研究員利用3D打印技術(shù)開發(fā)“懸?！焙撩撞ㄌ炀€陣

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責任編輯：六月芳菲時間：2017-11-01 14:04

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[導讀]ESL研究員將利用這項技術(shù)制造出一種被稱為“懸浮”的毫米波天線陣列，它具有額外的信號強度，滿足對高速通信和數(shù)據(jù)傳輸日益增長的需求。

正如3D打印技術(shù)本身一樣令人興奮，看到它在其他技術(shù)領(lǐng)域取得進展也令人興奮。在過去幾十年里，天線設計相對名不經(jīng)傳但處于至關(guān)重要的領(lǐng)域，它為通訊技術(shù)的發(fā)展做出了巨大貢獻，這是3D打印技術(shù)的最新成果。俄亥俄州立大學的電子科學實驗室(ESL)的一組研究人員將利用這項技術(shù)制造出一種被稱為“懸浮”的毫米波天線陣列，這種天線陣列具有額外的信號強度，以滿足對高速通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜找嬖鲩L的需求。

隨著我們的社會越來越緊密的聯(lián)系在一起，隨著移動設備和無線網(wǎng)絡的日益增多，允許所有這一切發(fā)生的電磁頻譜范圍越來越大。天線設計正在轉(zhuǎn)向毫米波，其頻率為30-300GHz，因為較低的頻率處于這樣的應變狀態(tài)，使得它們可能不能夠持續(xù)提供更長時間的連續(xù)帶寬。

ESL電氣和計算機工程系助理教授Nima Ghalichechian表示：“如今，我們將手機用于各種無線通信語音和視頻傳輸。” “每年都有需求和增長，每年我們都需要更多的信號來發(fā)送和接收比上一年更多的數(shù)據(jù)...我們試圖將頻率提高50倍以上，使我們達到50倍更高的帶寬...所以，這個想法是創(chuàng)建以這些非常高的頻率發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的設備。“

Ghalichechian的團隊正在使用混合制造工藝開發(fā)新的毫米波天線陣列。他們的方法結(jié)合了3D打印技術(shù)和MEMS（微電機械系統(tǒng)）。天線設計中的一個共同的限制是天線陣列必須安裝在硅襯底上，這樣會削弱無線信號。這些新的陣列被制造成“懸浮”在空中，這減少了支持的需要和對信號的后果的負面影響。

根據(jù)Ghalichechian的說法，我們可以把它看作是一個小小的支柱，但是它主要是浮動的，它的想法是將天線與有損基板物理隔離，將其懸掛在空氣中...中心目標是開發(fā)掃描輻射效率大于85％的硅集成電路陣列迄今尚未實現(xiàn)這種緊湊型高效毫米波陣列。“

3D打印將派上用場，使鏡頭組件貼在天線上。研究生研究助理Jiantong Li和Kyoung Ho Jeong正在嘗試使用這種技術(shù)來生產(chǎn)特定的透鏡結(jié)構(gòu)，從而充分聚焦，從而放大由天線陣列產(chǎn)生的信號。

Ghalichechian和他的學生團隊最近收到了為期三年的30萬美元的國家科學基金會（NSF）贈款獎，以進一步開發(fā)其小型化“懸停”天線。完成后，這個項目應該在各種不同的領(lǐng)域應用廣泛。這將有助于改進短程通信鏈路，衛(wèi)星通信，雷達，遙感，安全和醫(yī)學成像。

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