Rendring av den 3D-printede helicalske antennen. Illustrasjon via SENER.

Britiske forskere har sett på bruk av 3D-printing for å produsere lavpris Multiple Input Multiple Output (MIMO) antenner for 5G kommunikasjonssystemer.

Disse foreslåtte MIMO-ene, produsert ved bruk av 3D-printing, er i stand til å levere stråler i flere retninger, og gir kontinuerlig dekning i sanntid uten bruk av faseforskyvere. I tillegg kan de operere på 28 GHz 5G-bånd med en vid ytelse i båndbredde som overstiger 4 GHz.

Skjematisk tegning av den foreslåtte antennen med vegg på siden. (a) Forfra og (b) perspektiv. Illustrasjon via Shaker Alkaraki og Yue Gao.

Som sådan har forskerne funnet ut at disse antennene gir et rimelig valg for å muliggjøre applikasjoner på 5G og mm-bølger, takket være bruken av 3D-printing. I tillegg har 3D-printing også lagt til rette for komplekse designvalg slik at retning av antennens stråle kan endres, og for at dens direktivitet kan økes.

Fordelene med 3D-printing av antenner

Forskerne begynte med å skissere den forestående standardiseringen av 5G som nå implementeres i de fleste land. 5G trådløs teknologi er en stor forbedring av dagens teknologier, og forventes å forbedre den generelle systemkapasiteten med flere hundre ganger, samt øke den totale systemgjennomstrømningen med høyere spektral- og energieffektivitet, samtidig som systemets latens minimeres. 5G vil bli introdusert i land med følgende millimeterbølge (mm-bølge) frekvensbånd: 24 GHz til 29,5 GHz, 37 GHz til 42,5 GHz, 47,2 GHz til 48,2 GHz og 64 til 71 GHz.

Forfatterne av studien fortsetter deretter med å forklare hvordan 3D-printing er en effektiv produksjonsprosess for å designe antenner, og har blitt brukt til å produsere antenner for en rekke bruksområder ved forskjellige frekvensbånd som spenner fra mikrobølgeovn til THz frekvenser. “Å bruke 3D-utskrift for å tilby antenneløsninger har flere fordeler som å realisere komplekse former til lav kostnad,” forklarer forskerne i studien.

Dette underbygges av at 3D-printede antenner har blitt implementert av aktører som European Space Agency (ESA) for deres PROBA-3 romprosjekt. Antennen ble 3D printet av den spanske teknologigruppen SENER, og Centre for Advanced Aerospace Technologies (CATEC). Forskere fra University of Delaware (UDEL) benytter også 3D-printing for å utvikle nye 5G antenner,ved bruk av XJet Carmel 1400 systemet. Det Arizona-baserte radar- og antennefirmaet Lunewave er et oppstartsfirma som med proprietær teknologi helt fokuserer på 3D-printede linse-antenner.

Les mer om 3D-printing av 5G-antenner hos 3Dprintingindustry.com