Гибкие антенны 3D-печати: новый виток в беспроводных системах

Исследователи из Университета штата Вашингтон (WSU) разработали инновационные 3D-печатные антенные решетки в сочетании с чип-процессором. Эта технология открывает двери для создания гибких носимых беспроводных систем, а также значительно улучшает электронную связь в авиационной, автомобильной и космической отраслях.

В основе разработки лежит технология 3D-печати и специальная электропроводящая паста на основе наночастиц меди. Эти материалы позволяют создавать антенные решетки, которые сохраняют свою работоспособность даже при значительных изгибах и деформациях. Традиционные антенны, напротив, теряют эффективность и искажают сигналы при движении или вибрации, что делает их непригодными для таких применений, как гибкая электроника или аэрокосмическая техника.

«Этот прототип открывает путь к созданию умного текстиля, систем связи для дронов и самолетов, периферийных датчиков и других быстро развивающихся областей, где требуются надежные, гибкие и высокопроизводительные беспроводные системы», — отмечает Срини Пулаккал, один из ведущих авторов исследования.

Промышленность, особенно авиационная и автомобильная, заинтересована в использовании 3D-печатных гибких антенн. Они легче, компактнее и универсальнее традиционных решений. Например, дрон может быть оснащен целым слоем таких антенн, что повысит его коммуникационные возможности.

Важным аспектом разработки является создание процессора, способного корректировать сигналы в реальном времени. Это позволяет компенсировать возможные искажения, вызванные деформацией материалов антенны или внешними вибрациями. «Способность делать это в режиме реального времени делает решение чрезвычайно привлекательным. Нам удалось добиться стабильной стабилизации луча для антенных решеток, чего раньше было невозможно», — подчеркивает Субханшу Гупта, профессор WSU и соавтор исследования.

Команда успешно протестировала легкую гибкую антенную решетку из четырех элементов, которая стабильно работала на передачу и прием сигналов в условиях движения и изгиба. Низкое энергопотребление и масштабируемость делают эти миниатюрные антенны идеальными для интеграции в различные устройства. Модульная конструкция позволяет легко создавать более крупные антенные массивы, а независимая работа процессоров на каждом модуле обеспечивает высокую надежность.

Исследователи смогли объединить четыре таких решетки, получив массив из 16 антенн, что демонстрирует потенциал технологии для создания сложных беспроводных систем.