Nyuzinyuzi za Basalt Zaleta Enzi Mpya ya Mawasiliano ya Mara kwa Mara ya Juu

Kadri vituo vya msingi vya 5G vinavyozidi kuwa vizito, antena za simu za mkononi zinavyozidi kuwa nyingi, na mitandao ya kebo ya fiber optiki inavyozidi kuwa mipana, mahitaji ya vifaa vya mawasiliano yanabadilika kutoka "ya kutosha" hadi "yaliyokithiri": upotevu mdogo wa dielektri, kinga kubwa ya sumakuumeme, uzani mwepesi. Ujenzi, na upinzani wa kuzeeka.
Shukrani kwa sifa kama vile kiwango cha chini cha dielectric, insulation asilia, na upinzani mkali wa hali ya hewa, Basalt fiber inapata nafasi yake katika vipengele vya msingi kama vile antena za kituo cha msingi, viungo vya nguvu vya kebo ya macho, na radomes. Badala ya kuondoa vifaa vilivyopo, inatoa usawa bora wa utendaji na ufanisi wa gharama kwa matumizi ya masafa ya juu na kasi ya juu.

Antena za Kituo cha Msingi na Vipengele vya RF

Radome za antena na mabano ya kupachika yanahitaji vifaa vyenye kigezo cha chini cha dielectric na kigezo cha chini cha hasara ili kupunguza upunguzaji wa mawimbi. Ingawa fiberglass ya kitamaduni ina kigezo cha dielectric cha takriban 4.8, nyuzi za basalt zilizoboreshwa kwa utungaji zinaweza kupunguza hii hadi 4.0–4.2, na takriban punguzo la 20% la kigezo cha hasara. Mnamo 2025, Comba Telecom (Guangzhou) Ltd. iliwasilisha hati miliki ya "radome ya mchanganyiko iliyoimarishwa na nyuzi za basalt yenye dielectric ya chini." Kwa kutumia mifumo maalum ya mpangilio wa nyuzi na vijazaji vya mikrosferi tupu, kigezo cha dielectric kilipunguzwa hadi 3.8 huku upinzani wa athari ukizidi ule wa fiberglass ya kitamaduni; nyenzo hiyo tayari imepitia majaribio ya majaribio katika uwekaji wa vituo vidogo vya msingi.
Viakisi vya antena vinahitaji ugumu wa hali ya juu na uthabiti wa vipimo. Kiakisi mchanganyiko cha nyuzinyuzi/poliuretani cha basalt, kilichotengenezwa kupitia ushirikiano kati ya kampuni huko Huaying, Sichuan, na Huawei, kinajivunia mgawo wa upanuzi wa mstari ambao ni theluthi moja tu ya aloi ya alumini. Hustahimili ubadilikaji kati ya mabadiliko ya halijoto ya nje na hutoa punguzo la 40% la uzito.

Wanachama wa Nguvu ya Kebo ya Fiber Optic

Kiungo cha nguvu ndani ya kebo ya macho lazima kistahimili nguvu za mvutano wakati wa usakinishaji na uendeshaji. Vifaa vya kitamaduni ni pamoja na waya wa chuma—ambao ni mzito na unaoweza kutu—na aramid, ambayo ni ghali. Plastiki iliyoimarishwa kwa nyuzi za basalt Viungo vya nguvu (BFRP) vimeibuka kama mbadala bora. Mnamo 2025, FiberHome Telecommunication Technologies Co., Ltd. ilipata hati miliki (CN1195123A) ya "kiini cha kuimarisha kebo ya macho ya basalt na njia yake ya utengenezaji." Kwa kutumia mchakato wa pultrusion, kiini kinafikia nguvu ya mvutano ya MPa 1200 na msongamano wa robo moja tu ya waya wa chuma; zaidi ya hayo, mgawo wake wa upanuzi wa joto unalingana na ule wa ala ya kebo ya macho, kuzuia hasara za kupinda ndogo zinazosababishwa na kushuka kwa joto. Bidhaa hii imetumika katika mradi wa kebo ya macho ya mtaa wa bahari, ambapo kubadilisha waya wa chuma kulipunguza uzito wa kebo kwa 35% na kuongeza ufanisi wa usakinishaji kwa 20%.
Nyuzinyuzi na Kebo ya Macho ya Yangtze (YOFC) pia inaendeleza ukuzaji wa nyaya za macho zilizoimarishwa na nyuzi za basalt. Data ya majaribio iliyotolewa mapema mwaka wa 2026 inaonyesha kwamba nyaya za macho za angani zinazotumia viini vya kuimarisha vya BFRP zilionyesha upunguzaji wa ziada wa chini ya 0.05 dB/km wakati wa majaribio ya mzunguko wa joto kuanzia -40°C hadi 70°C, zikizidi suluhu zinazotegemea aramid.

Matundu ya Kielektroniki ya Ufungashaji na Vichujio

Vichujio na mashimo ya 5G yanahitaji vifaa vyenye upitishaji umeme mwingi na upotevu mdogo wa mawimbi. Ingawa metali hutumika kijadi, zinahusisha mahitaji ya usahihi wa juu wa usindikaji, gharama kubwa, na uzito mkubwa. Mchanganyiko wa nyuzi za basalt zenye metali hutoa mbadala unaofaa kwa mashimo ya chuma. Mnamo 2025, Wuhan Fingu Electronic Technology Co., Ltd. iliwasilisha hati miliki ya "nyenzo mchanganyiko ya kinga ya sumakuumeme inayotokana na nyuzi za basalt na matumizi yake katika vichujio"; mchakato huo unahusisha kuunda safu ya upitishaji umeme kwenye uso wa kitambaa cha nyuzi za basalt kupitia mchoro wa shaba usiotumia umeme, ikifuatiwa na ukingo wa mgandamizo kwenye mashimo ya kichujio. Majaribio yanaonyesha kuwa kipengele cha Q cha mashimo katika bendi ya masafa ya 2.6 GHz kinalinganishwa na kile cha mashimo ya alumini, huku uzito ukipunguzwa kwa 50% na gharama kwa takriban 30%.
Zaidi ya hayo, miundo ya usaidizi wa antena ya ndani inahitaji nguvu ya juu ya dielektriki. Kuna hati miliki za mchanganyiko unaochanganya nyuzi za basalt na politetrafluoroethilini (PTFE) ili kuunda nafasi za kupunguza dielektriki zinazotumika kwa kutenganisha na kusaidiana kati ya bodi za antena.

Ujumuishaji wa Uwezo wa Kunyonya Mawimbi na Kusambaza Mawimbi

Vifaa vya kisasa vya mawasiliano vinahitaji vipengele vinavyosambaza mawimbi ili kuruhusu kupitisha ishara (kama vile radomes) na kunyonya mawimbi ili kukandamiza ishara au msongamano usiohitajika (kama vile ndani ya mashimo). Kupitia urekebishaji wa uso, nyuzi za basalt zinaweza kutengenezwa ili kufanya kazi zote mbili kwa wakati mmoja. Utafiti uliochapishwa mnamo 2025 na Taasisi ya Teknolojia ya Juu ya Shenzhen (SIAT), Chuo cha Sayansi cha China, ulionyesha ukuaji wa safu ndogo za nikeli-kobalti kwenye uso wa nyuzi za basalt. Urekebishaji huu uliipa nyuzi hizo utendaji wa wastani wa kunyonya microwave wa 15 dB katika masafa ya 8–18 GHz, huku zikihifadhi nguvu zao za kiufundi na sifa za chini za dielectric. Nyuzi hizi zinazofanya kazi zinaweza kutengenezwa katika viraka vinavyonyonya microwave kwa ajili ya kutumika kwenye kuta za ndani za mashimo ya kituo cha msingi, na hivyo kukandamiza kwa ufanisi mwingiliano wa harmonic.
Kuhusu miundo jumuishi ya uwazi wa mawimbi na inayofyonza mawimbi, muundo ulio na hati miliki hutumia usanidi wa safu nyingi za gradient: safu ya nje ya nyuzi/resini ya basalt isiyobadilishwa (wazi wa mawimbi) na safu ya ndani ya nyuzi/resini inayofyonza mawimbi iliyobadilishwa, iliyoundwa kupitia ukingo wa mgandamizo jumuishi. Muundo huu hulinda antena wakati huo huo kutokana na uharibifu wa mazingira na hufyonza mabaki ya uchafu ndani ya patupu.

Kesi za Matumizi ya Vitendo
1. Radome za Kituo cha Msingi cha ZTE 5G: Mapema mwaka wa 2026, ZTE ilitangaza matumizi ya majaribio ya radome za nyuzinyuzi za basalt katika uwekaji wa mtandao wa 5G. Matokeo ya majaribio yalionyesha kuwa, ikilinganishwa na radome za kawaida za fiberglass (FRP), kiwango cha kufunika mawimbi kiliongezeka kwa takriban 8%; zaidi ya hayo, nyenzo hazikuonyesha chaki au uharibifu wa uso katika sifa za dielectric baada ya miezi sita ya kufichuliwa nje.
2. Hengtong Optic-Electric "Basalt Fiber Optical Cable": Mwishoni mwa mwaka wa 2025, Hengtong Optic-Electric ilitoa kebo ya macho ya ADSS (All-Dielectric Self-Supporting) yenye kiini cha kuimarisha nyuzi za basalt, iliyoundwa kwa ajili ya nyaya za umeme zinazoendeshwa juu. Ikilinganishwa na nyaya za kawaida zilizoimarishwa na aramid, bidhaa hii inatoa punguzo la gharama la takriban 15% na ongezeko la 10% la nguvu ya mvutano; tayari imeshinda zabuni za miradi ya mawasiliano ya gridi ya umeme katika majimbo mengi.
3. Matundu ya Kichujio cha Teknolojia ya DaFu: Mnamo 2025, DaFu Technology ilitengeneza kundi dogo la mashimo ya vichujio vya nyuzinyuzi za basalt kwa ajili ya matumizi katika vituo maalum vya msingi vya 5G vya mtengenezaji wa vifaa. Maoni ya wateja yalionyesha kupungua kwa kilo 1.2 katika uzito wa jumla wa kitengo na utendaji bora zaidi wa uondoaji wa joto kuliko ilivyotarajiwa (uliopatikana kwa kuongeza upitishaji joto wa nyuzi kupitia kuongeza vijazaji).
Vikwazo Vitatu vya Kuasili Watoto Wengi
1. Uthabiti wa sifa za dielektriki. Tofauti za kundi hadi kundi katika malighafi za basalt husababisha kushuka kwa thamani katika kigezo cha dielektriki ya nyuzinyuzi (takriban ± 0.2). Kwa vipengele vya RF vyenye vipimo vikali, hii inahitaji uchunguzi wa ziada wa malighafi na ukaguzi wa ndani, na hivyo kuongeza gharama. 2. Gharama za mchakato wa metali ya uso. Upako wa shaba au nikeli usiotumia umeme kwenye nyuso za nyuzinyuzi—unaotumika kwa mashimo ya kinga ya sumakuumeme—husababisha gharama kubwa za usindikaji, na mshikamano wa muda mrefu kati ya mipako na resini unahitaji uthibitisho zaidi.
3. Mizunguko mirefu ya uidhinishaji wa sekta. Vifaa vya mawasiliano lazima vipitishe majaribio ya ufikiaji wa mtandao yanayofanywa na waendeshaji; mabadiliko yoyote katika vifaa yanahitaji uidhinishaji upya. Mchakato huu unaweza kuchukua miezi 6 hadi 12, na kuzuia matumizi ya haraka ya teknolojia mpya.

Katika sekta ya vifaa vya mawasiliano ya simu, nyuzinyuzi za basalt zinahama kutoka pembezoni hadi kwenye kiini. Kuanzia radome hadi viungo vya nguvu ya kebo ya macho, na kutoka kwenye mashimo ya vichujio hadi kwenye viraka vinavyofyonza mawimbi, imejipatia nafasi muhimu katika miundombinu ya mawasiliano ya masafa ya juu kutokana na faida zake za pamoja za sifa za chini za dielektri, asili nyepesi, na upinzani wa hali ya hewa.
Vikwazo vitatu vikubwa vinabaki: uthabiti wa dielectric, gharama za metali, na mizunguko ya uidhinishaji. Hata hivyo, kwa uzinduzi wa kina wa 5G na kuanzishwa kwa utafiti wa awali wa 6G, mahitaji ya sekta ya mawasiliano ya vifaa vipya ni ya haraka zaidi kuliko hapo awali. Nyuzinyuzi za basalt zina uwezo wa kuwa chaguo muhimu la nyenzo kwa kuwezesha uwasilishaji wa mawimbi wa haraka na thabiti zaidi.
Mtazamo wa Wakati Ujao
Kwanza, usanifishaji wa nyuzi za basalt zenye dielektriki ndogo. Kadri teknolojia za 5G na 6G zinavyobadilika, mahitaji yanaongezeka kwa nyuzi zenye kigezo cha dielektriki chini ya 4.0 na uwiano wa hasara chini ya 0.005; kutatua masuala ya uthabiti wa kundi hadi kundi kutafungua njia ya matumizi makubwa.
Pili, kuchukua nafasi ya viungo vya nguvu vya kebo ya macho vilivyopo. Mahitaji ya kila mwaka ya nchi yangu ya kebo ya macho yanafikia mamia ya mamilioni ya kilomita za nyuzi; viungo vya nguvu vya BFRP (Basalt Fiber Reinforced Polymer) hutoa faida dhahiri katika gharama, uzito, na upinzani wa kutu, na hivyo kuwasilisha uwezekano mkubwa wa ubadilishaji wa soko.
Tatu, vipengele vilivyounganishwa vya kimuundo vinavyosambaza mawimbi na kufyonza mawimbi. Kuunganisha radome na safu ya ndani inayofyonza mawimbi katika sehemu moja iliyoumbwa kunaweza kupunguza hatua za kusanyiko na kupunguza gharama, na kuifanya iwe bora kwa uzalishaji wa wingi.