特拉华大学科学家3D打印5G弯曲镜头

特拉华大学的研究人员开发了新型增材制造的Luneburg镜片，能够在5G频率下进行通讯。 

通过FDM 3D打印，该团队生产了数个具有平坦表面的微型天线，使其能够被添加到电子设备，传感器甚至手机中。现在，科学家们正在与美国陆军合作，为其增材发射装置开发与国防相关的机器人技术和民航应用。 

这项研究的负责人Mark Mirotznik教授说：“这款镜头是一种非常廉价，有效的方法，可以将通信信号朝特定方向传送，对于5G来说将特别有用。” “我们认为我们的镜头可能适用于这类“网络边缘”的事物，因为它们价格便宜，但确实很坚固。”

特拉华州的研究人员开发了一系列与5G频率兼容的3D打印镜头原型。

与天线一起使用 

无线通信系统已经越来越与我们的日常生活息息相关，因为该技术通常用于连接日常智能设备的雷达和卫星中。为了履行这一至关重要的作用，这些天线需要具有高增益，广角，灵敏并能够中继多频带信号。 

目前，在卫星中使用可控相控阵天线来实现这一目标，但是它们可能是昂贵，复杂且耗电的技术。渐变指数（或GRIN）的Luneburg镜片经常被吹捧为替代品，因为它们的球面渐变结构允许它们一次中继多个光束。 

尽管GRIN器件具有吸引人的特性，但其球形几何形状使它们难以集成到标准天线阵列中。但是，使用转换光学（TO）工艺，可以将Luneburg镜头转换为与常规卫星更兼容的平面。 

尽管在该领域已成功部署了TO，但由于镜片进给中存在反射而阻碍了进展。为了解决这个问题，该团队提出了使用3D打印的理论，即有可能添加抗反射（AR）层，从而生产出具有多频功能的Luneburg器件。 

科学家部署了先进的FDM 3D打印技术（如图）来调整现有的Luneburg镜头。

3D打印Luneburg镜片

为了检验他们的假设，科学家3D在现有透镜的平面激发表面上印刷了AR层，并将其配置为在Ka波段（26–40 GHz）下工作。然后测试了原型的电磁特性，并将其与仿真以及现有GRIN设备的性能进行了比较。  

在评估过程中，该团队升级后的天线设计能够减轻现有镜头在ka带宽上看到的反射。该原型还缩小了镜头的半焦度，与计算机投影相比，它在大多数进纸位置的光圈效率均超过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，但此后他们一直在优化其性能。与Mirotznik共同创立的初创公司DeLUX AM合作，该团队还确定了各种新颖的镜头应用，包括将其嵌入3D打印的“ quadcopter”中。

现在，美国国防部已与科学家签约，制造一台能够从传送带上移开并立即起步的机器人。看上去雄心勃勃，但该团队已经印刷了一个镜头集成设备，可以将其从底板上移开，从而显示出该技术的整体潜力。 

研究团队试图为他们的镜头找到新的应用，包括将它们附加到3D打印的四轴飞行器上（如图）。

开发增强型附加天线 

采用3D打印在成本和设计灵活性方面的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。

总部位于英国的研究人员研究了3G打印5G系统的多输入多输出（MIMO）天线的优点 。所提出的“ MIMO”可能能够在多个方向上传送波束，从而提供连续，实时的覆盖而无需移相器。