A bazaltszál a nagyfrekvenciás kommunikáció új korszakát nyitja meg

Ahogy az 5G bázisállomások egyre sűrűbbé, a mobiltelefon-antennák száma egyre nő, és az optikai kábelhálózatok kiterjedtebbek lesznek, a kommunikációs berendezések anyagkövetelményei a pusztán „megfelelő” szintről az „extrém” szintre tolódnak: alacsony dielektromos veszteség, magas elektromágneses árnyékolás, könnyű súly. Építés, és az öregedésállóság.
Az olyan tulajdonságoknak köszönhetően, mint az alacsony dielektromos állandó, a természetes szigetelés és a kiváló időjárásállóság, Bazalt A száloptika egyre inkább megtalálja a helyét az olyan alapvető alkatrészekben, mint a bázisállomás-antennák, az optikai kábelek erősítő elemei és a radomok. Ahelyett, hogy kiszorítaná a meglévő anyagokat, kiváló egyensúlyt kínál a teljesítmény és a költséghatékonyság között a nagyfrekvenciás, nagy sebességű alkalmazásokban.

Bázisállomás-antennák és RF-komponensek

Az antenna radomokhoz és a rögzítőkonzolokhoz alacsony dielektromos állandójú és alacsony veszteségi tangensű anyagokra van szükség a jelcsillapítás minimalizálása érdekében. Míg a hagyományos üvegszál dielektromos állandója körülbelül 4,8, az összetételre optimalizált bazaltszál ezt 4,0–4,2-re csökkentheti, a veszteségi tangens nagyjából 20%-os csökkenésével. 2025-ben a Comba Telecom (Guangzhou) Ltd. szabadalmat nyújtott be egy „alacsony dielektromos értékű bazaltszállal erősített kompozit radomra”. Speciális szálelrendezési minták és üreges mikrogömb töltőanyagok alkalmazásával a dielektromos állandót 3,8-ra csökkentették, míg az ütésállóság meghaladta a hagyományos üvegszálét; az anyag már átesett kis tételű bázisállomás-telepítések során végzett kísérleti tesztelésen.
Az antennareflektorok nagy merevséget és méretstabilitást igényelnek. Egy szecsuáni Huayingban található vállalat és a Huawei partnerségében kifejlesztett bazaltszál/poliuretán kompozit reflektor lineáris hőtágulási együtthatója mindössze egyharmada az alumíniumötvözetének. Ellenáll a deformációnak a kültéri hőmérséklet-ingadozások közepette, és 40%-os súlycsökkenést kínál.

Optikai kábel szilárdsági tagjai

Az optikai kábel szilárdságú elemének ellen kell állnia a szakítóerőknek mind a telepítés, mind az üzemeltetés során. A hagyományos anyagok közé tartozik az acélhuzal – amely nehéz és korrózióra hajlamos – és az aramid, amely drága. Bazaltszállal erősített műanyag A (BFRP) szilárdságú elemek ideális alternatívának bizonyultak. 2025-ben a FiberHome Telecommunication Technologies Co., Ltd. szabadalmat (CN1195123A) szerzett egy „bazaltszálas optikai kábelerősítő magra és annak gyártási módszerére”. A pultrudíciós eljárás alkalmazásával a mag 1200 MPa szakítószilárdságot és az acélhuzal sűrűségének mindössze negyedét éri el; továbbá hőtágulási együtthatója megegyezik az optikai kábel burkolatának hőtágulási együtthatójával, megakadályozva a hőmérséklet-ingadozások okozta mikrohajlítási veszteségeket. Ezt a terméket egy tengerentúli optikai kábelprojektben vetették be, ahol az acélhuzal cseréje 35%-kal csökkentette a kábel teljes súlyát, és 20%-kal növelte a telepítési hatékonyságot.
A Jangce Optikai Száloptikai és Kábelipari Vállalat (YOFC) a bazaltszálerősítésű optikai kábelek fejlesztését is előmozdítja. A 2026 elején közzétett kísérleti adatok azt mutatják, hogy a BFRP erősítőmagokat használó légkábelek a -40°C és 70°C közötti hőmérsékleti ciklusos vizsgálatok során 0,05 dB/km-nél kisebb további csillapítást mutattak, felülmúlva az aramid alapú megoldásokat.

Elektronikus csomagolás és szűrőüregek

Az 5G szűrők és üregek nagy elektromos vezetőképességű és alacsony jelveszteségű anyagokat igényelnek. Bár hagyományosan fémeket használnak, ezek magas feldolgozási pontossági követelményeket, magas költségeket és jelentős súlyt igényelnek. A fémezett bazaltszálas kompozitok életképes alternatívát kínálnak a fémüregekkel szemben. 2025-ben a Wuhan Fingu Electronic Technology Co., Ltd. szabadalmat nyújtott be a "bazaltszál alapú elektromágneses árnyékoló kompozit anyag és szűrőkben való alkalmazása" tárgyában; az eljárás során egy vezető réteget alakítanak ki a bazaltszálas szövet felületén galvanizálás nélküli rézbevonattal, majd ezt követően szűrőüreggé formázzák. A tesztek azt mutatják, hogy az üreg Q-tényezője a 2,6 GHz-es frekvenciasávban összehasonlítható az alumínium üregek Q-tényezőjével, miközben a súly 50%-kal, a költségek pedig körülbelül 30%-kal csökkennek.
Ezenkívül a belső antennatartó szerkezeteknek nagy átütési szilárdságra van szükségük. Szabadalmak léteznek olyan kompozitokra, amelyek bazaltszálat és politetrafluoretilént (PTFE) kombinálnak, így alacsony átütési veszteségű távtartókat hoznak létre, amelyeket az antennalapok közötti szigetelésre és megtámasztásra használnak.

Hullámelnyelő és hullámátviteli képességek integrációja

A modern kommunikációs berendezések olyan alkatrészeket igényelnek, amelyek egyszerre képesek hullámokat továbbítani a jelek áthaladásának lehetővé tétele érdekében (például radomok), és hullámokat elnyelni a nem kívánt jelek vagy zavarok elnyomása érdekében (például üregekben). Felületmódosítással a bazaltszálak úgy tervezhetők, hogy mindkét funkciót egyszerre látják el. A Kínai Tudományos Akadémia Sencsen Fejlett Technológiai Intézete (SIAT) által 2025-ben publikált kutatás kimutatta a nikkel-kobalt nano-tömbök növekedését a bazaltszálak felületén. Ez a módosítás a szálakat átlagosan 15 dB mikrohullámú elnyelési teljesítménnyel ruházta fel a 8–18 GHz-es frekvenciatartományban, miközben megőrizte mechanikai szilárdságukat és alacsony dielektromos tulajdonságaikat. Ezekből a funkcionalizált szálakból mikrohullám-elnyelő tapaszok készíthetők, amelyeket a bázisállomások üregeinek belső falára lehet felhelyezni, hatékonyan elnyomva a harmonikus interferenciát.
Az integrált hullámáteresztő és hullámelnyelő szerkezetek tekintetében egy szabadalmaztatott kialakítás többrétegű gradiens konfigurációt alkalmaz: egy módosítatlan bazaltrost/gyanta (hullámáteresztő) külső réteg és egy módosított hullámelnyelő rost/gyanta belső réteg, amelyet integrált kompressziós öntéssel alakítanak ki. Ez a szerkezet egyszerre védi az antennát a környezeti károsodástól és elnyeli a maradék zavart az üregben.

Gyakorlati alkalmazási esetek
1. ZTE 5G bázisállomás radomok: 2026 elején a ZTE bejelentette a bazaltszálas kompozit radomok kísérleti használatát egy 5G hálózat kiépítésében. A teszteredmények azt mutatták, hogy a hagyományos üvegszálas (FRP) radomokhoz képest a jel lefedettségi tartománya körülbelül 8%-kal nőtt; továbbá az anyag nem mutatott felületi krétásodást vagy dielektromos tulajdonságok romlását hat hónapos kültéri expozíció után sem.
2. Hengtong Optic-Electric „Bazaltszálas optikai kábel”: 2025 végén a Hengtong Optic-Electric piacra dobott egy ADSS (teljesen dielektromos, önhordó) optikai kábelt, amely bazaltszálas erősítő maggal rendelkezik, és légvezetékekhez készült. A hagyományos aramiderősítésű kábelekhez képest ez a termék körülbelül 15%-os költségcsökkentést és 10%-os szakítószilárdság-növekedést kínál; már több tartományban is elnyert pályázatokat villamosenergia-hálózati kommunikációs projektekre.
3. DaFu Technology szűrőüregek: 2025-ben a DaFu Technology egy kis tételben gyártott bazalt szálas kompozit szűrőüregeket egy adott berendezésgyártó 5G bázisállomásaiban való használatra. A vásárlói visszajelzések az egység össztömegének 1,2 kg-os csökkenését és a vártnál jobb hőelvezetési teljesítményt mutattak (amit a szál hővezető képességének töltőanyagok hozzáadásával történő növelésével értek el).
Három akadály a széles körű elfogadás felé
1. A dielektromos tulajdonságok stabilitása. A bazalt alapanyagok tételenkénti változásai a szálak dielektromos állandójának ingadozásához vezetnek (körülbelül ±0,2). A szigorú specifikációjú RF alkatrészek esetében ez további nyersanyag-szűrést és gyártósori ellenőrzést tesz szükségessé, ami növeli a költségeket. 2. Felületi fémezési folyamat költségei. A szálak felületén lévő galvanikus réz- vagy nikkelbevonat – amelyet elektromágneses árnyékoló üregekhez használnak – magas feldolgozási költségekkel jár, és a bevonat és a gyanta közötti hosszú távú tapadás további validálást igényel.
3. Hosszú iparági tanúsítási ciklusok. A telekommunikációs berendezéseknek át kell esniük az üzemeltetők által végzett hálózati hozzáférési teszteken; az anyagok bármilyen változása újbóli tanúsítást tesz szükségessé. Ez a folyamat 6-12 hónapig is eltarthat, ami akadályozza az új technológiák gyors elterjedését.

A telekommunikációs berendezések szektorában a bazaltszál a perifériáról a magra tolódik. A radomoktól az optikai kábelek erősítő elemeiig, a szűrőüregektől a hullámelnyelő foltokig jelentős pozíciót szerzett a nagyfrekvenciás kommunikációs infrastruktúrában az alacsony dielektromos tulajdonságok, a könnyű súly és az időjárásállóság együttes előnyeinek köszönhetően.
Három fő akadály továbbra is fennáll: a dielektromos stabilitás, a fémezési költségek és a tanúsítási ciklusok. Az 5G széleskörű bevezetésével és a 6G előkutatásának megkezdésével azonban a telekommunikációs iparág új anyagok iránti igénye minden eddiginél sürgetőbb. A bazaltszál kulcsfontosságú anyagválasztássá válhat a gyorsabb és stabilabb jelátvitel lehetővé tételében.
Jövőbeli kilátások
Először is, az alacsony dielektromos értékű bazaltszálak szabványosítása. Az 5G és 6G technológiák fejlődésével egyre nagyobb az igény a 4,0 alatti dielektromos állandójú és 0,005 alatti veszteségi tangensű szálakra; a tételenkénti konzisztencia problémáinak megoldása utat nyit a nagyszabású alkalmazások előtt.
Másodszor, a meglévő optikai kábelek erősítő elemeinek cseréje. Hazám éves optikai kábeligénye több százmillió szálkilométer; a BFRP (bazaltszállal erősített polimer) erősítő elemek egyértelmű előnyöket kínálnak a költség, a súly és a korrózióállóság tekintetében, ami hatalmas piaci helyettesítési potenciált jelent.
Harmadszor, integrált hullámáteresztő és hullámelnyelő szerkezeti elemek. A radommal és a belső hullámelnyelő réteggel egyetlen fröccsöntött alkatrészbe integrálva csökkenthető az összeszerelési lépések száma és a költségek, így ideális tömeggyártáshoz.