支持5G的智能城市為拉擠復合材料帶來了機遇

   
       在建筑環境中使用復合材料的許多驅動因素,例如高強度,輕質和設計自由度,但是有利于它們進一步采用的新興因素是射頻(RF)信號的透明性。
  為了在數據匱乏的城市中實現5G下一代移動網絡的潛力,將需要密集的5G小型蜂窩網絡,為5G天線罩和基站中的拉擠復合材料以及智能照明電桿等概念帶來機遇。與傳統建筑材料相比,提供更低5G信號損耗的新材料也將需要提供可靠的室內5G服務。
  EPTA行業簡報,拉伸復合材料在5G城市的擴展作用,概述了5G的推出將如何推動城市基礎設施中復合材料的使用。
  未來是智能的
  上一半以上的人口已經居住在城市地區,到2025年預計將增長到70%。未來的城市將變得更加智能,實施數字和數據驅動的解決方案,幫助他們更有效地運營并提供新服務。新的數字基礎設施和快速,高容量的網絡對于滿足這些不斷增長的數據傳輸需求至關重要。 5G是建議的解決方案,將是利用物聯網的巨大潛力的關鍵。
  預計到2025年,5G服務將廣泛可用,但它們在城市的廣泛部署帶來了挑戰。頂級5G性能的推動者將是24 GHz以上的毫米波(mmWave)頻譜,雖然這些高頻波可以攜帶比當前移動網絡更多的數據,但它們需要在更短的距離內傳播。在網絡流量較高的環境中,5G技術需要依賴“small cells” - 低功率微基站(蜂窩塔),它們在本地發送和接收信號。這將需要將數千個5G小型小區集成到已經復雜的城市基礎設施中。為了實現快速推出5G服務并降低成本,小型5G天線和基站初可能會“隱藏在現有的城市基礎設施和街道設施(如燈桿,交通信號燈,公交候車亭,廣告牌)和墻壁上。這將產生對天線護罩,基站外殼和隱藏解決方案的需求,為復合材料創造機會。
  拉擠玻璃纖維復合材料型材幾乎對射頻波“不可見”,并已在電信應用中使用多年??梢越M合不同的纖維和樹脂以提供適合各種終用途應用的一系列介電性能,并且開發的目標是更低的介電常數和損耗切線,以便在更高頻率的信號下實現更好的性能。拉擠成型是大型,低成本制造建筑構件的理想選擇,從簡單的平板,立柱,管和圓柱形天線罩和護罩到更復雜的定制設計結構。除了大限度地減少5G信號衰減和干擾外,堅固耐用的復合結構還提供易于安裝,重量輕的解決方案,且維護要求低。
  連接燈桿
  EPTA報告重點介紹了5G小型電池的新興解決方案,該解決方案將實現強勁增長 - “連接燈桿”或“智能電桿”。這些解決方案將節能LED照明與5G硬件的內部空間和來自多個OEM的天線集成在一個極點中。設計可以根據不同的城市景觀進行定制。其他設備,如攝像頭,傳感器和顯示屏也可以“插入”,將簡單的燈桿變成一個多功能集線器和一個潛在的城市收入來源。雖然鋼材是目前用于制造電線桿的主要材料,但范圍內的機構越來越多地采用拉擠復合材料桿,該復合材料桿具有耐腐蝕性,易于安裝并且具有更長的使用壽命和更低的生命周期成本。由諾基亞貝爾實驗室推動的智能城市數字生態系統創建的LuxTurrim5G項目是一項旨在開發具有集成微型5G天線和基站的拉擠復合燈桿的計劃。除了提供節能照明外,這些電桿還將創建一個高容量的5G數據傳輸網絡,并集成傳感器,信息顯示器,攝像頭和其他設備,以試用各種服務和業務概念。
  LuxTurrim5G項目合作伙伴還將復合建筑構件中的5G信號損失與傳統建筑材料相比較,因為短波長5G信號的室內穿透性較差。增加使用節能建筑材料,例如光譜選擇性玻璃,將加劇這一問題。拉擠的建筑構件,如窗框和門,橫梁,面板和建筑立面,可以改進室內mmWave信號穿透性和優異的隔熱性。
  發明創業的機會
  RF透明材料對下一代城市基礎設施的重要性日益增加,為復合材料行業開辟了一個遠遠超出當前建筑應用規模的新市場機遇。具有定制機械和介電特性的復合材料可為高性能5G應用提供有效的解決方案。 5G毫米波天線天線罩和基站需要新穎的射頻材料,以大限度地減少信號損失并提高網絡效率。智能照明桿網絡將使移動運營商能夠在不影響街景的情況下實現網絡密集化,而具有改進RF信號穿透能效的節能建筑系統為創新設計師提供了更多機會。
  EPTA秘書Elmar Witten博士指出:
  “復合材料具有許多特性,使其成為未來城市的有吸引力的建筑材料,包括高強度和高剛度,低重量,耐腐蝕性,隔熱和設計自由度。確保建筑物和室外可靠的5G覆蓋率的需求為RF透明拉擠復合材料在城市設計中的整合帶來了額外的動力。”