементаў умацавання аптычных кабеляў, ад рэзанансаў фільтраў да хвалепаглынальных пластыкаў, яно заняло значнае месца ў высокачастотнай камунікацыйнай інфраструктуры дзякуючы сваім камбінаваным перавагам: нізкім дыэлектрычным уласцівасцям, лёгкай валокне і ўстойлівасці да надвор'я.
Застаюцца тры асноўныя перашкоды: дыэлектрычная стабільнасць, кошт металізацыі і цыклы сертыфікацыі. Аднак з глыбокім разгортваннем 5G і пачаткам папярэдніх даследаванняў 6G, попыт тэлекамунікацыйнай галіны на новыя матэрыялы стаў больш актуальным, чым калі-небудзь. Базальтавае валакно мае патэнцыял стаць ключавым матэрыялам для забеспячэння больш хуткай і стабільнай перадачы сігналу.
Перспектывы на будучыню
Па-першае, стандартызацыя базальтавага валакна з нізкай дыэлектрычнасцю. Па меры развіцця тэхналогій 5G і 6G расце попыт на валокны з дыэлектрычнай пастаяннай ніжэй за 4,0 і тангенсам кута страт ніжэй за 0,005; вырашэнне праблем з узгодненасцю паміж партыямі адкрые шлях да маштабнага прымянення.
Па-другое, замена існуючых аптычных кабеляў. Штогадовы попыт маёй краіны на аптычныя кабелі вымяраецца сотнямі мільёнаў валаконна-кіламетраў; аптычныя кабелі з базальтавага валакна (BFRP) маюць відавочныя перавагі ў кошце, вазе і каразійнай устойлівасці, што прадстаўляе велізарны патэнцыял для замяшчэння рынку.
Па-трэцяе, інтэграваныя хвалепрапускальныя і хвалепаглынальныя структурныя кампаненты. Інтэграцыя абалонкі і ўнутранага хвалепаглынальнага пласта ў адну адлітую дэталь можа скараціць колькасць этапаў зборкі і знізіць выдаткі, што робіць яе ідэальнай для масавай вытворчасці.