助推5G/6G通信技术发展 摩方精密与伯明翰大学合作研发无源多波束天线

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8月9日，两江新区企业摩方精密与英国伯明翰大学宣布达成合作，将共同开展无源多波束天线制造的研究项目。该项合作旨在探索超高精度天线的制造方法，以满足5G和6G无线通信应用对高性能天线的需求。

摩方精密的超高精度3D打印机。

无源多波束天线在5G和6G通信中具有巨大的潜力，但天线复杂的透镜结构，对加工精度和公差要求十分严格。利用传统制造技术制作天线，虽然可行，但通常复杂耗时，且需要使用昂贵的设备。因此，为实现高精度、低公差、高效率、低成本的天线制造，伯明翰大学教授王毅团队正在寻找一种全新的解决方案。从天线的结构来看，其包含一个表面波Luneberg透镜和由九个馈点波导组成的阵列。由于每个波导都包含与透镜一起制作的波导槽，需要通过3D打印机和CNC盖板加工共同完成制造。利用3D打印技术，设计师能够在不增加制造复杂性的前提下，灵活且自由地调整波导制造。

左边为3D打印多波束天线，右边为金属电镀3D打印多波束天线。

摩方精密的nanoArch S140采用面投影微立体光刻（PμSL）技术，是具备超高打印精度的3D打印系统，可以高效实现透镜结构和馈电波导的打印制造。PμSL技术利用高精度紫外光刻投影系统，将需打印模型分层投影至树脂液面，实现快速微立体成型。该技术具有成型效率高、加工成本低等突出优势，被认为是目前最具前景的微尺度加工技术之一。利用摩方精密的nanoArch S140，可支持14毫米×14毫米×1.6毫米尺寸的天线制造，并将公差控制在±5微米。从天线的属性来看，为了赋予天线必要的导电性，可以利用磁控溅射表面镀金工艺，在3D打印的透镜结构上涂覆一层金涂层，实现多波束天线的金属结构制造。金属电镀3D打印是一种经济高效的制造方法，可用于需要金属表面或导电性的生产零件。

经过测量不同端口的辐射模式和反射系数后，伯明翰大学团队成功地演示了 355 GHz表面波金属Luneberg透镜多波束天线。期间，摩方精密的先进制造技术和设备，为该研究项目提供了重要支持。王毅表示，摩方精密的超高精度3D打印机具备微米级的精度、厘米级的构建体积，拥有较高的跨尺度打印能力，为团队研究提供了强大的工具支持，并以创新的方式制作了高度复杂的毫米波和亚太赫兹波导器件，这是其他铣削或微加工技术无法实现的。

此次实验的成功，也充分证明了高精度3D打印制造亚太赫兹金属多波束天线的可行性。同时也印证了，与传统制造技术相比，3D打印多波束天线在灵活性、速度和成本效益方面具有显著优势。

摩方精密相关负责人表示，未来，双方将继续密切合作，共同推动无线通信技术的创新，为用户带来更加便捷、高效的通信体验，并为物联网、智能城市等领域的发展带来新的机遇。