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欧洲拉挤技术协会:5G智慧城市——复合材料的新机遇

根据欧洲拉挤技术协会(EPTA)的一份最新报告,复合材料在建筑中的推广应用受益于包括高强度、重量轻、设计自由等诸多因素的影响。但证据显示,射频(RF)信号的透明度要求正成为促成复合材料在建筑领域更广泛应用的新的助力因素。

为了在数据匮乏的城市实现5G下一代移动网络的潜力,需要建设密集的5G小型蜂窝网络。5G雷达罩、基站及智能灯杆等概念的建设,为拉挤型复合材料带来了机遇。与传统建筑材料相比,新型材料提供的5G信号损耗更低,同时也能够提供可靠的室内5G服务。

EPTA的行业简报《拉挤复合材料在5G城市中的扩展作用》概述了5G的推出,将如何推动城市基础设施中复合材料的采用。

美好的未来

世界上一半以上的人口已经生活在城市地区,预计到2025年这一比例将上升到70%。未来的城市将更加智能,实现数字和数据驱动的解决方案,帮助它们更有效地运营,并提供新的服务。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解决方案,将是开发物联网巨大潜力的关键。

5G服务预计将在2025年前广泛使用,但其在城市的广泛部署也带来了挑战。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,但它们的传输距离要短得多。

在网络流量高的环境中,5G技术将需要依赖于“Small Cell”——在本地传输和接收信号的低功率微基站(蜂窝塔)。这就需要将数千个5G Small Cell集成到已经非常复杂的城市基础设施中。为了能够快速推出5G服务并降低成本,小型5G天线和基站最初可能会“隐藏在现有的城市基础设施和街道设施”上,安装在诸如灯杆、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和天线罩、基站外壳和隐蔽解决方案的需求,并为复合材料的使用创造机会。

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最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。除了将5G信号衰减和干扰降至最低,坚固耐用的复合结构还提供了易于安装、重量轻、维护要求低的解决方案。

连接灯杆

EPTA的报告强调了一种新兴的5G小电池解决方案——“连接灯杆”或“智能灯杆”——将实现强劲增长。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量身定做。摄像头、传感器和显示屏等其他设备也可以“插入”,把这个简单的灯杆变成一个多功能中心,为城市带来潜在的收入。

虽然钢材是目前用于制造电线杆的主要材料,但世界各国当局越来越多地采用拉挤复合材料杆,这种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(Nokia Bell Labs)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,以试验各种服务和业务概念。

由于短波长5G信号在建筑内的穿透性较差,LuxTurrim5G项目合作伙伴也在将复合建筑构件中的5G信号损失与传统建筑材料相比较。越来越多地使用节能建筑材料,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、梁、面板和建筑立面,可以改善建筑内 mmWave信号的穿透性,并具有良好的保温性能。

创新企业的机遇

射频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新的市场机遇,远远超出了目前建筑应用的规模。

具有量身定制的力学和介电性能的复合材料可以为高性能5G应用提供有效的解决方案。5G mmWave天线天线罩和基站需要新颖的射频材料来降低信号损耗,提高网络效率。

智能灯杆网络将令移动运营商在不影响街景的情况下,使其网络更加密集,而具有更高射频信号穿透能力的节能建筑系统为创新设计师提供了更多的机会。

EPTA秘书长Elmar Witten博士指出:复合材料提供了许多特性,包括高强度和刚度、低重量、耐腐蚀、隔热和设计自由度,使其成为未来城市有吸引力的建筑材料。确保建筑内外5G可靠覆盖的需要,为RF透明拉挤复合材料融入城市设计带来了额外的驱动力。

声明:本公众号部分文章和图片来源于网络,发布的文章仅用于复合材料专业知识和市场资讯的交流与分享,不用于任何商业目的。任何个人或组织若对文章版权或其内容的真实性、准确性存有疑义,请第一时间联系我们。我们将及时进行处理。

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