La fibra di basalto inaugura una nuova era delle comunicazioni ad alta frequenza.

Man mano che le stazioni base 5G diventano più dense, le antenne dei telefoni cellulari più numerose e le reti di cavi in ​​fibra ottica più estese, i requisiti dei materiali per le apparecchiature di comunicazione si spostano da semplicemente "adeguati" a "estremi": bassa perdita dielettrica, elevata schermatura elettromagnetica, leggerezza Costruzionee resistenza all'invecchiamento.
Grazie a proprietà quali una bassa costante dielettrica, isolamento naturale e forte resistenza agli agenti atmosferici, Basalto La fibra ottica sta trovando impiego in componenti fondamentali come le antenne delle stazioni base, gli elementi di rinforzo dei cavi in ​​fibra ottica e i radome. Anziché sostituire i materiali esistenti, offre un equilibrio superiore tra prestazioni ed economicità per applicazioni ad alta frequenza e alta velocità.

Antenne e componenti RF delle stazioni base

I radome delle antenne e le staffe di montaggio richiedono materiali con una bassa costante dielettrica e una bassa tangente di perdita per minimizzare l'attenuazione del segnale. Mentre la fibra di vetro tradizionale ha una costante dielettrica di circa 4,8, la fibra di basalto con composizione ottimizzata può ridurla a 4,0-4,2, con una riduzione di circa il 20% della tangente di perdita. Nel 2025, Comba Telecom (Guangzhou) Ltd. ha depositato un brevetto per un "radome composito rinforzato con fibra di basalto a bassa costante dielettrica". Utilizzando specifici schemi di stratificazione delle fibre e riempitivi a microsfere cave, la costante dielettrica è stata ridotta a 3,8, mentre la resistenza agli urti ha superato quella della fibra di vetro tradizionale; il materiale è già stato sottoposto a test pilota in installazioni di stazioni base in piccoli lotti.
I riflettori per antenne richiedono elevata rigidità e stabilità dimensionale. Un riflettore composito in fibra di basalto/poliuretano, sviluppato grazie alla collaborazione tra un'azienda di Huaying, nella provincia del Sichuan, e Huawei, vanta un coefficiente di dilatazione lineare pari a un terzo di quello della lega di alluminio. Resiste alle deformazioni dovute alle fluttuazioni di temperatura esterna e offre una riduzione di peso del 40%.

Elementi di rinforzo per cavi in ​​fibra ottica

L'elemento strutturale di un cavo ottico deve resistere alle forze di trazione sia durante l'installazione che durante il funzionamento. I materiali tradizionali includono il filo d'acciaio, che è pesante e soggetto a corrosione, e l'aramide, che è costosa. Plastica rinforzata con fibre di basalto I componenti di rinforzo in BFRP (basalto rinforzato con fibre) si sono affermati come un'alternativa ideale. Nel 2025, FiberHome Telecommunication Technologies Co., Ltd. ha ottenuto un brevetto (CN1195123A) per un "nucleo di rinforzo in basalto per cavi in ​​fibra ottica e relativo metodo di produzione". Utilizzando un processo di pultrusione, il nucleo raggiunge una resistenza alla trazione di 1200 MPa e una densità pari a solo un quarto di quella del filo d'acciaio; inoltre, il suo coefficiente di dilatazione termica corrisponde a quello della guaina del cavo ottico, prevenendo perdite dovute a microflessioni causate dalle fluttuazioni di temperatura. Questo prodotto è stato impiegato in un progetto di cavo ottico transoceanico, dove la sostituzione del filo d'acciaio ha ridotto il peso totale del cavo del 35% e aumentato l'efficienza di installazione del 20%.
Yangtze Optical Fibre and Cable (YOFC) sta inoltre portando avanti lo sviluppo di cavi ottici rinforzati con fibre di basalto. I dati sperimentali pubblicati all'inizio del 2026 indicano che i cavi ottici aerei con anime di rinforzo in BFRP hanno mostrato un'attenuazione aggiuntiva inferiore a 0,05 dB/km durante i test di cicli termici da -40 °C a 70 °C, superando le soluzioni a base di aramide.

Confezionamento elettronico e cavità filtranti

I filtri e le cavità 5G richiedono materiali con elevata conduttività elettrica e bassa perdita di segnale. Sebbene i metalli siano tradizionalmente utilizzati, comportano elevati requisiti di precisione di lavorazione, costi elevati e un peso considerevole. I compositi in fibra di basalto metallizzata offrono una valida alternativa alle cavità metalliche. Nel 2025, la Wuhan Fingu Electronic Technology Co., Ltd. ha depositato un brevetto per un "materiale composito di schermatura elettromagnetica a base di fibra di basalto e la sua applicazione nei filtri"; il processo prevede la formazione di uno strato conduttivo sulla superficie del tessuto in fibra di basalto tramite placcatura chimica in rame, seguita dallo stampaggio a compressione per formare una cavità del filtro. I test dimostrano che il fattore Q della cavità nella banda di frequenza a 2,6 GHz è paragonabile a quello delle cavità in alluminio, mentre il peso è ridotto del 50% e i costi di circa il 30%.
Inoltre, le strutture di supporto interne delle antenne richiedono un'elevata rigidità dielettrica. Esistono brevetti per materiali compositi che combinano fibra di basalto con politetrafluoroetilene (PTFE) per creare distanziatori a bassa perdita dielettrica utilizzati per l'isolamento e il supporto tra le schede dell'antenna.

Integrazione delle capacità di assorbimento e trasmissione delle onde

Le moderne apparecchiature di comunicazione richiedono componenti che siano sia trasmettitori di onde per consentire il passaggio del segnale (come i radome) sia in grado di assorbire le onde per sopprimere segnali indesiderati o interferenze (come all'interno di cavità). Attraverso la modifica superficiale, le fibre di basalto possono essere progettate per svolgere entrambe le funzioni simultaneamente. Una ricerca pubblicata nel 2025 dallo Shenzhen Institute of Advanced Technology (SIAT), Accademia Cinese delle Scienze, ha dimostrato la crescita di nano-array di nichel-cobalto sulla superficie delle fibre di basalto. Questa modifica ha conferito alle fibre una prestazione media di assorbimento delle microonde di 15 dB nella gamma di frequenza 8-18 GHz, preservandone al contempo la resistenza meccanica e le basse proprietà dielettriche. Queste fibre funzionalizzate possono essere trasformate in patch fonoassorbenti per microonde da applicare sulle pareti interne delle cavità delle stazioni base, sopprimendo efficacemente le interferenze armoniche.
Per quanto riguarda le strutture integrate trasparenti e fonoassorbenti, un progetto brevettato utilizza una configurazione a gradiente multistrato: uno strato esterno di fibra di basalto/resina non modificata (trasparente alle onde) e uno strato interno di fibra/resina modificata fonoassorbente, formato tramite stampaggio a compressione integrale. Questa struttura protegge simultaneamente l'antenna dal degrado ambientale e assorbe i detriti residui all'interno della cavità.

Casi di applicazione pratica
1. Radome per stazioni base 5G di ZTE: All'inizio del 2026, ZTE ha annunciato l'utilizzo sperimentale di radome in composito di fibra di basalto in una rete 5G. I risultati dei test hanno indicato che, rispetto ai radome convenzionali in fibra di vetro (FRP), la copertura del segnale è aumentata di circa l'8%; inoltre, il materiale non ha mostrato sfarinamento superficiale né degrado delle proprietà dielettriche dopo sei mesi di esposizione all'aperto.
2. Cavo ottico in fibra di basalto di Hengtong Optic-Electric: Alla fine del 2025, Hengtong Optic-Electric ha lanciato un cavo ottico ADSS (All-Dielectric Self-Supporting) con un'anima di rinforzo in fibra di basalto, progettato per le linee elettriche aeree. Rispetto ai cavi convenzionali rinforzati in aramide, questo prodotto offre una riduzione dei costi di circa il 15% e un aumento del 10% della resistenza alla trazione; si è già aggiudicato appalti per progetti di comunicazione della rete elettrica in diverse province.
3. Cavità filtranti DaFu Technology: Nel 2025, DaFu Technology ha prodotto un piccolo lotto di cavità filtranti composite in fibra di basalto per l'utilizzo nelle stazioni base 5G di uno specifico produttore di apparecchiature. Il feedback del cliente ha indicato una riduzione di 1,2 kg nel peso totale dell'unità e prestazioni di dissipazione del calore migliori del previsto (ottenute migliorando la conduttività termica della fibra tramite l'aggiunta di materiali di riempimento).
Tre ostacoli alla diffusione su larga scala
1. Stabilità delle proprietà dielettriche. Le variazioni da lotto a lotto delle materie prime di basalto comportano fluttuazioni nella costante dielettrica della fibra (circa ±0,2). Per i componenti RF con specifiche rigorose, ciò richiede un ulteriore controllo delle materie prime e un'ispezione in linea, con conseguente aumento dei costi. 2. Costi del processo di metallizzazione superficiale. La placcatura chimica di rame o nichel sulle superfici delle fibre, utilizzata per le cavità di schermatura elettromagnetica, comporta elevati costi di lavorazione e l'adesione a lungo termine tra il rivestimento e la resina richiede un'ulteriore validazione.
3. Lunghi cicli di certificazione del settore. Le apparecchiature di telecomunicazione devono superare i test di accesso alla rete condotti dagli operatori; qualsiasi modifica ai materiali richiede una nuova certificazione. Questo processo può richiedere dai 6 ai 12 mesi, ostacolando la rapida adozione di nuove tecnologie.

Nel settore delle apparecchiature per le telecomunicazioni, la fibra di basalto sta passando dalla periferia al centro. Dai radome agli elementi di rinforzo dei cavi in ​​fibra ottica, dalle cavità dei filtri ai patch fonoassorbenti, si è assicurata una posizione di rilievo nelle infrastrutture di comunicazione ad alta frequenza grazie ai suoi vantaggi combinati di basse proprietà dielettriche, leggerezza e resistenza agli agenti atmosferici.
Rimangono tre ostacoli principali: la stabilità dielettrica, i costi di metallizzazione e i cicli di certificazione. Tuttavia, con la diffusione capillare del 5G e l'avvio della ricerca preliminare per il 6G, la domanda di nuovi materiali da parte del settore delle telecomunicazioni è più urgente che mai. La fibra di basalto ha il potenziale per diventare un materiale chiave in grado di consentire una trasmissione del segnale più veloce e stabile.
Prospettive future
Innanzitutto, la standardizzazione delle fibre di basalto a bassa costante dielettrica. Con l'evoluzione delle tecnologie 5G e 6G, aumenta la domanda di fibre con una costante dielettrica inferiore a 4,0 e una tangente di perdita inferiore a 0,005; la risoluzione dei problemi di uniformità tra i lotti aprirà la strada a un'applicazione su larga scala.
In secondo luogo, la sostituzione degli elementi di rinforzo esistenti per i cavi in ​​fibra ottica. La domanda annuale del mio Paese per i cavi in ​​fibra ottica si aggira sulle centinaia di milioni di chilometri di fibra; gli elementi di rinforzo in BFRP (polimero rinforzato con fibra di basalto) offrono chiari vantaggi in termini di costi, peso e resistenza alla corrosione, presentando un enorme potenziale di sostituzione sul mercato.
In terzo luogo, componenti strutturali integrati per la trasmissione e l'assorbimento delle onde. L'integrazione del radome e dello strato interno di assorbimento delle onde in un unico componente stampato può ridurre le fasi di assemblaggio e i costi, rendendolo ideale per la produzione di massa.