布尔诺工业大学：3D打印透镜，用于高定向低剖面天线

时间：2020-05-18 07:28 来源：中国3D打印网作者：中国3D打印网阅读：次

中国3D打印网5月18日讯，Jaroslav Zechmeister在布尔诺工业大学内部资助机构的研究支持下，开发了号角天线，作为博士学位课程的一部分。 Zechmeister的研究成果最近发表在“用于高定向低剖面天线的3D打印透镜”中，解释了使用了哪些技术和材料。
这种生产方法正在迅速发展，并适用于许多不同的行业领域，包括微波技术-允许更快的周转时间，更大的可负担性和可及性以及无需设计。不得不等待中间人来进行原型或零件更改。从液态金属天线到多个输入/多个输出天线以及多波束应用，3D打印也已用于许多具有天线功能的项目中。尽管已经发表了有关3D打印介电透镜的其他研究，但它们与这种类型的工作没有直接关系，Zechmeister选择了仅在一侧具有弯曲边缘的双曲线透镜。

具有双曲透镜a）和双曲透镜方案b）的天线模型。
由于弯曲的一面，透镜的优点是不会在光圈平面上方产生干扰。增益由喇叭天线提供，通过增加孔径半径来增强，这一特性可以扩大得很大，以至辐射能量通过旁瓣发送。

理想半径a）和最大增益b）取决于镜片材料的相对介电常数。
Zechmeister选择了ABS和一种光敏聚合物进行3D打印，以及测量与silon和ertacel一起使用的介电透镜的制造。Zechmeister说：“该方法基于位于样品架中的样品的散射参数的测量。在这种情况下，一块波导WR10被用作样品架。”

在70 – 80 GHz频段内，ABS材料a）和光敏聚合物b）的相对介电常数和电导率的测量频率依赖性。

介电透镜材料在77 GHz下的测量性能。
使用先前测量的参数，Zechmeister能够设计出具有天线理论上最大增益的透镜，其中ABS透镜为30.2 dBi，光聚合物透镜为31 dBi。“但是，这些值是理论值，考虑到无损材料和光圈的理想半径。对于数值模型，包括了材料的测量损耗，孔的半径选择为33 mm，这代表了ABS材料和光敏聚合物的理想半径之间的平衡。” Zechmeister解释说。优化的天线由ABS材料制成，在77 GHz时增益为27.7 dBi，E平面和H平面中主瓣的角宽度分别为4.1˚和6.5˚。旁瓣的水平比最大值低20 dB以上。使用光聚合物透镜的天线的模拟增益为27 dBi，E平面和H平面中主瓣的角宽度分别为3.5˚和5.7˚。旁瓣电平比最大值低19 dB。”尽管在ABS透镜表面上清楚地标出了打印机层，但Zechmeister指出，光敏聚合物表面“几乎完美光滑”。但是缺点是光敏聚合物透镜的几何精度也很差。

黄铜喇叭a），ABS透镜b）和光敏聚合物透镜c）。

在E平面a）和H平面b）中带有ABS透镜的天线与在E平面c）和H平面d）中带有光敏聚合物透镜的天线的测量和模拟增益的比较。

中国3D打印网点评：获得的结果表明3D打印介电透镜可在W频段使用。

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(责任编辑：admin)

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