3-D printen van antennes

Samenvatting

Terwijl de meeste electronische componenten baat hebben bij verkleining van de afmetingen, gaat de efficiency bij antennes hard achteruit als de afmetingen keliner dan een kwart golflente worden. Een nieuwe manier van fabricage doorbreekt deze regel
 

3-D printen van antennes

(29 apr 2011)    Momenteel wordt erg veel aandacht besteed aan het fabriceren van antennes door gebruik te maken van printen, middels inktjet printers bijvoorbeeld, stelt Jennifer T. Bernhard, hoogleraar in electrical en computer engineering op de universiteit van Illinois. Daarbij worden met behulp van geleidende inkt diverse antenne configuraties afgedrukt, zoals dipolen en loops. Echter met deze techniek kunnen echter alleen vrij grote vlakke strukturen worden gemaakt.

In 3 dimensies 'printen' met nano-deeltjes biedt aantrekkelijke eigenschappen voor het maken van kleine antennes beweert haar collega Jennifer A. Lewis, hoogleraar in Materials Science en Engineering.
In de maart 2011 editie van het tijdschrift Advanced Materials heeft Lewis een antenne gepubliceerd met ronde afmetingen, die gemaakt is op haar laboratorium met behulp van 3-D printtechnieken.
Deze antenne heeft afmetingen in de orde van een twaalfde deel van de golflengte en werkt een orde beter dan de conventionele antenne ontwerpen.

Het bekende probleem bij het ontwerp van een antenne is het minimalisren van de verhouding tussen opgeslagen energy en uitgestraalde energie, de Q-factor. Door de antenne rechtreeks te printen op een bolvormig oppervlak, kan men de fundamentele limiet - ook bekent als de Chu-limiet - dicht benaderen.
Deze printmethode maakt het mogelijk om een antenne te 'meanderen' aan de buitenkant en of aan de binnenkant van een bolvormig oppervlak en biedt daardoor grote flexibiliteit bij ontwerp en constructie.

Het printen op ronde gecurvde oppervlakkken stelt wel speciale eisen aan de fabrikage technieken, alsmede aan de print vloeistof.

Volgens de onderzoekers is deze manier om kleine antennes te fabriceren bijzonder geschikt voor toepassing in mobile apparatuur, sensoren, implanteerbare transceivers, enz.
De techniek is bijzoner geschikt voor hoge frequenties, minimaal UHF. Wellicht dat onze microgolf radioamateurs er voordeel meer kunnen behalen.

(Pieter J.T.Bruinsma, PA0PHB) 

Referenties, informatie:

Univ of Illinois nieuwsbericht



lll