华盛顿州立大学研发3D打印天线阵列与芯片处理器
2025-10-21 16:04
来源:华盛顿州立大学
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华盛顿州立大学科研团队开发出结合芯片处理器与3D打印天线阵列的新型无线通信系统。这项技术采用铜纳米颗粒墨水制造柔性天线阵列,为可穿戴设备和航空航天领域提供了新的解决方案。该天线阵列系统展现出在复杂环境下的稳定性能,标志着柔性电子技术取得新突破。芯片级射频信号处理器原型,带有3D打印天线阵列,适用于结构天线或可穿戴无线系统

研究团队在《自然通讯》发表论文,展示了基于铜纳米颗粒墨水的3D打印制造工艺。论文共同第一作者、华盛顿州立大学博士生Sreeni Poolakkal表示:"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、边缘传感以及其他需要强大、灵活和高性能无线系统的快速发展的领域铺平了道路。"这种天线阵列系统能够适应弯曲变形和恶劣环境条件。

为解决天线形变导致的信号误差问题,研究人员专门开发了配套的处理器芯片。华盛顿州立大学副教授Subhanshu Gupta解释说:"我们使用我们开发的处理器来纠正3D打印天线中的材料变形,它还可以纠正我们看到的任何振动。能够实时做到这一点非常有吸引力。"该处理器能实时校准天线阵列系统的信号输出,确保通信稳定性。

实验证明,由四单元天线组成的阵列系统在移动和弯曲状态下仍能保持正常通信功能。这种天线阵列系统采用模块化设计,单个处理器芯片可独立控制每个单元,便于扩展更大规模阵列。研究人员已成功将四个天线阵列组合成16天线系统,展示了该技术的可扩展性。

更多信息: Sreeni Poolakkal 等人,动态波束稳定、增材印刷柔性天线阵列,可实现片上快速洞察生成,《自然通讯》(2025)。期刊信息: 《自然通讯》

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