Basaltkiud juhatab sisse uue ajastu kõrgsagedusliku side valdkonnas

Kuna 5G tugijaamad muutuvad tihedamaks, mobiiltelefonide antennide arv suureneb ja fiiberoptiliste kaablivõrkude ulatus suureneb, nihkuvad sidevahendite materjalinõuded pelgalt „piisavast” „äärmuslikuks”: väike dielektriline kadu, kõrge elektromagnetiline varjestus, kerge kaal. Ehitusja vananemiskindlus.
Tänu sellistele omadustele nagu madal dielektriline konstant, loomulik isolatsioon ja tugev ilmastikukindlus, Basalt Kiudoptika on leidmas oma kohta põhikomponentides nagu tugijaamade antennid, optilise kaabli tugevuselemendid ja radoomid. Olemasolevate materjalide asendamise asemel pakub see kõrgsageduslike ja kiirete rakenduste jaoks suurepärast tasakaalu jõudluse ja kulutõhususe vahel.

Baasjaama antennid ja raadiosageduskomponendid

Antenni radoomid ja kinnitusklambrid vajavad signaali sumbumise minimeerimiseks madala dielektrilise konstandi ja väikese kaodangensiga materjale. Kui traditsioonilise klaaskiu dielektriline konstant on ligikaudu 4,8, siis koostise poolest optimeeritud basaltkiud võib seda vähendada 4,0–4,2-ni, kusjuures kadudangens väheneb ligikaudu 20%. 2025. aastal esitas Comba Telecom (Guangzhou) Ltd. patendi "madala dielektrilise konstandiga basaltkiuga tugevdatud komposiitradoomi" kohta. Spetsiifiliste kiudude paigutusmustrite ja õõnsate mikrosfääride täiteainete abil vähendati dielektrilist konstanti 3,8-ni, samas kui löögikindlus ületas traditsioonilise klaaskiu oma; materjali on juba katsetatud väikeste partiide baasjaamade juurutamisel.
Antenni reflektorid vajavad suurt jäikust ja mõõtmete stabiilsust. Basaltkiust/polüuretaanist komposiitreflektor, mis on välja töötatud Huayingi (Sichuan) ettevõtte ja Huawei partnerluse tulemusena, uhkeldab lineaarse paisumise koefitsiendiga, mis on vaid kolmandik alumiiniumisulamist. See on vastupidav deformatsioonile välistemperatuuri kõikumiste korral ja pakub 40% väiksemat kaalu.

Kiudoptilise kaabli tugevusliikmed

Optilise kaabli tugevduselement peab vastu pidama tõmbejõududele nii paigaldamise kui ka kasutamise ajal. Traditsiooniliste materjalide hulka kuuluvad terastraat – mis on raske ja korrosioonile altid – ja aramiid, mis on kallis. Basaltkiuga tugevdatud plastik (BFRP) tugevduselemendid on kujunenud ideaalseks alternatiiviks. 2025. aastal sai FiberHome Telecommunication Technologies Co., Ltd. patendi (CN1195123A) "basaltkiudoptilise kaabli tugevdussüdamikule ja selle valmistamismeetodile". Pultrusiooniprotsessi abil saavutab südamik tõmbetugevuse 1200 MPa ja tiheduse, mis on vaid veerand terastraadi tihedusest; lisaks sellele vastab selle soojuspaisumistegur optilise kaabli kesta omale, hoides ära temperatuurikõikumistest tingitud mikropainutuskadusid. Seda toodet on kasutatud transookeanilises optilise kaabli projektis, kus terastraadi asendamine vähendas kaabli kogukaalu 35% ja suurendas paigaldustõhusust 20%.
Jangtse optiline kiud ja kaabel (YOFC) edendab ka basaltkiuga tugevdatud optiliste kaablite arendamist. 2026. aasta alguses avaldatud eksperimentaalsed andmed näitavad, et BFRP-tugevdussüdamikke kasutavad õhust optilised kaablid näitasid temperatuurivahemikus -40 °C kuni 70 °C termotsükliliste testide ajal täiendavat sumbumist alla 0,05 dB/km, edestades aramiidil põhinevaid lahendusi.

Elektroonikapakendid ja filtriõõnsused

5G filtrid ja õõnsused vajavad materjale, millel on kõrge elektrijuhtivus ja väike signaalikadu. Kuigi traditsiooniliselt kasutatakse metalle, on nendega seotud kõrged töötlemise täpsusnõuded, suured kulud ja märkimisväärne kaal. Metalliseeritud basaltkiudkomposiidid pakuvad metallõõnsustele elujõulist alternatiivi. 2025. aastal esitas Wuhan Fingu Electronic Technology Co., Ltd. patendi "basaltkiudpõhisele elektromagnetilisele varjestuskomposiitmaterjalile ja selle kasutamisele filtrites"; protsess hõlmab juhtiva kihi moodustamist basaltkiudkanga pinnale elektrolüüsivaba vasega katmise teel, millele järgneb survevormimine filtriõõnsuseks. Testid näitavad, et õõnsuse Q-tegur 2,6 GHz sagedusalas on võrreldav alumiiniumõõnsuste omaga, samas kui kaal väheneb 50% ja kulud ligikaudu 30%.
Lisaks nõuavad sisemised antenni tugistruktuurid suurt dielektrilist tugevust. On olemas patendid komposiitidele, mis ühendavad basaltkiudu polütetrafluoroetüleeniga (PTFE), et luua väikese dielektrilise kaoga vahetükke, mida kasutatakse antenniplaatide vahelise isolatsiooni ja toe jaoks.

Laineid neelavate ja laineid edastavate võimete integreerimine

Kaasaegsed sideseadmed vajavad komponente, mis edastavad laineid signaali läbilaskmiseks (näiteks radoomid) ja neelavad laineid soovimatute signaalide või segaduse summutamiseks (näiteks õõnsustes). Pinna modifitseerimise abil saab basaltkiude konstrueerida nii, et need täidavad mõlemat funktsiooni samaaegselt. Hiina Teaduste Akadeemia Shenzheni Kõrgtehnoloogia Instituudi (SIAT) 2025. aastal avaldatud uuring näitas nikkel-koobalt nano-massiivide kasvu basaltkiudude pinnal. See modifikatsioon andis kiududele keskmise mikrolainete neeldumisvõime 15 dB sagedusalas 8–18 GHz, säilitades samal ajal nende mehaanilise tugevuse ja madala dielektrilise omaduse. Neid funktsionaliseeritud kiude saab valmistada mikrolaineid neelavateks plaastriteks, mis paigaldatakse tugijaamade õõnsuste siseseintele, summutades tõhusalt harmoonilisi interferentse.
Integreeritud laineid läbilaskvate ja neelavate struktuuride osas kasutab patenteeritud disain mitmekihilist gradientkonfiguratsiooni: modifitseerimata basaltkiust/vaigust (laineid läbipaistev) välimine kiht ja modifitseeritud laineid neelavast kiust/vaigust sisemine kiht, mis on moodustatud integreeritud survevormimise teel. See struktuur kaitseb antenni samaaegselt keskkonnakahjustuste eest ja neelab õõnsuses oleva jääkheli.

Praktilised rakendused
1. ZTE 5G tugijaama radoomid: 2026. aasta alguses teatas ZTE basaltkiust komposiitradoomide katselisest kasutamisest 5G võrgu juurutamisel. Testi tulemused näitasid, et võrreldes tavapäraste klaaskiust (FRP) radoomidega suurenes signaali leviala ligikaudu 8%; lisaks ei näidanud materjal pinna kriidistumist ega dielektriliste omaduste halvenemist pärast kuuekuulist välitingimustes viibimist.
2. Hengtong Optic-Electric "basaltkiudoptiline kaabel": 2025. aasta lõpus avaldas Hengtong Optic-Electric ADSS-i (täisdielektrilise isekandva) optilise kaabli, millel on basaltkiust tugevdav südamik ja mis on mõeldud õhuliinidele. Võrreldes tavapäraste aramiidiga tugevdatud kaablitega pakub see toode umbes 15% kulude vähenemist ja 10% suuremat tõmbetugevust; see on juba võitnud elektrivõrgu kommunikatsiooniprojektide pakkumisi mitmes provintsis.
3. DaFu Technology filtriõõnsused: 2025. aastal tootis DaFu Technology väikese partii basaltkiust komposiitfiltriõõnsusi kasutamiseks konkreetse seadmetootja 5G tugijaamades. Klientide tagasiside näitas seadme kogukaalu vähenemist 1,2 kg võrra ja oodatust paremat soojuse hajutamise jõudlust (saavutati kiudude soojusjuhtivuse suurendamisega täiteainete lisamise teel).
Kolm takistust laialdaseks lapsendamiseks
1. Dielektriliste omaduste stabiilsus. Basalti tooraine partiidevahelised erinevused põhjustavad kiudude dielektrilise konstandi kõikumisi (umbes ±0,2). Rangete spetsifikatsioonidega raadiosageduslike komponentide puhul nõuab see täiendavat tooraine sõelumist ja tootmisliini kontrolli, mis suurendab kulusid. 2. Pinna metalliseerimisprotsessi kulud. Elektromagnetilise varjestuse õõnsuste jaoks kasutatav kiudpindade elektrolüüsita vase- või niklikatmine toob kaasa suured töötlemiskulud ning katte ja vaigu vaheline pikaajaline nakkuvus vajab täiendavat valideerimist.
3. Pikad tööstusharu sertifitseerimistsüklid. Telekommunikatsiooniseadmed peavad läbima operaatorite läbiviidavad võrgule juurdepääsu testid; igasugune materjalide muutus nõuab uuesti sertifitseerimist. See protsess võib võtta aega 6–12 kuud, mis takistab uute tehnoloogiate kiiret kasutuselevõttu.

Telekommunikatsiooniseadmete sektoris nihkub basaltkiud perifeeriast südamikku. Radoomidest optiliste kaablite tugevuselementideni ja filtriõõnsustest laineid neelavate plaastriteni on see tänu oma madalate dielektriliste omaduste, kerge kaalu ja ilmastikukindluse kombineeritud eelistele kindlustanud olulise positsiooni kõrgsagedusliku side infrastruktuuris.
Kolm peamist takistust on endiselt lahendamata: dielektriline stabiilsus, metalliseerimiskulud ja sertifitseerimistsüklid. 5G laiaulatusliku kasutuselevõtu ja 6G eel-uuringute algatamisega on telekommunikatsioonitööstuse nõudlus uute materjalide järele aga pakilisem kui kunagi varem. Basaltkiul on potentsiaal saada peamiseks materjalivalikuks kiirema ja stabiilsema signaaliülekande võimaldamiseks.
Tulevikuväljavaated
Esiteks madala dielektrilise väärtusega basaltkiudude standardiseerimine. 5G ja 6G tehnoloogiate arenedes kasvab nõudlus kiudude järele, mille dielektriline konstant on alla 4,0 ja kadude tangens alla 0,005; partiidevahelise järjepidevuse probleemide lahendamine sillutab teed laiaulatuslikule rakendamisele.
Teiseks, olemasolevate optiliste kaablite tugevuselementide asendamine. Minu riigi aastane nõudlus optiliste kaablite järele ulatub sadadesse miljonitesse kiukilomeetritesse; BFRP (basaltkiuga tugevdatud polümeer) tugevuselemendid pakuvad selgeid eeliseid hinna, kaalu ja korrosioonikindluse osas, pakkudes tohutut potentsiaali turuasenduseks.
Kolmandaks, integreeritud laineid edastavad ja neelavad konstruktsioonikomponendid. Radoomi ja sisemise laineid neelava kihi integreerimine ühte vormitud ossa võib vähendada montaažietappe ja vähendada kulusid, muutes selle ideaalseks masstootmiseks.