海南
AM易道極簡科研快訊
華盛頓州立大學(xué)（WSU）研究人員開發(fā)出一種結(jié)合微型處理器和3D打印天線陣列的創(chuàng)新技術(shù)，可為下一代柔性可穿戴無線系統(tǒng)提供支持，有望提升航空航天、汽車和太空等領(lǐng)域的通信效率。
這項研究近期發(fā)表于《自然·通訊》，該團隊與馬里蘭大學(xué)和波音公司合作，采用了增材制造技術(shù)和銅納米顆粒導(dǎo)電墨水，制造出輕量化且適應(yīng)性強的天線陣列。
傳統(tǒng)共形天線陣列在航空和汽車制造中備受關(guān)注，但由于機械應(yīng)力或環(huán)境變化容易導(dǎo)致信號失真，且制造成本高昂。
WSU團隊通過3D打印技術(shù)和銅納米顆粒墨水解決了這一問題，即使在彎曲或振動狀態(tài)下，天線仍能保持信號強度和清晰度。
論文共同第一作者、WSU電氣工程與計算機科學(xué)學(xué)院博士生Sreeni Poolakkal表示，這項概念驗證為智能紡織品、無人機通信和邊緣感知等應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
為確保無線傳輸?shù)目煽啃裕芯咳藛T還開發(fā)了能夠?qū)崟r自動校正信號誤差的處理器。
WSU電氣工程與計算機科學(xué)學(xué)院副教授Subhanshu Gupta解釋說，處理器可以校正因天線移動或變形導(dǎo)致的材料變形和振動，實現(xiàn)了穩(wěn)健的實時波束穩(wěn)定。
原型系統(tǒng)采用模塊化瓦片結(jié)構(gòu)，包含四個天線的輕量化柔性陣列，支持擴展以構(gòu)建更大通信系統(tǒng)。
該項目獲得美國空軍研究實驗室、華盛頓研究基金會和M.J.穆爾多克慈善信托基金的支持，合作單位包括馬里蘭大學(xué)、波音研究與技術(shù)公司和英屬哥倫比亞大學(xué)。
這一突破建立在增材制造研究不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上，近期其他機構(gòu)也取得了類似進展。
例如，加州大學(xué)伯克利分校、UCLA和勞倫斯伯克利國家實驗室合作開發(fā)了用于3D打印超輕高頻天線的電荷編程沉積工藝，同樣發(fā)表于《自然·通訊》。
此外，美國海軍研究實驗室（NRL）在2021年利用3D打印技術(shù)為雷達監(jiān)控系統(tǒng)生產(chǎn)了優(yōu)化型圓柱天線部件，顯著降低了成本、交付時間和重量。
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