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研究人員使用3D打印MIM

發(fā)布時間：2022-08-18 10:44:51瀏覽：7065點(diǎn)贊：

總部位于英國的研究人員著眼于使用3D打印為5G通信系統(tǒng)制造低成本多輸入多輸出（MIMO）天線。使用3D打印制造的這些建議的MIMO能夠在多個方向上傳送光束

，無需使用移相器即可提供連續(xù)的實時覆蓋范圍

。此外

，它們可以在28 GHz 5G頻段上運(yùn)行

，其寬帶寬性能超過4 GHz。

因此

，研究人員發(fā)現(xiàn)，由于使用了3D打印

，這些天線為實現(xiàn)5G和毫米波應(yīng)用提供了一種低成本的選擇。此外

，3D打印還簡化了復(fù)雜的設(shè)計選擇

，從而可以改變天線波束的方向，并增加其方向性

。

天線的側(cè)面帶有壁的示意圖

。（a）前視圖

，（b）透視圖

。圖片來自Shaker Alkaraki和Yue Gao

。

3D打印天線的優(yōu)勢

研究人員首先概述了目前在大多數(shù)國家/地區(qū)正在實施的即將到來的5G標(biāo)準(zhǔn)化。5G無線技術(shù)是對當(dāng)前技術(shù)的重大改進(jìn)

，有望將整體系統(tǒng)容量提高數(shù)百倍，并以更高的頻譜和能源效率提高整體系統(tǒng)吞吐量

，同時將系統(tǒng)延遲降至最低

。5G將在具有以下毫米波（mm-wave）頻段的國家/地區(qū)引入：24 GHz至29.5 GHz，37 GHz至42.5 GHz

，47.2 GHz至48.2 GHz和64至71 GHz

。

3D打印螺旋天線的渲染。圖片來自SENER

。

3D打印MIMO天線原型

研究人員稱

，3D打印天線的過程可以分為兩個階段

。首先是實際的3D打印過程本身

，然后是金屬化過程。研究人員解釋說

，與低成本的化學(xué)鍍相比

，使用低成本的金屬化技術(shù)更為有效，因為這有助于降低3D打印天線的成本

，這是首先使用增材制造的主要好處

。

壁高（??）對天線輻射方向圖的影響

。圖片來自Shaker Alkaraki和Yue Gao

。

為該研究而開發(fā)的MIMO天線原型包括2×2系統(tǒng)和4×3 MIMO系統(tǒng)。除了價格合理

，效率高外

，這些原型還具有通過3D打印實現(xiàn)的光束切換功能。每個MIMO天線都由兩個主要部分組成：饋電結(jié)構(gòu)和輻射結(jié)構(gòu)

。饋電結(jié)構(gòu)設(shè)計成將電磁能耦合到輻射結(jié)構(gòu)的表面，該表面是系統(tǒng)的3D打印部分

，由一個被矩形空腔和兩個波紋包圍的中央槽組成

。使用Objet30 3D打印機(jī)對輻射結(jié)構(gòu)進(jìn)行3D打印，然后使用噴射金屬（JMT）噴涂金屬化工藝將其金屬化

。這涉及在3D打印的結(jié)構(gòu)上涂一層薄的銀

，厚度為2.5μm

。

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