研究

特拉华大学科学家3D打印5G信号弯曲莱亨斯堡镜头

研究人员来自特拉华大学已经开发了新型添加剂制造的Luneburg镜片,其能够以5G频率进行通信。

使用FDM 3D打印,该团队生产了几种带有平坦表面的微观天线,使它们能够添加到电子设备,传感器甚至移动电话中。现在与之合作美国军队,科学家正在开发与其添加剂传输装置的防御相关机器人和民用航空航天应用。

“这种镜头是一种非常便宜的,有效的方向,在特定方向上转向通信信号,它将特别有用,5克特别有用,”马里多兹尼克教授领导的研究。“我们认为我们的镜头可能会有那种”网络边缘“种类的应用程序,因为它们是廉价的,但非常强大。”

特拉华州的团队开发了一系列3D印刷镜头原型,兼容5G频率。通过特拉华大学的形象。
特拉华州的研究人员开发了一系列与5G频率兼容的3D印刷镜头原型。通过特拉华大学的形象。

用天线进行添加剂

无线通信系统与我们的日常生活越来越相关,因为该技术常用于连接日常智能设备的雷达和卫星内。为了满足这种重要作用,这些天线需要高增益,广角,敏捷,并且能够中继多频带信号。

目前,可以在卫星内使用可转化的相位阵列天线来实现这一点,但它们可以是昂贵的,复杂和消耗的技术。梯度指数(或笑容)朗氏透镜通常被吹捧为替代方案,因为它们的球形分级结构允许它们立即中继多个光束。

尽管咧嘴设备的诱模性能,但它们的球形几何形状使它们难以集成到标准天线阵列中。然而,使用变换光学器件(至)过程,可以将Luneburg镜头转换成与传统卫星更加兼容的平面表面。

虽然在这个领域已经有所成功地部署,但在镜片饲料中存在反射的存在,进展被阻碍了。为了打击这一点,团队理论为使用3D打印,可以添加一个反射(AR)层,产生具有多频率功能的Luneburg设备。

科学家们部署了一个先进的FDM 3D打印技术(如图所示)以调整现有的Luneburg镜头。通过特拉华大学的形象。

3D打印leuneburg镜头

为了测试他们的假设,科学家3D将AR层印在现有镜头的平面激发表面上,并配置在KA波段(26-40GHz)中操作。然后测试原型的电磁特性并与模拟进行比较,以及现有胶质装置的性能。

在评估期间,团队的升级天线设计能够减轻在KA带宽上的现有镜头中看到的反射。原型还缩小了镜头的半功率,与计算机投影相比,它在大多数馈电位置显示出超过60%的光圈效率。

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,但自从优化其性能以来。使用Delux Am,是Mirotznik共同创立的一个创业公司,该团队还确定了各种新颖的镜头应用程序,包括将其嵌入到3D打印的“Quadcopter”中。

科学家现在已经被签约了美国国防部建立能够从传送带中移除自己的机器人,并立即关闭。它看起来雄心勃勃,但球队已经打印了一个镜头集成装置,从构建板上移动,显示了技术的整体潜力。

该研究团队试图为其镜头找到新的应用程序,包括船上的3D打印的Quadcopter(图为)。通过特拉华大学的形象。
该研究团队试图找到镜头的新应用程序,包括将它们附加到3D打印的Quadcopter(图片)。通过特拉华大学的形象。

开发增强的添加剂天线

采用3D打印的成本和设计灵活性效益越来越多地使研究人员能够使用升级的中继功能制造5G天线。

基于英国的研究人员研究了3D打印的优点多输入多输出(MIMO)5G系统的天线。所提出的“MIMOS”能够在不需要相移器的情况下提供连续,实时覆盖的梁。

另一个团队来自特拉华大学已经部署了一个XJET Carmel 1400.3D打印机制作新颖的5G天线。使用被动光束转向算法,科学家能够用复杂的结构,小通道和优化的材料特性打印镜头。

在其他地方,科学家们伯明翰大学已部署精密3D打印制造5G天线的电路。作为军用LED项目的一部分开发,该设备还可以具有平民映射和汽车雷达应用。

研究人员的调查结果在题为“高增益,启用广角QCTO的改进的Luneburg镜头天线,具有宽带防反射层“这是由Soumitra Biswas和Mark Mirotznik共同撰写的。

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特色图片显示了Delaware团队的3D印刷实验通信设备之一。照片通过特拉华大学。