研究人员University of Sheffield已经开发了3D印刷天线,该天线可以比当前的5G和6G空中更快,更便宜。
在测试过程中,团队的毫米(mmWave浪潮) devices are said to have demonstrated a radio frequency (RF) performance akin to that of conventionally-produced antennas. In future, it’s thought the aerials could help accelerate the roll-out of 5G and 6G infrastructure, both in the UK, and isolated areas abroad.
谢菲尔德大学无线电频率工程读者埃迪·鲍尔(Eddie Ball)说:“这种3D打印的设计可能是电信行业的游戏规则改变者。”“该设计可用于制作天线的规模更大,因此有能力覆盖更多区域,并将最快的移动网络带到尚未访问的世界各地。”
“ [3D打印]使我们能够以比当前的制造技术更低的成本原型和生产5G和6G网络的天线。”
mmwave天线大修?
根据谢菲尔德的团队的说法,目前用来建立电信网络的天线通常是一个缓慢而昂贵的过程。因此,鉴于它们背后的技术正在发展,研究人员认为,这种制造技术“阻碍创新”,因为它们延迟了原型制作和新基础设施的建设。
为了解决这一障碍,工程师提出了一种新的设计,可以以更快的速度搅拌出来,而不会损害最终性能。天线本身是在英国研究与创新(乌克里)国家MMWave测量实验室,尖端的英国研发设施。
该综合大楼也位于谢菲尔德(Sheffield),允许行业和学者测试和测量天线,挡片电路设备和其他射频系统。由价值200万英镑的三个关键设备组成:NSI-MI天线测量系统,Keysight四端口VNA和MPI TS150-THZ WAFER探测站,可以重新调整实验室,以满足研究人员的确切项目需求。
最终,该设施可以使天线性能从10 GHz到110GHz的范围,这是Sheffield的团队在测试中“无价”的。在这些实验中,工程师在银纳米颗粒周围开发了一种天线3D打印方法,该方法被理解为具有RF应用的理想特性,并以多达48 GHz的频率进行了测试。
在实验室进行了范围和频率实验之后,团队继续通过一组3D表面图(如下图所示)将其设备与常规空中进行了绘制。事实证明,天线的增益和时间域响应之间的差异表明信号的方向和强度是“几乎无法区分的”。
鉴于研究人员的3D打印技术使功能设备仅在几个小时内仅几个小时才能创建,因此他们说,它可以为当前航空生产方法提供有吸引力的低成本替代品。对于居住在偏远地区的人,团队还建议他们的3D印刷天线有一天可能有助于带来更强大的手机信号和更快的互联网连接。
The growing frequency of AM antennas
随着无线连通性现在比以往任何时候都更加核心,因此,传输细胞信号的新型,更快的方式的喧嚣不断增长。近年来,这导致研究人员使用3D打印来实现这一目标,而另一支英国团队以前已经开发了3D printed 5G MIMO antennas自己的。
在其他地方,工程师在University of Delaware设法创建了信号弯曲的3D打印Luneburg镜头,这可以连接电子,传感器或手机。也就是说,据说该团队正在与美国军队,探索其设备与防御相关的机器人技术和平民航空航天应用。
在商业领域,Optomec还提出了一种方式using 3D printing to boost 5G antenna signals。具体而言,该公司开发了一种半导体解决方案,该解决方案涉及使用3D打印将毫米波电路集成到单元信号发射器中,从而为附近用户提供了改进的单元格连接。
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Featured image shows the researchers’ 3D printed antennas. Photo via the University of Sheffield.