一文看懂3D打印微波天线技术的发展现状与未来展望

在现代无线通信系统中，天线是发射和接收射频信号的基本组件，发挥着至关重要的作用。随着5G通信的不断发展，数据传输速率需求正在不断提升，传统通信频段容量过载，频谱的使用趋于更高频段。未来需要开发结构更复杂、性能更高、集成度更高、材质更轻量化的天线，这些需求给现有的天线制造工艺带来了很大的挑战。

传统的机械加工技术如车削、铣削、钻孔和冲压等，能够实现金属材料天线的尺寸控制和高重复性生产，但可能面临设备成本高和材料浪费的问题。随着集成电路技术的发展，印刷电路板（printed circuit board，PCB）制造技术实现了平面天线的低成本生产，但天线性能会受到基板材料的限制。电镀和化学蚀刻可以在不同基底上形成金属图案，适用于制造大面积的平面天线，但在控制金属层厚度和均匀性方面存在挑战。

3D打印，又称增材制造，可以提供复杂几何结构制作能力和高度的设计灵活性，是一项有潜力满足天线制造新需求的技术。该技术利用数字化指令控制材料逐层叠加，不需要采用模具即可直接将三维设计转化为实体结构。与其他制造工艺相比，3D打印技术简化了制造流程，可以在短时间内制造出结构复杂、尺寸精细、高强度且轻量化的天线，具有产品性能高、制造成本低和生产周期短等优点。

为了适应5G时代通信系统向毫米波和更高频率的转变，天线的设计趋于小型化和复杂化。3D打印即增材制造技术，突破了传统工艺在天线加工方面的局限，通过逐层顺序堆叠实现复杂结构加工，实现了轻量化、一体化、低成本和高可靠性的复杂天线零件的加工。

在此转载一篇发表于《空间电子技术》的文章《3D打印微波天线技术发展现状与未来展望》，作者陈心仪等。本文首先简要介绍3D打印技术的基本分类及原理，通过研究不同3D打印工艺在天线制造中的实现情况，分析了天线在设计、仿真和制造方面的方法和策略。接着介绍了空间中的3D打印的发展现状，并从打印材料和精度以及天线结构设计的角度讨论了3D打印微波器件的未来展望。内容源自网络，以供学习交流。