謝菲爾德大學(xué)開發(fā)出3D打印毫米波天線，將5G和6G信號(hào)帶到偏遠(yuǎn)社區(qū)

2023年1月18日，南極熊獲悉，來自謝菲爾德大學(xué)電子和電氣工程系的研究人員已經(jīng)設(shè)計(jì)、制造并測(cè)試了一種由3D打印生產(chǎn)的毫米波（mmWave）天線，其射頻性能與使用傳統(tǒng)制造技術(shù)生產(chǎn)的天線相匹配。這種3D打印天線有可能加速新的5G和6G基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，并可以幫助那些生活在英國(guó)和世界各地的偏遠(yuǎn)地區(qū)的人們享受到技術(shù)的紅利。

△埃迪-鮑爾在毫米波設(shè)施的開放日期間向參觀者展示實(shí)驗(yàn)室。資料來源：謝菲爾德大學(xué)

目前用于搭建電信網(wǎng)絡(luò)的天線部件的制造通常是緩慢和昂貴的。根據(jù)謝菲爾德大學(xué)的說法，這阻礙了創(chuàng)新，延緩了原型的開發(fā)，并使新的基礎(chǔ)設(shè)施難以建立。為了應(yīng)對(duì)這種情況，該大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種新的天線設(shè)計(jì)，可以使用 3D 打印技術(shù)以更便宜、更快速的方式制造無線電天線，而不會(huì)影響性能。使用這種技術(shù)，天線可以在短短幾個(gè)小時(shí)內(nèi)生產(chǎn)出來，成本只需幾英鎊，并且具有與傳統(tǒng)方式生產(chǎn)的天線類似的性能。一般來講，通過傳統(tǒng)方法制造天線的成本通常為數(shù)百英鎊。

△3D打印的無線電天線。來源：謝菲爾德大學(xué)

3D打印天線過程使用的是銀納米顆粒，它具有良好的射頻電氣性能，并在5G和6G網(wǎng)絡(luò)使用的各種頻率下進(jìn)行了測(cè)試，最高可達(dá)48GHz。它們的增益和時(shí)域響應(yīng)（影響它們能夠接收和發(fā)射的信號(hào)的方向和強(qiáng)度），與傳統(tǒng)制造的天線幾乎沒有區(qū)別。

謝菲爾德大學(xué)通信研究小組的Eddie Ball說："這種3D打印設(shè)計(jì)可能會(huì)改變電信業(yè)的游戲規(guī)則。它使我們能夠以更低的成本和更快的速度為5G和6G網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)天線原型。這種設(shè)計(jì)還可以用來生產(chǎn)更大規(guī)模的天線，因此有能力覆蓋更多地區(qū)，并將最快的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)帶到世界上尚未接入的地區(qū)�！�

△在測(cè)量實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)建的3D表面圖--這些圖顯示了傳統(tǒng)制造案例與謝菲爾德大學(xué)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建的3D打印天線之間的比較。

天線的射頻測(cè)試是利用謝菲爾德大學(xué)業(yè)界領(lǐng)先的UKRI國(guó)家毫米波測(cè)量實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的。毫米波測(cè)量設(shè)施可以測(cè)量酒�上的系统和竾\�110GHz的天線，這對(duì)于通信研究來說是非常寶貴的，例如在3D打印天線上進(jìn)行的研究。此外，這項(xiàng)研究是由英國(guó)政府的國(guó)防和安全加速器以及國(guó)防科技實(shí)驗(yàn)室資助的。