Изменяющая форму антенна адаптируется к различным требованиям связи

Форма антенны напрямую влияет на её способность работать с различными сигналами, и ключевые характеристики устройства зачастую закладываются ещё на этапе производства. Однако новая разработка, представляющая собой антенну, способную динамически менять свою форму, позволяет адаптироваться к различным условиям связи и выполнять функции сразу нескольких стационарных антенн.

Исследователи из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса (APL) в Лореле, США, создали антенну, способную трансформироваться с помощью технологий 3D-печати. Эта антенна представляет собой двойную спираль, выполненную из «сплава с памятью формы», который меняет свою форму при изменении температуры. Разработанная антенна может работать в диапазоне частот от 4 до 11 гигагерц, обеспечивая эффективную передачу сигнала в течение нескольких секунд.

В статье, опубликованной в журнале ACS Applied Engineering Materials, исследователи продемонстрировали, как антенна трансформируется из плоской спирали в конус, переключаясь между этими конфигурациями в зависимости от требований. Плоская форма работает лучше на низких частотах, а конусная — на более высоких. Такая адаптивность позволяет антенне обеспечивать мощность сигнала до 5 децибел в диапазоне от 4 до 11 ГГц.

Как объясняют ученые, форма антенны влияет на её ключевые характеристики, такие как частотный диапазон, ширина луча и поляризация (направление электромагнитных волн). Например, антенна для мобильной связи будет существенно отличаться от спутниковой антенны. 

Разработчики использовали сплав с памятью формы нитинол, состоящий из никеля и титана. Этот материал обладает свойством деформироваться при низких температурах и возвращаться в исходное состояние при нагревании. Ранее нитиноловые материалы использовались преимущественно в простых формах, таких как проволока или трубки. Однако благодаря 3D-печати APL удалось создать сложные конфигурации двойных спиралей, а также встроить в спираль канал для медного провода, который используется для нагрева антенны и изменения её формы. Этот подход решает проблему подключения нитинола, который из-за сильных деформаций обычно может ломаться или отслаиваться.

По мнению исследователей, перспективным направлением для использования таких реконфигурируемых антенн является связь 6G, где устройства должны работать в нескольких частотных диапазонах, требующих разных антенн. 

С уважением, ООО "Компания "База Электроники"

Вернуться на главную