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华中科技大学在5G毫米波透镜天线领域取得重要进展

微波射频网

2021-09-06

导读：随着5G通讯技术的快速发展，毫米波MIMO技术因其具有超高传输速率、超低通讯时延和更强的通信安全成为5G通讯系统的关键技术。

近日，国际权威杂志《增材制造》（Additive Manufacturing, IF:10.998）在线刊发了光学与电子信息学院吕文中教授团队最新研究成果《3D打印低温烧结5G MIMO陶瓷龙勃透镜天线》（Stereolithographic additive manufacturing of Luneburg lens using Al2O3-based low sintering temperature ceramics for 5G MIMO antenna. DOI:10.1016/j.addma.2021.102244）。博士生王飞，硕士生李子健为论文共同一作，吕文中为论文通讯作者。

随着5G通讯技术的快速发展，毫米波MIMO技术因其具有超高传输速率、超低通讯时延和更强的通信安全成为5G通讯系统的关键技术。龙勃透镜天线(Luneburg Lens)通过天线波束的聚焦与赋性可实现MIMO，与传统的相控阵天线和反射器天线相比，其可实现无像差的宽频带聚焦且降低系统的复杂性与成本。理想的龙勃透镜材料要求材料的介电常数呈阶梯分布，自然界里并不存在这样的介质，需要寻找新的解决办法。

本论文通过引入超材料结构，实现了高介电常数陶瓷介质的梯度分布，并结合转换光学理论，采用SLA紫外光固化3D打印工艺制备，制备获得了一种低剖面结构的龙勃透镜。该透镜天线烧结温度低（850°C烧结成型）、成型精度高（净尺寸与设计尺寸几乎一致）、厚度薄（约10mm），在Ku波段实现了±15°的波束扫描，对馈源的增益提升超过5 dBi。该工作为复杂结构微波/射频器件一体化成型提供了新思路，有利于推进低成本陶瓷微波/射频组件的开发与制备。

去年以来，该科研团队在3D打印陶瓷微波/射频器件领域已发表4篇重要论文，涵盖微波介质陶瓷打印浆料、透镜天线制备、微波陶瓷滤波器的3D打印等。

来源：微波射频网

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