5G – Schlüsseltechnologie für die vernetzte Welt

Quelle: Saveliy Morozov , pixabay

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5G ist die neueste Generation der mobilen Kommunikation und wurde entwickelt, um auf den privaten Bedarf und das wirtschaftliche Umfeld des Jahres 2020 und darüber hinaus zu reagieren. 5G wird zur Basis für eine komplett mobile und vernetzte Gesellschaft, es ist eine Schlüsseltechnologie für die Digitalisierung aller Lebens- und Wirtschaftsbereiche. Die neue Technologie ermöglicht eine enge Vernetzung von Geräten wie Mobiltelefonen, Tablets, Fahrzeugen, Haushaltsgeräten, Industrieanlagen und vielen anderen zu einem Internet der Dinge (Internet of Things, IoT).

Im Zuge der Einrichtung von 5G wird der Bedarf an Basisstationen, aktiven Antennen (active antenna units, AAU) und sonstigen Anlagen drastisch ansteigen. Covestro entwickelt dafür innovative und nachhaltige Werkstofflösungen und leistet einen Beitrag zu einer smarten Infrastruktur, einschließlich Sensortechnologien und digitaler Kommunikationsumgebung. Dabei kooperiert das Unternehmen eng mit der Deutschen Telekom und dem Umeå Institute of Design. Einige Prototypen zeigt Covestro auf der K 2019. Das Projekt ist Teil der umfassenden Digitalisierungsstrategie des Unternehmens. Zusammen mit seinen Partnern hat sich das Unternehmen dem Erreichen der Ziele Nummer 9 (Innovation und Infrastruktur) und 11 (Nachhaltige Städte) der UN-Ziele für nachhaltige Entwicklung verschrieben.

Neue Telekommunikations-Infrastruktur

Polycarbonate und deren Blends haben sich in einer Vielzahl von Elektro- und Elektronik-Anwendungen bewährt und sollten aufgrund ihrer herausragenden Eigenschaften auch für die 5G-Technologie die Werkstoffe der Wahl sein: „Sie sind mechanisch robust, leicht, transparent für Funkfrequenzen und für das Spritzgießen geeignet“, erläutert Fabian Grote, ein Kernmitglied des globalen 5G-Teams bei Covestro. Einige Typen weisen außerdem eine gute Wetterbeständigkeit oder Wärmeleitfähigkeit auf oder eignen sich für Zweikomponenten-Spritzguss und Laserdirektstrukturierung (LDS).

Um die öffentliche Akzeptanz für ein erweitertes Netzwerk von Antennen und Basisstationen zu erhöhen, arbeitet Covestro mit Studenten des bekannten Umeå Institute of Design sowie der Deutschen Telekom an der nahtlosen Integration dieser technischen Einrichtungen in den Städten der Zukunft. Das Projekt beinhaltet die Entwicklung attraktiver Basisstationen, ihre Farbanpassung und Oberflächenstrukturierung. Düsseldorf diente als Referenzstadt für das Projekt.

Flexibilität im Antennendesign

Bei diesem Projekt tritt Covestro in einem hypothetischen Szenario mit einem eigenen Produktprogramm in den Markt ein. Das eigentliche Produkt ist die äußere Ummantelung einer Antenne von einem Drittanbieter, die sich an spezielle Umgebungen anpassen soll, indem sie sich entweder darin einfügt oder daraus hervorsticht, je nach Umgebung und Bevölkerungsdichte. So kann hier das beste Potenzial ausgeschöpft werden mit Produkten, die die technischen Anforderungen erfüllen und sich entweder integrieren oder den Charakter einer Stadt mit 5G-Netzwerk verstärken. „Auf der K 2019 werden wir eine Reihe von technischen und Design-Prototypen mit kleinen Zellen im Frequenzbereich von 3,5 GHz und 28 GHz zeigen“, sagt Grote.

Wenn sich die 5G-Technologie hin zu noch höheren Frequenzen entwickelt, das heißt in den Millimeter-Wellenbereich, könnte die Signalübertragung zur Herausforderung für die Konstruktion werden. „Wir können unsere Kunden mit viel Designfreiheit bei trotzdem hoher Übertragungsrate in einem breiten Frequenzbereich bis zu 50 GHz und unter verschiedenen Umgebungsbedingungen unterstützen“, sagt Nan Hu, globale Leiterin des Bereichs Electronics im Segment Polycarbonates bei Covestro. „Dafür bieten wir in unserem asiatisch-pazifischen Innovationszentrum in Shanghai modernste Testmöglichkeiten.“

Neue Folienlösung für 5G-Smartphones

Die 5G-Technologie mit ihren hohen Übertragungsraten wird auch erhebliche Auswirkungen auf die Konstruktion von Smartphones haben. So benötigen die Antennen für die 5G-Technologie mehr Platz. Dies ist nur ein Grund, weshalb bisher genutzte Metalllösungen für die Rückseite der Geräte künftig durch Keramik, Glas oder Kunststoffe ersetzt werden.

Eine mehrlagige Makrofol® SR Folienlösung mit Acryl-Deckschicht führt in Kombination mit einem neuen Herstellprozess zu Rückseiten, die wie Glas aussehen, ohne jedoch zerbrechlich zu sein. „Der Folienverbund kann dreidimensional verformt werden, und die Folienlösung erfüllt auch die Anforderungen an die Durchlässigkeit für hohe Radiofrequenzen mit Wellenlängen im Millimeterbereich“, erläutert Echol Zhao, Leiter des Bereichs Specialty Films Greater China bei Covestro.

Das kristallklare, dreidimensional formbare und 5G-kompatible Folienmaterial wurde speziell entwickelt für eine optimale Designfreiheit für Mobilfunkmarken. Unter Verwendung von Gestaltungstechnologien wie der UV-Strukturierung und des NCVM-Verfahrens (non-conductive vacuum metallization) lassen sich damit modische Produkte generieren. Mehr als 50 Prozent des Mobilfunkmarkts in China stellt sich zurzeit auf solche mehrlagigen PC/PMMA-Folienlösungen um – Zeichen für eine vielversprechende Zukunft für die kommende 5G-Ära.

Quelle: Covestro 5G – key technology for the networked world

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