セラミック 3D プリントされたほぼゼロ熱膨張のマイクロ波誘電体セラミックレンズアンテナの衛星通信への潜在的な応用

出典: Inteli Laser

セラミック 3D プリント技術は、航空宇宙、人工骨、工業用精密部品製造、手工芸品などの分野で多くの用途があります。しかし、RF デバイスやマイクロ波分野への応用に関する報告はほとんどありません。

華中科技大学光学電子情報学院の呂文中教授と教育部電子情報機能材料重点実験室のチームが、Intell LaserのCeraBuilder100セラミックレーザー3Dプリンターを使用して、温度安定性のある衛星通信での潜在的な応用見通しを持つ、熱膨張がほぼゼロのBa1-xSrxZn2Si2O7ベースのマイクロ波誘電体セラミック共振器アンテナと統合レンズを印刷したと報告されています。このマイクロ波誘電体材料は、高周波通信や5G分野でも非常に優れた応用見通しを持っています。この結果は、有名な海外のジャーナルADVANCED MATERIALSに「集積レンズ付き3Dプリント誘電体共振器アンテナ用のほぼゼロの熱膨張Ba1-xSrxZn2Si2O7ベースのマイクロ波誘電体セラミックス」というタイトルで掲載されました。

航空宇宙などの過酷な環境では、高利得、軽量、広帯域幅、小型耐熱性を備えたレンズアンテナが緊急に必要とされています。しかし、熱膨張がほぼゼロで、温度による周波数シフトがゼロの高性能マイクロ波誘電体セラミックは非常に稀です。 Ba1-xSrxZn2Si2O7 は、負の熱膨張係数 (CTE) を持っています。CTE は、温度とともに b 軸に沿った [ZnO4] 四面体鎖の伸張とねじれから生じます。0.95(0.9Zn1.8SiO3.8-0.1Ba0.4Sr0.6Zn2Si2O7) -0.05CaTiO3 セラミックでは、正の共振周波数温度係数を持つ CTE と τf により、Zn1.8SiO3.8 の CTE と τf を効果的にゼロに調整することができ、理想的なほぼゼロの熱膨張 RF 誘電体材料です。

著者チームは、熱膨張がほぼゼロのBa1-xSrxZn2Si2O7ベースのマイクロ波誘電体セラミック材料を使用して、下図に示すようにアンテナ構造を設計しました。
設計されたレンズアンテナ構造は、CeraBuilder100 セラミック 3D プリンターを使用して印刷されました。

著者らは印刷された製品のパラメータを測定し、比較的理想的な結果を得ました。測定の結果、印刷された Kuband リューネブルグレンズ統合アンテナの平均利得は、10.45～11.39 GHz で 8.06 dBi、12.27～13.45 GHz で 10.3 dBi でした。

a1-xSrxZn2Si2O7 マイクロ波誘電セラミックスの CTE と τf 値の二重制御は、マイクロ波デバイスの分野で潜在的な応用価値を持っています。さらに、Ba1-xSrxZn2Si2O7 セラミックは珍しい NCTE 特性を備えており、Zn1.8SiO3.8 セラミックの効果的な CTE 調整剤および焼結助剤です。したがって、0.95(0.9Zn1.8SiO3.8 - 0.1Ba0.4Sr0.6Zn2Si2O7)-0.05catio3セラミックは、優れたマイクロ波誘電特性とZCTE特性を示し、フォトステレオスコピック3D印刷技術を使用して統合レンズを作成するための理想的な候補DRA材料となります。設計されたレンズアンテナの利得は向上し、動作帯域幅が広がり（平均利得は10.45～11.39GHzで8.06dBi）、平均利得は12.27～13.45GHzで10.3dBiです。したがって、著者チームが設計した新しいレンズアンテナは、温度安定性のある衛星通信への応用の見込みがあります。

2000 年以来、呂文中教授のチームは CeraBuilder 100 セラミック 3D プリンターを使用して、セラミックマイクロ波および無線周波数デバイスの分野で有名な海外のジャーナルに 4 つの重要な論文を発表しました。その内容は、マイクロ波誘電体セラミック印刷スラリー、レンズアンテナの準備、およびマイクロ波セラミックフィルターの 3D 印刷をカバーしています。

セラミック 3D プリントされたほぼゼロ熱膨張のマイクロ波誘電体セラミックレンズアンテナの衛星通信への潜在的な応用

米軍の新型3Dプリント組み立てドローンの価格はわずか4,000元、200分の1の値下げ！

ウェストレイク大学がソフトロボット用複合強化アクチュエータの新しい印刷方法を開発

3Dプリントのユニコーン企業ハイガーテクノロジーは、米国で大規模な歯科技術工場への参入を目指している

キッチンに革命を起こすでしょうか?世界トップ11の3Dプリント食品企業の概要

3Dプリントサービスエンジニアとして10年間働いてきたHao Geは、いくつかのストーリーを語りたいと思っています。

米陸軍: 3D プリント技術を使用して陸上車両を製造し、陸軍の戦闘準備態勢を向上!

清華大学の熊卓教授、張庭教授、方勇聰教授：衛星をベースに軌道上で3D腫瘍モデルを印刷

北京延邦新材料と西安賽龍添加材料は、電子ビーム印刷装置と材料の分野で協力するための戦略的協力協定を締結した。

あらゆるものがインターネットになる時代において、3Dプリントはエネルギー消費の削減に貢献します

多くの学者や専門家が成都に集まり、積層造形産業技術の発展を共同で研究します。

推薦する

ロードアイランド大学の研究者が3Dプリントを使って衣類用の点字ラベルを開発

ラトガース大学が「より高速で、より正確な」FFF 3D 印刷方法を開発 - マルチノズルフュージョン製造

技術革新：欠陥のない高強度マルテンサイト鋼を3Dプリント、引張強度1.4GPaを達成

Create it REALは、プログラム可能なフォームを使用して、23歳の子供用のカスタム車椅子シートを3Dプリントします。

スタートアップ企業が3Dプリントを通じて航空宇宙産業に参入する様子をご覧ください

歯の妖精モデルスタジオ、3Dモデルのペイントと後処理の第一弾実験授業受講開始！

速報：新三板初の3Dプリント企業、Xinlin 3Dは、合併と買収、研究開発を増やすために3億元を調達する予定

骨腫瘍の精密治療における3Dプリント技術の研究の進歩

スライスソフトウェアCura Type Aにより、3Dプリントの充填が予測可能になります

ヘビーバイクスが3Dプリント金型鋳造技術を採用した新しいアルミ製ユニボディ自転車フレームを発売

この若者は13箇所の骨折を負っていたが、3Dプリントのおかげで順調に回復した。

DLP投影+SLM、新しい金属3D印刷技術は理論上200倍の速度を実現

スイスのスタートアップGoCreate 3Dは、プロトタイプや限定版製品の需要が急増する中、3Dプリントサービスを開始した。

清華大学 iLIVER: 肝臓組織工学のためのバイオ 3D プリンティングと生体材料の革新

DMG、Realizer を買収し SLM 金属 3D プリント分野に参入