Un’antenna per le reti 5G stampata in 3D

XJet ha annunciato che l'Università del Delaware ha installato un sistema XJet Carmel 1400 per sviluppare le funzionalità della tecnologia "Passive Beam Steering" per un'antenna da destinare alle reti 5G.

Il sistema XJet Carmel 1400 AM con la tecnologia NanoParticle Jetting (NPJ), contribuisce quindi a risolvere un problema cruciale nel roll-out della rete 5G.

Rispetto al 4G / 3G, i segnali 5G forniscono dati 10-20 volte più veloci, tuttavia sono più sensibili agli oggetti e all'inferenza, richiedendo un aumento considerevole del numero di antenne per risolvere il problema.

La tecnologia dell'antenna esistente è semplicemente troppo costosa per consentire il corretto scaling dell'infrastruttura richiesta da 5G.


Come spiega Mark Mirotznik, professore di ingegneria elettrica presso l'Università del Delaware, il team di ricerca ha sviluppato software e algoritmi speciali per consentire la progettazione di antenne 5G piccole, leggere ed economiche.

Il problema affrontato dall'università era che, apparentemente, non esisteva alcun processo di fabbricazione per produrre la struttura complessa, i piccoli canali e le proprietà del materiale richieste. L'università ha poi scoperto di poter affrontare il problema con la tecnologia NanoParticle Jetting in ceramica.

"È un processo - spiega Mirotznik in una nota di XJet - in grado di produrre le pareti interne di ciascun canale con la precisione e la levigatezza richieste per mantenere la direzione dell'onda. La ceramica di XJet è isotropica a densità 100% con la corretta costante dielettrica, che non assorbe o indebolisce il segnale. Letteralmente, ogni piccola variazione di tolleranza potrebbe portare alla deviazione del segnale nel posto sbagliato".

Una ricerca condotta presso la Youngstown State University (YSU), utilizzando il sistema XJet Carmel 1400 (di proprietà del Youngstown Business Incubator e gestito dall'università), conferma ulteriormente i risultati dell'Università del Delaware in termini di densità, proprietà isotropiche, costante dielettrica e l'uso di XJet per lo sviluppo di dispositivi come l'antenna 5G.

Come spiega il professore Eric MacDonald, Friedman Chair for Manufacturing di YSU nella stessa nota, "Abbiamo effettuato ricerche per stabilire la natura e le proprietà di zirconio stampato con la XJet. Abbiamo desunto che la struttura cristallina delle stampe era quasi uniforme; la costante dielettrica è alta mentre la tangente di perdita è bassa e sono entrambi simili al valore atteso da un cristallo non stampato. Questa elevata costante dielettrica a basse perdite apre il potenziale per la stampa 3D di una varietà di dispositivi a microonde, tra cui antenne, obiettivi e filtri".

L'applicazione della tecnologia NanoParticle Jetting della University of Delaware per le antenne è ritenuta pionieristica da parte del Ceo di XJet, Hanan Gothait: "per raggiungere questi obiettivi la tecnologia deve essere affidabile e crediamo che la tecnologia Nano Particle Jetting sia nella posizione ideale per esserlo".

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