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科技日報記者 雍黎 通訊員 孫建和
8月9日，記者從重慶兩江協同創新區獲悉，重慶摩方精密科技股份有限公司（以下簡稱摩方精密）與英國伯明翰大學宣布達成合作，將共同開展無源多波束天線制造的研究項目。該項合作旨在探索超高精度天線的制造方法，以滿足5G和6G無線通信應用對高性能天線的需求。
無源多波束天線在5G和6G通信中具有巨大的潛力。但天線復雜的透鏡結構對加工精度和公差要求十分嚴格。利用傳統制造技術制作天線，雖然可行，但通常復雜、耗時，且需要使用昂貴的設備。因此，為實現高精度、低公差、高效率、低成本的天線制造，伯明翰大學教授王毅團隊正在尋找一種全新的解決方案。
金屬電鍍3D打印多波束天線。兩江協同創新區供圖
據了解，從天線的結構來看，無源多波束天線包含一個表面波龍勃透鏡和由九個饋點波導組成的陣列。由于每個波導都包含與透鏡一起制作的波導槽，需要通過3D打印機和CNC蓋板加工共同完成制造。利用3D打印技術，設計師能夠在不增加制造復雜性的前提下，靈活且自由地調整波導制造。
摩方精密采用面投影微立體光刻技術，利用高精度紫外光刻投影系統，將需打印模型分層投影至樹脂液面，實現快速微立體成型。該技術具有成型效率高、加工成本低等突出優勢，可支持14毫米×14毫米×1.6毫米尺寸的天線制造，并將公差控制在±5微米。
從天線的屬性來看，為了賦予天線必要的導電性，可以利用磁控濺射表面鍍金工藝，在3D打印的透鏡結構上涂覆一層金涂層，實現多波束天線的金屬結構制造。金屬電鍍3D打印是一種經濟高效的制造方法，可用于需要金屬表面或導電性的生產零件。
經過測量不同端口的輻射模式和反射系數后，伯明翰大學團隊成功地演示了355赫茲表面波金屬龍勃透鏡多波束天線。摩方精密的先進制造技術和設備，為該研究項目提供了重要支持。
王毅表示，摩方精密的超高精度3D打印機具備微米級的精度、厘米級的構建體積，擁有較高的跨尺度打印能力，為團隊研究提供了強大的工具支持，并以創新的方式制作了高度復雜的毫米波和亞太赫茲波導器件，這是其他銑削或微加工技術無法實現的。
此次實驗的成功，也充分證明了高精度3D打印制造亞太赫茲金屬多波束天線的可行性。同時也印證了，與傳統制造技術相比，3D打印多波束天線在靈活性、速度和成本效益方面具有顯著優勢。
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