此项技术有望为汽车、飞机及航天器带来更优异的电子通信体验。
一款尖端3D打印天线已被开发出来，旨在打造性能更强、具备柔性的无线电子产品。
它解决了柔性电子设备因弯曲、移动及环境变化而导致信号中断这一长期存在的问题。
有趣的是，这种天线使得通信系统能够完全集成到结构之中，从而将无人机机翼、织物等表面转变为高速电子阵列。
这项研究成果由美国华盛顿州立大学领导的研究团队完成，并于10月20日公布。
"这一概念验证原型为未来的智能纺织品、无人机或飞机通信、边缘传感以及其他快速发展的领域铺平了道路，这些领域都需要坚固、灵活且高性能的无线系统，"该论文的共同第一作者、华盛顿州立大学电气工程与计算机科学学院的博士生斯里尼·普拉卡尔表示。
新设计攻克难题
现代设备对无线技术的日益依赖，要求天线设计不断推陈出新，以实现更快、更可靠的连接。
柔性天线广泛采用的一个主要障碍是信号中断问题。
这些天线在经受弯曲或移动时（例如在可穿戴电子产品或飞机机翼等振动车辆部件中）极易出现误差。
物理运动改变了天线的形状，从而导致无线连接不稳定并引发信号错误。
该领域一直在逐步发展以克服这些局限性。例如，先前的一项研究曾受日本古老剪纸艺术启发，制作了一款柔性3D天线。
在这项新进展中，WSU团队转向使用3D打印技术，创建了一个轻量级、柔性的四天线阵列。
用于打印的铜纳米颗粒基油墨由该团队来自马里兰大学和波音公司的合作者设计。
"纳米颗粒基油墨在提升我们正在从事的高端通信电路性能方面实际上非常有效，"该研究的合著者、副教授苏班舒·古普塔表示。
测试表明，即使暴露于弯曲、高湿度、温度变化和盐分环境中，这些天线仍能保持稳定的性能。
处理器实时纠错
研究人员还设计了一款特殊的处理器芯片，与天线协同工作，以实现精确的无线通信。
该芯片能实时纠正天线发出的信号错误。它可以修复由材料变形和振动引起的问题。
"我们使用我们开发的这款处理器来纠正3D打印天线中的这些材料变形，它也能纠正我们观测到的任何振动，"古普塔说。
"实时处理的能力使其极具吸引力。我们能够实现阵列强大实时的波束稳定，这是以前无法做到的，"这位作者补充道。
在测试中，轻量级原型在移动过程中成功发送和接收了信号。这些天线功耗低，使得该技术对各种设备而言都非常高效。
这些天线被制造成小型、可扩展的"瓦片"式单元。这种"瓦片"式设计使得构建更大型的阵列变得容易。
为了展示这种可扩展性，研究人员成功组装了四个天线阵列，共集成了16个天线。
轻量化和可扩展性使得该系统非常适合在许多行业中进行设备端集成。
如果得到广泛应用，这些新型3D打印柔性（或称共形）天线阵列将有利于航空、汽车和航天器设计行业。
该研究结果已发表在《自然通讯》期刊上。
来源：一学就懂
原文链接：https://www.wetron.cc/source/article.html?id=1699959533
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