Die Übertragungsgeschwindigkeit von 5G-Netzwerken wird voraussichtlich das Zehnfache der LTE-Geschwindigkeit betragen. Damit haben sie das Potenzial, unter anderem die Konnektivität von Maschinen und Geräten wesentlich zu verbessern. Die Bergbauindustrie ist an diesem Mobilfunkstandard besonders interessiert, da eine Mobilfunkkommunikation Untertage bisher nicht möglich war: Der Kontakt zwischen den Flözen und den oberirdischen Einrichtungen erfolgt immer noch über klassischen Radiofunk. Deshalb führt das Bergbauunternehmen Boliden in seiner Gold- und Tellurmine Kankberg in Schweden umfangreiche Tests mit dem 5G-Standard durch, die Teil des schwedischen Pilotprojektes PIMM – Pilot for Industrial Mobile Communication in Mining – für industrielle Mobilkommunikation im Bergbau sind. An dem Projekt sind auch andere große schwedische Unternehmen wie ABB, Ericsson und Volvo sowie führende Universitäten des Landes beteiligt. Die Umsetzung erfordert spezielle Antennen in den Bergbaukorridoren, die auch unter den sehr rauen Umgebungsbedingungen unter der Erdoberfläche zuverlässig störungsfrei arbeiten. Teil der entsprechenden Lösung ist ein graphitgraues Gehäuse aus der Bocube-Baureihe des Gehäusespezialisten Bopla.
Entwicklung eines robusten 5G-Antennen-Gehäuses
„Die harten Bedingungen Untertage stellen hohe Anforderungen an die Antennengehäuse. Sie müssen sehr robust und dauerhaft staub- sowie wasserdicht sein“, erklärt Johan Eriksson. Er ist bei Miltronic, der schwedischen Niederlassung der internationalen Lapp-Gruppe, für den Bereich Geschäftsentwicklung zuständig. Das Unternehmen hat eine Gehäuselösung entwickelt, die den Schutzanforderungen der 5G-Mobilfunkantenne gerecht wird. Darüber hinaus kühlt sie die verbaute Elektronik, da beim Betrieb der 5G-Antenne Wärme entsteht, die zum zuverlässigen Erhalt der Funktion sowie der Lebensdauer schnell abgeführt werden muss.
Zu den Bestandteilen der Lösung gehört unter anderem das bereits erwähnte Bocube-Gehäuse von Bopla. Es ist 271 mm lang, 170 mm breit sowie 120 mm hoch und aus robustem Polycarbonat in UL -94-V0-Ausführung gefertigt. Dieses Material ist schwer entflammbar, selbstverlöschend und besitzt eine f1-Listung nach UL 746 – hat also die Tests der Underwriters Laboratories bezüglich der Eignung für den Außeneinsatz bestanden. Eine Dichtung aus geschäumtem Polyurethan verhindert zudem das Eindringen von Staub oder Feuchtigkeit. Das Gehäuse erreicht damit die Schutzart IP66/IP68 und bewahrt die Antenne sicher vor den Umgebungseinflüssen Untertage.
Wärmeableitung durch natürliche Konvektion
Für die Kühlung musste eine individuelle Lösung gefunden werden, da ein vollständig aus Metall gefertigtes Gehäuse wie etwa das Bocube Alu von Bopla die Wärme zwar zuverlässig abgeführt, gleichzeitig aber eine korrekte Antennenfunktion unterbunden hätte. Johan Erikson hatte schließlich die Idee, ein herkömmliches Kupferrohr aus dem Sanitärbereich durch das Bocube-Kunststoffgehäuse zu führen und als Wärmeleiter zu nutzen. Die Luft, die durch natürliche Konvektion durch das Kupferrohr strömt, reicht nun aus, um die Verlustleistung der Antenne abzuleiten. Um dennoch den Staub- und Wasserschutz der Elektronik nach Schutzart IP66/IP68 zu gewährleisten, wurde das Rohr jeweils am Ein- und Austritt mit Schraubdichtungen gegen die Gehäusewand abgedichtet.
