来自美国的研究人员德拉瓦大学已开发出新型添加剂制造的Luneburg透镜，能够在5G频率下进行通信。
利用FDM 3D打印技术，该团队制作了几个表面平坦的微型天线，使它们能够被添加到电子设备、传感器甚至移动电话中。现在与美国陆军，科学家们正在开发与国防相关的机器人和民用航空航天应用，用于其附加传输装置。
领导这项研究的马克·米罗茨尼克教授说：“这种镜头是一种非常便宜、有效的将通信信号导向特定方向的方法，它对5G特别有用。”。“我们认为，我们的镜头可能适用于那些‘网络边缘’之类的东西，因为它们价格低廉，但非常坚固。”
使用天线
无线通信系统与我们的日常生活越来越相关，因为该技术经常用于连接日常智能设备的雷达和卫星。为了发挥这一重要作用，这些天线需要具有高增益、广角、灵活和能够中继多波段信号的能力。
目前，卫星中使用了可操纵相控阵天线来实现这一点，但它们可能是昂贵、复杂和耗电的技术。梯度折射率（GRIN）Luneburg透镜经常被吹捧为替代品，因为它们的球形梯度结构允许它们一次中继多个波束。
尽管GRIN器件具有吸引人的特性，但其球形几何形状使其难以集成到标准天线阵列中。然而，使用转换光学（TO）过程，可以将Luneburg透镜转换成与传统卫星更兼容的平面。
虽然TO在这一领域的部署有些成功，但由于镜头馈送中存在反射，进展受到阻碍。为了解决这一问题，研究小组从理论上推断，使用3D打印，可以添加一个抗反射（AR）层，从而生产出具有多频率功能的Luneburg设备。
Luneburg透镜的3D打印
为了验证他们的假设，科学家们在现有透镜的平面激发面上3D打印了一个AR层，并将其配置为在Ka波段（26–40 GHz）工作。然后测试原型的电磁特性，并与仿真结果以及现有GRIN设备的性能进行比较。
在评估过程中，该团队升级的天线设计能够减轻ka带宽上现有透镜的反射。该原型还缩小了透镜的半焦度，与计算机投影相比，它在大多数进给位置的光圈效率都超过60%。
研究人员最初承认，他们的AR层有时会限制设备的扫描角度，但后来他们优化了其性能。与米罗茨尼克共同创立的初创公司DeLUX AM合作，该团队还发现了各种新颖的镜头应用，包括将其嵌入3D打印的“四架直升机”中
科学家们现在已与政府签订了合同美国国防部制造一个能够从传送带上自行移动并立即出发的机器人。这项技术看似雄心勃勃，但该团队已经印刷了一种镜头集成设备，可以从构建板上自行移动，显示出该技术的整体潜力。
增强型加性天线的研制
采用3D打印的成本和设计灵活性优势使研究人员越来越能够制造具有升级中继能力的5G天线。
英国的研究人员研究了3D打印的优点多输入多输出用于5G系统的（MIMO）天线。拟议中的“MIMO”能够在多个方向传输波束，提供连续、实时的覆盖，而无需移相器。
另一队来自德拉瓦大学部署了一个XJet卡梅尔1400用于制造新型5G天线的3D打印机。通过使用被动光束控制算法，科学家们能够打印出具有复杂结构、小通道和优化材料特性的透镜。
在其他地方，科学家在伯明翰大学已将精密3D打印部署到制作5G天线电路. 作为军方主导项目的一部分，该设备还可以用于民用地图和汽车雷达。
研究人员的研究结果在他们题为“研究”的论文中有详细说明具有宽带抗反射层的高增益、宽角度QCTO改进型Luneburg透镜天线，由苏米特拉·比斯瓦斯和马克·米罗茨尼克合著。
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特写图片显示了特拉华团队的一个3D打印实验通信设备。照片通过德拉瓦大学。
