Базальт талшығы жоғары жиілікті байланыстың жаңа дәуірін бастайды

5G базалық станциялары тығыздалған сайын, ұялы телефон антенналары көбейген сайын және талшықты-оптикалық кабель желілері кеңейген сайын, байланыс жабдықтарына қойылатын материалдық талаптар жай ғана «жеткіліктіден» «шектен тысқа» ауысуда: төмен диэлектрлік шығын, жоғары электромагниттік экрандау, жеңіл салмақ Құрылысжәне қартаюға төзімділік.
Төмен диэлектрлік тұрақты, табиғи оқшаулау және ауа райына төзімділік сияқты қасиеттердің арқасында, Базальт Талшық базалық станция антенналары, оптикалық кабельдің беріктік элементтері және радомдар сияқты негізгі компоненттерде өз орнын табуда. Қолданыстағы материалдарды ығыстырудың орнына, ол жоғары жиілікті, жоғары жылдамдықты қолданбалар үшін өнімділік пен шығын тиімділігінің тамаша теңгерімін ұсынады.

Базалық станция антенналары және радиожиілік компоненттері

Антенналық радомдар мен бекіту кронштейндері сигналдың әлсіреуін азайту үшін төмен диэлектрлік тұрақтысы және төмен шығын тангенсі бар материалдарды қажет етеді. Дәстүрлі шыны талшықтың диэлектрлік тұрақтысы шамамен 4,8 болса, құрамы оңтайландырылған базальт талшығы мұны 4,0–4,2 дейін төмендете алады, бұл шығын тангенсін шамамен 20%-ға төмендетеді. 2025 жылы Comba Telecom (Guangzhou) Ltd. «төмен диэлектрлік базальт талшығымен күшейтілген композиттік радомға» патент берді. Арнайы талшық төсеу үлгілері мен қуыс микросфералық толтырғыштарды пайдалану арқылы диэлектрлік тұрақты 3,8-ге дейін төмендетілді, ал соққыға төзімділік дәстүрлі шыны талшықтан асып түсті; материал шағын партиялы базалық станцияларды орналастыруда пилоттық сынақтан өтті.
Антенналық шағылыстырғыштар жоғары қаттылық пен өлшемдік тұрақтылықты қажет етеді. Хуайин, Сычуань және Huawei компанияларының серіктестігі арқылы жасалған базальт талшығы/полиуретанды композиттік шағылыстырғыштың сызықтық кеңею коэффициенті алюминий қорытпасының үштен бір бөлігіне тең. Ол сыртқы температураның ауытқуы кезінде деформацияға төзімді және салмақты 40%-ға төмендетеді.

Талшықты-оптикалық кабельдің беріктік элементтері

Оптикалық кабельдің ішіндегі беріктік элементі орнату және пайдалану кезінде созылу күштеріне төтеп беруі керек. Дәстүрлі материалдарға ауыр және коррозияға бейім болат сым және қымбат арамид жатады. Базальт талшықтарымен күшейтілген пластик (BFRP) беріктік элементтері тамаша балама ретінде пайда болды. 2025 жылы FiberHome Telecommunication Technologies Co., Ltd. компаниясы «базальт талшықты-оптикалық кабельді арматуралау өзегі және оны өндіру әдісі» үшін патент (CN1195123A) алды. Пультрузия процесін қолдана отырып, өзек 1200 МПа созылу беріктігіне және болат сымның тығыздығының төрттен бір бөлігіне ғана жетеді; сонымен қатар, оның жылу кеңею коэффициенті оптикалық кабель қабығының тығыздығына сәйкес келеді, бұл температураның ауытқуынан туындаған микроиілу шығындарының алдын алады. Бұл өнім трансмұхиттық оптикалық кабель жобасында қолданылды, онда болат сымды ауыстыру кабельдің жалпы салмағын 35%-ға азайтты және орнату тиімділігін 20%-ға арттырды.
Янцзы оптикалық талшықтары мен кабельдері компаниясы (YOFC) базальт талшықтарымен күшейтілген оптикалық кабельдерді әзірлеуді де алға жылжытуда. 2026 жылдың басында жарияланған эксперименттік деректер BFRP арматуралық өзектерін пайдаланатын әуе оптикалық кабельдерінің -40°C-тан 70°C-қа дейінгі термиялық циклдік сынақтар кезінде арамид негізіндегі ерітінділерден асып түсетін қосымша әлсіреу 0,05 дБ/км-ден аз екенін көрсетеді.

Электрондық қаптама және сүзгі қуыстары

5G сүзгілері мен қуыстары жоғары электр өткізгіштігі және төмен сигнал шығыны бар материалдарды қажет етеді. Металдар дәстүрлі түрде қолданылғанымен, олар өңдеудің жоғары дәлдік талаптарын, жоғары шығындарды және айтарлықтай салмақты талап етеді. Металлдандырылған базальт талшықты композиттер металл қуыстарға өміршең балама ұсынады. 2025 жылы Wuhan Fingu Electronic Technology Co., Ltd. «базальт талшығына негізделген электромагниттік қорғаныс композиттік материалы және оны сүзгілерде қолдану» патентіне өтініш берді; процесс базальт талшықты матаның бетінде электролитсіз мыс қаптау арқылы өткізгіш қабат қалыптастыруды, содан кейін сүзгі қуысына қысу арқылы қалыптауды қамтиды. Сынақтар көрсеткендей, қуыстың 2,6 ГГц жиілік диапазонындағы Q-факторы алюминий қуыстарымен салыстыруға болады, ал салмағы 50%-ға, ал құны шамамен 30%-ға төмендейді.
Сонымен қатар, ішкі антенна тірек құрылымдары жоғары диэлектрлік беріктікті қажет етеді. Антенна тақталары арасында оқшаулау және тірек үшін қолданылатын төмен диэлектрлік шығынды аралықтарды жасау үшін базальт талшығын политетрафторэтиленмен (PTFE) біріктіретін композиттерге патенттер бар.

Толқынды жұту және толқын өткізу қабілеттерінің интеграциясы

Қазіргі заманғы байланыс жабдықтары сигналдың өтуіне мүмкіндік беретін толқын өткізгіш (мысалы, радомдар) және қажетсіз сигналдарды немесе шашыраңқылықты (мысалы, қуыстар ішінде) басу үшін толқын сіңіргіш компоненттерді қажет етеді. Беткі модификация арқылы базальт талшықтарын екі функцияны бір уақытта орындау үшін жасауға болады. Қытай Ғылым академиясының Шэньчжэнь озық технологиялар институты (SIAT) 2025 жылы жариялаған зерттеулер базальт талшықтарының бетінде никель-кобальт наномассивтерінің өсуін көрсетті. Бұл модификация талшықтарға механикалық беріктігін және төмен диэлектрлік қасиеттерін сақтай отырып, 8-18 ГГц жиілік диапазонында орташа есеппен 15 дБ микротолқынды сіңіру өнімділігін берді. Бұл функционалдандырылған талшықтарды базалық станция қуыстарының ішкі қабырғаларына жағу үшін микротолқынды сіңіргіш патчтарға жасауға болады, бұл гармоникалық кедергілерді тиімді түрде басады.
Интеграцияланған толқын мөлдір және толқын сіңіргіш құрылымдарға келетін болсақ, патенттелген дизайн көп қабатты градиент конфигурациясын пайдаланады: өзгертілмеген базальт талшығының/шайырдың сыртқы қабаты (толқын мөлдір) және интегралдық қысу қалыптауы арқылы қалыптасқан өзгертілген толқын сіңіргіш талшықтың/шайырдың ішкі қабаты. Бұл құрылым бір уақытта антеннаны қоршаған ортаның бұзылуынан қорғайды және қуыстағы қалдық қоқысты сіңіреді.

Практикалық қолдану жағдайлары
1. ZTE 5G базалық станциясының радомдары: 2026 жылдың басында ZTE 5G желісін орналастыруда базальт талшықты композиттік радомдарды сынақтан өткізуді жариялады. Сынақ нәтижелері дәстүрлі шыны талшықты (FRP) радомдармен салыстырғанда сигналды қамту диапазоны шамамен 8%-ға артқанын көрсетті; сонымен қатар, материал алты ай бойы ашық ауада болғаннан кейін беткі борлануды немесе диэлектрлік қасиеттердің нашарлауын көрсетпеді.
2. Hengtong оптикалық-электрлік «Базальт талшықты-оптикалық кабелі»: 2025 жылдың соңында Hengtong Optic-Electric әуе электр желілеріне арналған базальт талшықты арматуралық өзегі бар ADSS (толық диэлектрлік өзін-өзі қамтамасыз ететін) оптикалық кабелін шығарды. Дәстүрлі арамидпен арматураланған кабельдермен салыстырғанда, бұл өнім құнын шамамен 15%-ға төмендетеді және созылу беріктігін 10%-ға арттырады; ол бірнеше провинциядағы электр желісінің байланыс жобаларына тендерлерді жеңіп алды.
3. DaFu Technology сүзгі қуыстары: 2025 жылы DaFu Technology компаниясы белгілі бір жабдық өндірушісінің 5G базалық станцияларында пайдалану үшін базальт талшықты композиттік сүзгі қуыстарының шағын партиясын шығарды. Тұтынушылардың пікірлері құрылғының жалпы салмағының 1,2 кг-ға азайғанын және жылу тарату өнімділігінің күтілгеннен де жақсы болғанын көрсетті (толтырғыштарды қосу арқылы талшықтың жылу өткізгіштігін арттыру арқылы қол жеткізілді).
Кеңінен асырап алудың үш кедергісі
1. Диэлектрлік қасиеттердің тұрақтылығы. Базальт шикізатының партиядан партияға өзгеруі талшықтың диэлектрлік тұрақтысының ауытқуына әкеледі (шамамен ±0,2). Қатаң сипаттамалары бар РФ компоненттері үшін бұл шикізатты қосымша скринингтен өткізуді және желілік тексеруді қажет етеді, осылайша шығындардың артуына әкеледі. 2. Беттік металлдау процесінің құны. Электромагниттік экрандау қуыстары үшін қолданылатын талшықты беттерге электролитсіз мыс немесе никельмен қаптау жоғары өңдеу шығындарын тудырады, ал жабын мен шайыр арасындағы ұзақ мерзімді адгезия қосымша тексеруді қажет етеді.
3. Ұзақ салалық сертификаттау циклдары. Телекоммуникациялық жабдықтар операторлар жүргізетін желіге кіру сынақтарынан өтуі керек; материалдардағы кез келген өзгеріс қайта сертификаттауды қажет етеді. Бұл процесс 6 айдан 12 айға дейін созылуы мүмкін, бұл жаңа технологиялардың тез енгізілуіне кедергі келтіреді.

Телекоммуникациялық жабдықтар секторында базальт талшығы шеткі аймақтан өзекке ауысуда. Радомдардан оптикалық кабельдің беріктік элементтеріне және сүзгі қуыстарынан толқын сіңіретін жерлерге дейін, ол төмен диэлектрлік қасиеттері, жеңілдігі және ауа райына төзімділігі сияқты біріккен артықшылықтарының арқасында жоғары жиілікті байланыс инфрақұрылымында маңызды орынға ие болды.
Үш негізгі кедергі әлі де бар: диэлектрлік тұрақтылық, металлдандыру шығындары және сертификаттау циклдары. Дегенмен, 5G-нің терең енгізілуімен және 6G алдын ала зерттеулерінің басталуымен телекоммуникация саласының жаңа материалдарға деген сұранысы бұрынғыдан да өзекті болып табылады. Базальт талшығы сигналды жылдам және тұрақты түрде беруді қамтамасыз ету үшін негізгі материал таңдауына айналу мүмкіндігіне ие.
Болашаққа көзқарас
Біріншіден, төмен диэлектрлік базальт талшығын стандарттау. 5G және 6G технологиялары дамыған сайын, диэлектрлік тұрақтысы 4,0-ден төмен және шығын тангенсі 0,005-тен төмен талшықтарға сұраныс артып келеді; партиядан партияға консистенция мәселелерін шешу кең көлемде қолдануға жол ашады.
Екіншіден, қолданыстағы оптикалық кабельдің беріктік элементтерін ауыстыру. менің елімнің оптикалық кабельдерге жылдық сұранысы жүздеген миллион талшықты-километрге жетеді; BFRP (базальт талшығымен күшейтілген полимер) беріктік элементтері құны, салмағы және коррозияға төзімділігі бойынша айқын артықшылықтарды ұсынады, бұл нарықты алмастыру үшін үлкен әлеует ұсынады.
Үшіншіден, толқын өткізетін және толқын сіңіретін құрылымдық компоненттерді біріктіру. Радомды және ішкі толқын сіңіретін қабатты бір қалыпталған бөлшекке біріктіру құрастыру қадамдарын азайтып, шығындарды азайта алады, бұл оны жаппай өндіріс үшін өте қолайлы етеді.