近日，國(guó)際權(quán)威雜志《增材制造》在線刊發(fā)了華中科技大學(xué)光學(xué)與電子信息學(xué)院呂文中教授團(tuán)隊(duì)最新研究成果《3D打印低溫?zé)Y(jié)5G MIMO陶瓷龍勃透鏡天線》。
隨著5G通訊技術(shù)的快速發(fā)展，毫米波MIMO技術(shù)因其具有超高傳輸速率、超低通訊時(shí)延和更強(qiáng)的通信安全成為5G通訊系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。龍勃透鏡天線(Luneburg Lens)通過(guò)天線波束的聚焦與賦性可實(shí)現(xiàn)MIMO，與傳統(tǒng)的相控陣天線和反射器天線相比，其可實(shí)現(xiàn)無(wú)像差的寬頻帶聚焦且降低系統(tǒng)的復(fù)雜性與成本。
理想的龍勃透鏡材料要求材料的介電常數(shù)呈階梯分布，自然界里并不存在這樣的介質(zhì)，需要尋找新的解決辦法。本論文通過(guò)引入超材料結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了高介電常數(shù)陶瓷介質(zhì)的梯度分布，并結(jié)合轉(zhuǎn)換光學(xué)理論，采用SLA紫外光固化3D打印工藝制備，制備獲得了一種低剖面結(jié)構(gòu)的龍勃透鏡。該透鏡天線燒結(jié)溫度低(850°C燒結(jié)成型)、成型精度高(凈尺寸與設(shè)計(jì)尺寸幾乎一致)、厚度薄(約10mm)，在Ku波段實(shí)現(xiàn)了±15°的波束掃描，對(duì)饋源的增益提升超過(guò)5 dBi。該工作為復(fù)雜結(jié)構(gòu)微波/射頻器件一體化成型提供了新思路，有利于推進(jìn)低成本陶瓷微波/射頻組件的開(kāi)發(fā)與制備。
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