Basaltfiber innleder en ny æra innen høyfrekvent kommunikasjon

Etter hvert som 5G-basestasjoner blir tettere, mobiltelefonantenner flere og fiberoptiske kabelnettverk mer omfattende, endres materialkravene til kommunikasjonsutstyr fra bare «tilstrekkelige» til «ekstreme»: lavt dielektrisk tap, høy elektromagnetisk skjerming, lettvekt. Konstruksjon, og aldringsmotstand.
Takket være egenskaper som lav dielektrisk konstant, naturlig isolasjon og sterk værbestandighet, Basalt Fiber finner sin plass i kjernekomponenter som basestasjonsantenner, optiske kabelforsterkningselementer og radomer. I stedet for å fortrenge eksisterende materialer, tilbyr det en overlegen balanse mellom ytelse og kostnadseffektivitet for høyfrekvente, høyhastighetsapplikasjoner.

Basestasjonsantenner og RF-komponenter

Antenne-radomer og monteringsbraketter krever materialer med lav dielektrisk konstant og lav tapstangens for å minimere signaldemping. Mens tradisjonell glassfiber har en dielektrisk konstant på omtrent 4,8, kan basaltfiber med optimal sammensetning redusere denne til 4,0–4,2, med en reduksjon på omtrent 20 % i tapstangenten. I 2025 søkte Comba Telecom (Guangzhou) Ltd. patent på en "lavdielektrisk basaltfiberforsterket komposittradom". Ved å bruke spesifikke fiberoppsettmønstre og hule mikrosfærefyllstoffer ble den dielektriske konstanten senket til 3,8, mens slagfastheten overgikk den for tradisjonell glassfiber. Materialet har allerede gjennomgått pilottesting i småskala basestasjonsutplasseringer.
Antennereflektorer krever høy stivhet og dimensjonsstabilitet. En basaltfiber/polyuretan-komposittreflektor, utviklet gjennom et samarbeid mellom et selskap i Huaying, Sichuan og Huawei, har en lineær utvidelseskoeffisient på bare en tredjedel av aluminiumslegering. Den motstår deformasjon ved temperatursvingninger utendørs og gir en vektreduksjon på 40 %.

Styrkemedlemmer for fiberoptiske kabler

Styrkeelementet i en optisk kabel må tåle strekkrefter både under installasjon og drift. Tradisjonelle materialer inkluderer ståltråd – som er tung og utsatt for korrosjon – og aramid, som er dyrt. Basaltfiberforsterket plast (BFRP)-styrkeelementer har dukket opp som et ideelt alternativ. I 2025 fikk FiberHome Telecommunication Technologies Co., Ltd. patent (CN1195123A) for en "basaltfiberoptisk kabelforsterkningskjerne og dens produksjonsmetode". Ved å bruke en pultrusjonsprosess oppnår kjernen en strekkfasthet på 1200 MPa og en tetthet som bare er en fjerdedel av ståltråd. Dessuten samsvarer den termiske utvidelseskoeffisienten med den optiske kabelkappen, noe som forhindrer mikrobøyetap forårsaket av temperatursvingninger. Dette produktet har blitt brukt i et transoceanisk optisk kabelprosjekt, der erstatning av ståltråd reduserte den totale kabelvekten med 35 % og økte installasjonseffektiviteten med 20 %.
Yangtze Optical Fibre and Cable (YOFC) driver også frem utviklingen av basaltfiberforsterkede optiske kabler. Eksperimentelle data utgitt tidlig i 2026 indikerer at luftoptiske kabler med BFRP-forsterkningskjerner viste en ekstra demping på mindre enn 0,05 dB/km under termiske syklingstester fra -40 °C til 70 °C, og dermed overgikk de aramidbaserte løsninger.

Elektronisk pakking og filterhulrom

5G-filtre og hulrom krever materialer med høy elektrisk ledningsevne og lavt signaltap. Selv om metaller tradisjonelt brukes, medfører de høye krav til prosesseringspresisjon, høye kostnader og betydelig vekt. Metalliserte basaltfiberkompositter tilbyr et levedyktig alternativ til metallhulrom. I 2025 søkte Wuhan Fingu Electronic Technology Co., Ltd. patent på "basaltfiberbasert elektromagnetisk skjermingskomposittmateriale og dets anvendelse i filtre"; prosessen innebærer å danne et ledende lag på overflaten av basaltfiberstoff via elektroløs kobberbelegg, etterfulgt av kompresjonsstøping til et filterhulrom. Tester viser at hulrommets Q-faktor i 2,6 GHz-frekvensbåndet er sammenlignbar med aluminiumhulrom, mens vekten reduseres med 50 % og kostnadene med omtrent 30 %.
I tillegg krever interne antennestøttestrukturer høy dielektrisk styrke. Det finnes patenter for kompositter som kombinerer basaltfiber med polytetrafluoretylen (PTFE) for å lage avstandsstykker med lavt dielektrisk tap som brukes til isolering og støtte mellom antennekort.

Integrering av bølgeabsorberende og bølgeoverførende egenskaper

Moderne kommunikasjonsutstyr krever komponenter som både er bølgeoverførende for å tillate signalpassasje (som radomer) og bølgeabsorberende for å undertrykke uønskede signaler eller støy (som i hulrom). Gjennom overflatemodifisering kan basaltfibre konstrueres for å utføre begge funksjonene samtidig. Forskning publisert i 2025 av Shenzhen Institute of Advanced Technology (SIAT), Chinese Academy of Sciences, demonstrerte veksten av nikkel-kobolt-nanoarrayer på overflaten av basaltfibre. Denne modifiseringen ga fibrene en gjennomsnittlig mikrobølgeabsorpsjonsytelse på 15 dB i frekvensområdet 8–18 GHz, samtidig som de bevarte deres mekaniske styrke og lavdielektriske egenskaper. Disse funksjonaliserte fibrene kan fremstilles til mikrobølgeabsorberende lapper for påføring på innerveggene i basestasjonshulrom, noe som effektivt undertrykker harmonisk interferens.
Når det gjelder integrerte bølgetransparente og bølgeabsorberende strukturer, benytter en patentert design en flerlags gradientkonfigurasjon: et ytre lag av umodifisert basaltfiber/harpiks (bølgetransparent) og et indre lag av modifisert bølgeabsorberende fiber/harpiks, dannet via integrert kompresjonsstøping. Denne strukturen beskytter samtidig antennen mot miljøforringelse og absorberer gjenværende støy i hulrommet.

Praktiske anvendelsestilfeller
1. ZTE 5G-basestasjonsradomer: Tidlig i 2026 annonserte ZTE prøvebruk av basaltfiberkomposittradomer i en 5G-nettverksdistribusjon. Testresultater indikerte at signaldekningsområdet økte med omtrent 8 % sammenlignet med konvensjonelle glassfiberradomer (FRP). Dessuten viste materialet ingen overflatekritting eller forringelse av dielektriske egenskaper etter seks måneders utendørs eksponering.
2. Hengtong Optic-Electric «Basaltfiberoptisk kabel»: Sent i 2025 lanserte Hengtong Optic-Electric en ADSS (All-Dielectric Self-Supporting) optisk kabel med en basaltfiberforsterkende kjerne, designet for luftledninger. Sammenlignet med konvensjonelle aramidforsterkede kabler tilbyr dette produktet en kostnadsreduksjon på omtrent 15 % og en 10 % økning i strekkfasthet; det har allerede vunnet anbud på kommunikasjonsprosjekter i kraftnettet i flere provinser.
3. DaFu Technologys filterhulrom: I 2025 produserte DaFu Technology et lite parti med filterhulrom av basaltfiberkompositt for bruk i en spesifikk utstyrsprodusents 5G-basestasjoner. Tilbakemeldinger fra kunder indikerte en reduksjon på 1,2 kg i enhetens totalvekt og bedre varmespredning enn forventet (oppnådd ved å forbedre fiberens varmeledningsevne gjennom tilsetning av fyllstoffer).
Tre hindringer for utbredt adopsjon
1. Stabilitet av dielektriske egenskaper. Variasjoner fra batch til batch i basaltråmaterialer fører til svingninger i fiberens dielektriske konstant (omtrent ±0,2). For RF-komponenter med strenge spesifikasjoner nødvendiggjør dette ytterligere råvarescreening og inspeksjon i produksjonslinjen, noe som driver opp kostnadene. 2. Kostnader for overflatemetalliseringsprosessen. Elektrofri kobber- eller nikkelbelegg på fiberoverflater – brukt til elektromagnetiske skjermingshulrom – medfører høye prosesseringskostnader, og den langsiktige adhesjonen mellom belegget og harpiksen krever ytterligere validering.
3. Lange sertifiseringssykluser i bransjen. Telekommunikasjonsutstyr må bestå nettverkstilgangstester utført av operatører; enhver endring i materialer krever resertifisering. Denne prosessen kan ta 6 til 12 måneder, noe som hindrer rask adopsjon av ny teknologi.

Innen telekommunikasjonsutstyrssektoren flyttes basaltfiber fra periferien til kjernen. Fra radomer til optiske kabelstyrkeelementer, og fra filterhulrom til bølgeabsorberende områder, har den sikret seg en betydelig posisjon innen høyfrekvent kommunikasjonsinfrastruktur takket være sine kombinerte fordeler med lave dielektriske egenskaper, lav vekt og værbestandighet.
Tre store hindringer gjenstår: dielektrisk stabilitet, metalliseringskostnader og sertifiseringssykluser. Med den omfattende utrullingen av 5G og igangsettingen av forforskning på 6G er imidlertid telekommunikasjonsindustriens etterspørsel etter nye materialer mer presserende enn noensinne. Basaltfiber har potensial til å bli et sentralt materialvalg for å muliggjøre raskere og mer stabil signaloverføring.
Fremtidsutsikter
For det første, standardiseringen av basaltfiber med lav dielektrisk elektrisitet. Etter hvert som 5G- og 6G-teknologiene utvikler seg, øker etterspørselen etter fibre med en dielektrisk konstant under 4,0 og en tapstangent under 0,005. Å løse problemer med konsistens fra batch til batch vil bane vei for storskala anvendelse.
For det andre, utskifting av eksisterende optiske kabelstyrkeelementer. Mitt lands årlige etterspørsel etter optiske kabler er hundrevis av millioner fiberkilometer. BFRP (Basalt Fiber Reinforced Polymer) styrkeelementer tilbyr klare fordeler når det gjelder kostnad, vekt og korrosjonsbestandighet, og presenterer et enormt potensial for markedssubstitusjon.
For det tredje, integrerte bølgeoverførende og bølgeabsorberende strukturelle komponenter. Integrering av radomen og det indre bølgeabsorberende laget i én støpt del kan redusere monteringstrinn og lavere kostnader, noe som gjør den ideell for masseproduksjon.