Базалтните влакна воведуваат нова ера на високофреквентна комуникација

Како што базните станици на 5G стануваат погусти, антените за мобилни телефони побројни, а мрежите со оптички влакна се пообемни, материјалните барања за комуникациска опрема се менуваат од само „соодветни“ во „екстремни“: ниски диелектрични загуби, висока електромагнетна заштита, лесна тежина. Градежништво, и отпорност на стареење.
Благодарение на својства како што се ниска диелектрична константа, природна изолација и силна отпорност на временски услови, Базалт Оптичкиот кабел го наоѓа своето место во основните компоненти како што се антените на базните станици, елементите за цврстина на оптичкиот кабел и радомите. Наместо да ги заменува постојните материјали, тој нуди супериорен баланс помеѓу перформансите и економичноста за апликации со висока фреквенција и голема брзина.

Антени на базна станица и RF компоненти

Антенските радоми и држачите за монтирање бараат материјали со ниска диелектрична константа и тангента со мал губиток за да се минимизира слабеењето на сигналот. Додека традиционалниот фиберглас има диелектрична константа од приближно 4,8, базалтното влакно оптимизирано според составот може да ја намали оваа на 4,0–4,2, со намалување од приближно 20% на тангентата на губиток. Во 2025 година, Comba Telecom (Guangzhou) Ltd. поднесе патент за „нискодиелектричен композитен радом зајакнат со базалтни влакна“. Со користење на специфични шеми на поставување на влакна и шупливи микросферски полнила, диелектричната константа беше намалена на 3,8, додека отпорноста на удар ја надмина онаа на традиционалниот фиберглас; материјалот веќе помина пилот-тестирање во распоредувања на базни станици во мали серии.
Рефлекторите на антената бараат висока цврстина и димензионална стабилност. Рефлектор од базалтни влакна/полиуретан композитен, развиен преку партнерство помеѓу компанија во Хуајинг, Сечуан, и Хуавеи, се одликува со коефициент на линеарна експанзија што е само една третина од алуминиумската легура. Тој е отпорен на деформација при флуктуации на надворешната температура и нуди намалување на тежината од 40%.

Членови на јачина на оптички кабел

Зајакнувачкиот елемент во рамките на оптичкиот кабел мора да издржи сили на истегнување за време на инсталацијата и работата. Традиционалните материјали вклучуваат челична жица - која е тешка и склона кон корозија - и арамид, кој е скап. Пластика зајакната со базалтни влакна (BFRP) елементите за јадро се појавија како идеална алтернатива. Во 2025 година, FiberHome Telecommunication Technologies Co., Ltd. доби патент (CN1195123A) за „јадро за зајакнување на базалтен фибер оптички кабел и негов метод на производство“. Користејќи процес на пултрузија, јадрото постигнува затегнувачка цврстина од 1200 MPa и густина само една четвртина од онаа на челичната жица; понатамошно, неговиот коефициент на термичка експанзија се совпаѓа со оној на обвивката на оптичкиот кабел, спречувајќи ги загубите од микросвиткување предизвикани од температурни флуктуации. Овој производ е распореден во проект за трансокеански оптички кабли, каде што замената на челичната жица ја намали вкупната тежина на кабелот за 35% и ја зголеми ефикасноста на инсталацијата за 20%.
Јангце оптичките влакна и кабли (YOFC) исто така го унапредуваат развојот на оптички кабли зајакнати со базалтни влакна. Експерименталните податоци објавени на почетокот на 2026 година покажуваат дека воздушните оптички кабли што користат BFRP засилувачки јадра покажале дополнително слабеење од помалку од 0,05 dB/km за време на тестовите за термички циклуси во опсег од -40°C до 70°C, надминувајќи ги решенијата базирани на арамиди.

Електронско пакување и филтерски шуплини

5G филтрите и шуплините бараат материјали со висока електрична спроводливост и мала загуба на сигнал. Иако металите традиционално се користат, тие бараат високи барања за прецизност на обработката, високи трошоци и значителна тежина. Метализираните композити од базалтни влакна нудат одржлива алтернатива на металните шуплини. Во 2025 година, Wuhan Fingu Electronic Technology Co., Ltd. поднесе патент за „композитен материјал за електромагнетна заштита базиран на базалтни влакна и неговата примена во филтри“; процесот вклучува формирање на спроводлив слој на површината на ткаенината од базалтни влакна преку безелектрично бакарно позлатување, проследено со компресивно лиење во шуплина на филтерот. Тестовите покажуваат дека Q-факторот на шуплината во фреквенцискиот опсег од 2,6 GHz е споредлив со оној на алуминиумските шуплини, додека тежината е намалена за 50%, а трошоците за приближно 30%.
Дополнително, внатрешните потпорни структури на антената бараат висока диелектрична цврстина. Постојат патенти за композити што комбинираат базалтни влакна со политетрафлуороетилен (PTFE) за да се создадат одстојници со ниски диелектрични загуби што се користат за изолација и потпора помеѓу плочите на антената.

Интеграција на можностите за апсорпција и пренесување на бранови

Современата комуникациска опрема бара компоненти кои се и брановопропустливи за да овозможат премин на сигналот (како што се радоми) и браново апсорбирачки за да ги потиснат несаканите сигнали или неред (како на пример во шуплините). Преку модификација на површината, базалтните влакна можат да бидат конструирани за да ги извршуваат обете функции истовремено. Истражувањето објавено во 2025 година од страна на Шенженскиот институт за напредна технологија (SIAT), Кинеската академија на науките, го демонстрираше растот на никел-кобалтни нанонизи на површината на базалтните влакна. Оваа модификација им даде на влакната просечна микробранова апсорпција од 15 dB во фреквентниот опсег од 8–18 GHz, додека ја зачувуваат нивната механичка цврстина и нискодиелектрични својства. Овие функционализирани влакна можат да се направат во микробраново апсорбирачки крпеници за примена на внатрешните ѕидови на шуплините на базните станици, ефикасно потиснувајќи ги хармоничните пречки.
Во однос на интегрираните структури што се транспарентни на бранови и апсорбирачки на бранови, патентираниот дизајн користи повеќеслојна градиентна конфигурација: надворешен слој од немодифицирани базалтни влакна/смола (брановопроѕирни) и внатрешен слој од модифицирани влакна/смола што апсорбираат бранови, формирани преку интегрално компресиско лиење. Оваа структура истовремено ја штити антената од деградација на животната средина и апсорбира преостанат неред во шуплината.

Практични случаи на примена
1. Радоми на базни станици ZTE 5G: На почетокот на 2026 година, ZTE објави пробна употреба на радоми од композитни базалтни влакна во распоредување на 5G мрежа. Резултатите од тестовите покажаа дека, во споредба со конвенционалните радоми од фиберглас (FRP), опсегот на покриеност на сигналот се зголемил за приближно 8%; понатамошно, материјалот не покажал површинско кредање или деградација на диелектричните својства по шест месеци изложеност на отворено.
2. „Оптички кабел од базалтни влакна“ на Hengtong Optic-Electric: Кон крајот на 2025 година, Hengtong Optic-Electric издаде ADSS (целосно диелектричен самоносечки) оптички кабел со јадро зајакнато со базалтни влакна, дизајниран за надземни далноводи. Во споредба со конвенционалните кабли зајакнати со арамида, овој производ нуди намалување на трошоците од приближно 15% и зголемување на затегнувачката цврстина од 10%; веќе доби понуди за проекти за комуникација во електричната мрежа во повеќе провинции.
3. Филтерски шуплини од DaFu Technology: Во 2025 година, DaFu Technology произведе мала серија филтерски шуплини од композитни базалтни влакна за употреба во 5G базни станици на специфичен производител на опрема. Повратните информации од клиентите покажаа намалување од 1,2 кг во вкупната тежина на единицата и подобри од очекуваните перформанси на дисипација на топлина (постигнати со подобрување на топлинската спроводливост на влакното преку додавање на полнила).
Три пречки за широко распространето усвојување
1. Стабилност на диелектричните својства. Варијациите од серија до серија кај базалтните суровини доведуваат до флуктуации во диелектричната константа на влакната (приближно ±0,2). За RF компоненти со строги спецификации, ова бара дополнително скрининг на суровините и инспекција во линија, со што се зголемуваат трошоците. 2. Трошоци за процесот на површинска метализација. Безелектричното позлатување со бакар или никел на површините на влакната - што се користи за електромагнетни заштитни шуплини - подразбира високи трошоци за обработка, а долгорочната адхезија помеѓу премазот и смолата бара дополнителна валидација.
3. Долги циклуси на сертификација во индустријата. Телекомуникациската опрема мора да ги помине тестовите за пристап до мрежата спроведени од операторите; секоја промена во материјалите бара повторна сертификација. Овој процес може да трае од 6 до 12 месеци, што го попречува брзото усвојување на новите технологии.

Во секторот за телекомуникациска опрема, базалтното влакно се поместува од периферијата кон јадрото. Од радоми до елементи за цврстина на оптичкиот кабел и од филтерски шуплини до делови што апсорбираат бранови, обезбеди значајна позиција во високофреквентната комуникациска инфраструктура благодарение на неговите комбинирани предности на ниски диелектрични својства, лесна природа и отпорност на временски услови.
Остануваат три главни пречки: диелектричната стабилност, трошоците за метализација и циклусите на сертификација. Сепак, со длабокото воведување на 5G и започнувањето на претходните истражувања за 6G, побарувачката на телекомуникациската индустрија за нови материјали е поитна од кога било. Базалтните влакна имаат потенцијал да станат клучен избор на материјал за овозможување побрз и постабилен пренос на сигнали.
Идни перспективи
Прво, стандардизација на нискодиелектрични базалтни влакна. Со развојот на 5G и 6G технологиите, побарувачката за влакна со диелектрична константа под 4,0 и тангенс на загуба под 0,005 расте; решавањето на проблемите со конзистентноста од серија до серија ќе го отвори патот за примена во големи размери.
Второ, замена на постојните елементи за јачина на оптичкиот кабел. Годишната побарувачка на мојата земја за оптички кабли изнесува стотици милиони оптички километри; елементите за јачина на BFRP (полимер зајакнат со базалтни влакна) нудат јасни предности во цената, тежината и отпорноста на корозија, претставувајќи огромен потенцијал за замена на пазарот.
Трето, интегрирани структурни компоненти што пренесуваат и апсорбираат бранови. Интегрирањето на радомата и внатрешниот слој што апсорбира бранови во еден лиен дел може да ги намали чекорите на склопување и да ги намали трошоците, што го прави идеален за масовно производство.