Basaltfiber inleder en ny era av högfrekvent kommunikation

I takt med att 5G-basstationer blir tätare, mobiltelefonantenner fler och fiberoptiska kabelnätverk mer omfattande, förändras materialkraven för kommunikationsutrustning från att bara vara "adekvat" till "extrem": låg dielektrisk förlust, hög elektromagnetisk avskärmning, lättvikt. Konstruktionoch åldringsbeständighet.
Tack vare egenskaper som låg dielektricitetskonstant, naturlig isolering och stark väderbeständighet, Basalt Fiber hittar sin plats i kärnkomponenter som basstationsantenner, optiska kabelförstärkningselement och radomer. Snarare än att ersätta befintliga material erbjuder det en överlägsen balans mellan prestanda och kostnadseffektivitet för högfrekventa och snabba applikationer.

Basstationsantenner och RF-komponenter

Antennradomer och monteringsfästen kräver material med låg dielektricitetskonstant och låg förlusttangent för att minimera signaldämpning. Medan traditionell glasfiber har en dielektricitetskonstant på cirka 4,8, kan basaltfiber med optimerad sammansättning minska detta till 4,0–4,2, med en minskning av förlusttangenten på cirka 20 %. År 2025 lämnade Comba Telecom (Guangzhou) Ltd. in ett patent för en "basaltfiberförstärkt kompositradom med låg dielektricitet". Genom att använda specifika fiberuppläggningsmönster och ihåliga mikrosfärfyllmedel sänktes dielektricitetskonstanten till 3,8 medan slagtåligheten överträffade traditionell glasfibers. Materialet har redan genomgått pilottester i småskaliga basstationsinstallationer.
Antennreflektorer kräver hög styvhet och dimensionsstabilitet. En basaltfiber/polyuretankompositreflektor, utvecklad genom ett samarbete mellan ett företag i Huaying, Sichuan och Huawei, har en linjär expansionskoefficient som bara är en tredjedel av aluminiumlegeringens. Den motstår deformation vid utomhustemperaturfluktuationer och ger en viktminskning på 40 %.

Styrkamedlemmar för fiberoptiska kablar

Förstärkningselementet i en optisk kabel måste motstå dragkrafter under både installation och drift. Traditionella material inkluderar ståltråd – som är tung och benägen att korrosionera – och aramid, som är dyrt. Basaltfiberförstärkt plast (BFRP) förstärkningselement har framstått som ett idealiskt alternativ. År 2025 erhöll FiberHome Telecommunication Technologies Co., Ltd. ett patent (CN1195123A) för en "basaltfiberoptisk kabelförstärkningskärna och dess tillverkningsmetod". Genom att använda en pultruderingsprocess uppnår kärnan en draghållfasthet på 1200 MPa och en densitet som endast är en fjärdedel av ståltrådens; dessutom matchar dess värmeutvidgningskoefficient den hos den optiska kabelmanteln, vilket förhindrar mikroböjningsförluster orsakade av temperaturfluktuationer. Denna produkt har använts i ett transoceaniskt optiskt kabelprojekt, där utbyte av ståltråd minskade den totala kabelvikten med 35 % och ökade installationseffektiviteten med 20 %.
Yangtze Optical Fibre and Cable (YOFC) driver också utvecklingen av basaltfiberförstärkta optiska kablar framåt. Experimentella data som släpptes i början av 2026 indikerar att luftburna optiska kablar med BFRP-förstärkningskärnor uppvisade en ytterligare dämpning på mindre än 0,05 dB/km under termiska cyklingstester från -40 °C till 70 °C, vilket överträffade aramidbaserade lösningar.

Elektronisk kapsling och filterhålrum

5G-filter och hålrum kräver material med hög elektrisk ledningsförmåga och låg signalförlust. Även om metaller traditionellt används, medför de höga krav på bearbetningsprecision, höga kostnader och betydande vikt. Metalliserade basaltfiberkompositer erbjuder ett gångbart alternativ till metallhålrum. År 2025 lämnade Wuhan Fingu Electronic Technology Co., Ltd. in ett patent för "basaltfiberbaserat elektromagnetiskt skärmande kompositmaterial och dess tillämpning i filter"; processen innebär att ett ledande lager formas på ytan av basaltfibertyg via elektrolös kopparplätering, följt av kompressionsgjutning till en filterhålrum. Tester visar att hålrummets Q-faktor i 2,6 GHz-frekvensbandet är jämförbar med den för aluminiumhålrum, medan vikten minskar med 50 % och kostnaderna med cirka 30 %.
Dessutom kräver interna antennstödstrukturer hög dielektrisk hållfasthet. Patent finns för kompositer som kombinerar basaltfiber med polytetrafluoreten (PTFE) för att skapa distanser med låg dielektrisk förlust som används för isolering och stöd mellan antennkort.

Integrering av vågabsorberande och vågöverförande funktioner

Modern kommunikationsutrustning kräver komponenter som både är vågöverförande för att tillåta signalpassage (såsom radomer) och vågabsorberande för att undertrycka oönskade signaler eller brus (såsom i hålrum). Genom ytmodifiering kan basaltfibrer konstrueras för att utföra båda funktionerna samtidigt. Forskning publicerad 2025 av Shenzhen Institute of Advanced Technology (SIAT), Chinese Academy of Sciences, visade tillväxten av nickel-kobolt-nanoarrayer på ytan av basaltfibrer. Denna modifiering gav fibrerna en genomsnittlig mikrovågsabsorptionsprestanda på 15 dB i frekvensområdet 8–18 GHz, samtidigt som de bevarar sin mekaniska styrka och lågdielektriska egenskaper. Dessa funktionaliserade fibrer kan tillverkas till mikrovågsabsorberande patchar för applicering på innerväggarna i basstationens hålrum, vilket effektivt undertrycker harmonisk störning.
Beträffande integrerade vågtransparenta och vågabsorberande strukturer använder en patenterad design en flerskiktad gradientkonfiguration: ett yttre lager av omodifierad basaltfiber/harts (vågtransparent) och ett inre lager av modifierad vågabsorberande fiber/harts, bildat genom integrerad kompressionsgjutning. Denna struktur skyddar samtidigt antennen från miljöförstöring och absorberar kvarvarande brus i kaviteten.

Praktiska tillämpningsfall
1. ZTE 5G-basstationsradomer: I början av 2026 tillkännagav ZTE testanvändningen av basaltfiberkompositradomer i en 5G-nätverksinstallation. Testresultaten indikerade att signaltäckningsområdet ökade med cirka 8 % jämfört med konventionella glasfiberradomer (FRP); dessutom uppvisade materialet ingen ytkritning eller försämring av dielektriska egenskaper efter sex månaders utomhusexponering.
2. Hengtong Optic-Electric "Basaltfiberoptisk kabel": I slutet av 2025 släppte Hengtong Optic-Electric en ADSS (All-Dielectric Self-Supporting) optisk kabel med en basaltfiberförstärkande kärna, avsedd för luftledningar. Jämfört med konventionella aramidförstärkta kablar erbjuder denna produkt en kostnadsminskning på cirka 15 % och en ökning av draghållfastheten med 10 %; den har redan vunnit anbud för elnätskommunikationsprojekt i flera provinser.
3. DaFu Technologys filterhålrum: År 2025 producerade DaFu Technology ett litet parti filterhålrum av basaltfiberkomposit för användning i en specifik utrustningstillverkares 5G-basstationer. Kundfeedback indikerade en minskning av enhetens totalvikt med 1,2 kg och bättre värmeavledningsprestanda än väntat (uppnådd genom att förbättra fiberns värmeledningsförmåga genom tillsats av fyllmedel).
Tre hinder för utbredd implementering
1. Stabilitet hos dielektriska egenskaper. Variationer från batch till batch i basaltråvaror leder till fluktuationer i fiberns dielektriska konstant (ungefär ±0,2). För RF-komponenter med stränga specifikationer kräver detta ytterligare råmaterialscreening och inspektion i produktionslinjen, vilket driver upp kostnaderna. 2. Kostnader för ytmetalliseringsprocessen. Elektrolös koppar- eller nickelplätering på fiberytor – som används för elektromagnetiska skärmningskaviteter – medför höga bearbetningskostnader, och den långsiktiga vidhäftningen mellan beläggningen och hartset kräver ytterligare validering.
3. Långa branschcertifieringscykler. Telekommunikationsutrustning måste klara nätverksåtkomsttester som utförs av operatörer; varje materialbyte kräver omcertifiering. Denna process kan ta 6 till 12 månader, vilket hindrar ett snabbt införande av ny teknik.

Inom telekommunikationsutrustningssektorn flyttas basaltfiber från periferin till kärnan. Från radomer till optiska kabelförstärkningselement, och från filterhålrum till vågabsorberande patchar, har den säkrat en betydande position inom högfrekvent kommunikationsinfrastruktur tack vare sina kombinerade fördelar med låga dielektriska egenskaper, låg vikt och väderbeständighet.
Tre stora hinder kvarstår: dielektrisk stabilitet, metalliseringskostnader och certifieringscykler. Men med den breda utrullningen av 5G och inledandet av förforskning kring 6G är telekommunikationsindustrins efterfrågan på nya material mer brådskande än någonsin. Basaltfiber har potential att bli ett viktigt materialval för att möjliggöra snabbare och mer stabil signalöverföring.
Framtidsutsikter
Först, standardiseringen av basaltfiber med låg dielektricitet. I takt med att 5G- och 6G-teknikerna utvecklas ökar efterfrågan på fibrer med en dielektricitetskonstant under 4,0 och en förlusttangent under 0,005. Att lösa problem med konsistens mellan batcher kommer att bana väg för storskalig tillämpning.
För det andra, att ersätta befintliga förstärkningselement för optiska kablar. Mitt lands årliga efterfrågan på optiska kablar uppgår till hundratals miljoner fiberkilometer. BFRP-förstärkningselement (Basalt Fiber Reinforced Polymer) erbjuder tydliga fördelar vad gäller kostnad, vikt och korrosionsbeständighet, vilket innebär en enorm potential för marknadssubstitution.
För det tredje, integrerade vågöverförande och vågabsorberande strukturkomponenter. Att integrera radomen och det interna vågabsorberande lagret i en enda gjuten del kan minska monteringsstegen och sänka kostnaderna, vilket gör den idealisk för massproduktion.