支持5G的智能城市为拉挤复合材料带来了机遇

   
       在建筑环境中使用复合材料的许多驱动因素,例如高强度,轻质和设计自由度,但是有利于它们进一步采用的新兴因素是射频(RF)信号的透明性。
  为了在数据匮乏的城市中实现5G下一代移动网络的潜力,将需要密集的5G小型蜂窝网络,为5G天线罩和基站中的拉挤复合材料以及智能照明电杆等概念带来机遇。与传统建筑材料相比,提供更低5G信号损耗的新材料也将需要提供可靠的室内5G服务。
  EPTA行业简报,拉伸复合材料在5G城市的扩展作用,概述了5G的推出将如何推动城市基础设施中复合材料的使用。
  未来是智能的
  上一半以上的人口已经居住在城市地区,到2025年预计将增长到70%。未来的城市将变得更加智能,实施数字和数据驱动的解决方案,帮助他们更有效地运营并提供新服务。新的数字基础设施和快速,高容量的网络对于满足这些不断增长的数据传输需求至关重要。 5G是建议的解决方案,将是利用物联网的巨大潜力的关键。
  预计到2025年,5G服务将广泛可用,但它们在城市的广泛部署带来了挑战。顶级5G性能的推动者将是24 GHz以上的毫米波(mmWave)频谱,虽然这些高频波可以携带比当前移动网络更多的数据,但它们需要在更短的距离内传播。在网络流量较高的环境中,5G技术需要依赖“small cells” - 低功率微基站(蜂窝塔),它们在本地发送和接收信号。这将需要将数千个5G小型小区集成到已经复杂的城市基础设施中。为了实现快速推出5G服务并降低成本,小型5G天线和基站初可能会“隐藏在现有的城市基础设施和街道设施(如灯杆,交通信号灯,公交候车亭,广告牌)和墙壁上。这将产生对天线护罩,基站外壳和隐藏解决方案的需求,为复合材料创造机会。
  拉挤玻璃纤维复合材料型材几乎对射频波“不可见”,并已在电信应用中使用多年。可以组合不同的纤维和树脂以提供适合各种终用途应用的一系列介电性能,并且开发的目标是更低的介电常数和损耗切线,以便在更高频率的信号下实现更好的性能。拉挤成型是大型,低成本制造建筑构件的理想选择,从简单的平板,立柱,管和圆柱形天线罩和护罩到更复杂的定制设计结构。除了大限度地减少5G信号衰减和干扰外,坚固耐用的复合结构还提供易于安装,重量轻的解决方案,且维护要求低。
  连接灯杆
  EPTA报告重点介绍了5G小型电池的新兴解决方案,该解决方案将实现强劲增长 - “连接灯杆”或“智能电杆”。这些解决方案将节能LED照明与5G硬件的内部空间和来自多个OEM的天线集成在一个极点中。设计可以根据不同的城市景观进行定制。其他设备,如摄像头,传感器和显示屏也可以“插入”,将简单的灯杆变成一个多功能集线器和一个潜在的城市收入来源。虽然钢材是目前用于制造电线杆的主要材料,但范围内的机构越来越多地采用拉挤复合材料杆,该复合材料杆具有耐腐蚀性,易于安装并且具有更长的使用寿命和更低的生命周期成本。由诺基亚贝尔实验室推动的智能城市数字生态系统创建的LuxTurrim5G项目是一项旨在开发具有集成微型5G天线和基站的拉挤复合灯杆的计划。除了提供节能照明外,这些电杆还将创建一个高容量的5G数据传输网络,并集成传感器,信息显示器,摄像头和其他设备,以试用各种服务和业务概念。
  LuxTurrim5G项目合作伙伴还将复合建筑构件中的5G信号损失与传统建筑材料相比较,因为短波长5G信号的室内穿透性较差。增加使用节能建筑材料,例如光谱选择性玻璃,将加剧这一问题。拉挤的建筑构件,如窗框和门,横梁,面板和建筑立面,可以改进室内mmWave信号穿透性和优异的隔热性。
  发明创业的机会
  RF透明材料对下一代城市基础设施的重要性日益增加,为复合材料行业开辟了一个远远超出当前建筑应用规模的新市场机遇。具有定制机械和介电特性的复合材料可为高性能5G应用提供有效的解决方案。 5G毫米波天线天线罩和基站需要新颖的射频材料,以大限度地减少信号损失并提高网络效率。智能照明杆网络将使移动运营商能够在不影响街景的情况下实现网络密集化,而具有改进RF信号穿透能效的节能建筑系统为创新设计师提供了更多机会。
  EPTA秘书Elmar Witten博士指出:
  “复合材料具有许多特性,使其成为未来城市的有吸引力的建筑材料,包括高强度和高刚度,低重量,耐腐蚀性,隔热和设计自由度。确保建筑物和室外可靠的5G覆盖率的需求为RF透明拉挤复合材料在城市设计中的整合带来了额外的动力。”