适用于5G网络的3D打印:ULTRAWAVE项目

移动版超越台式机

2017年,台式机设备首次被移动数据使用量所取代。自动驾驶汽车,物联网,云技术,4K流以及大量其他应用的激增给现有的移动网络基础架构带来了沉重的负担,促使其走向全球5G网络

作为欧盟支持的H2020计划的一部分,Ultrawave项目于同年启动,以应对这一不断增长的需求。

新需求和新解决方案

简而言之,我们生活在一个更加互联的世界中,要传输海量数据,我们需要越来越强大的功能。

数百万人生活在人口稠密的城市环境中,流媒体电影,音乐,视频通话和在线游戏都是通过移动设备移动的。这种新的现状要求对蜂窝网络基础设施进行调查和创建,并对其进行了显着改进,因此,Ultrawave概念诞生了。

5G频谱使用

网络必须传输的数据越多,必须使用的波长越短。这是因为短波长可以携带大量数据。波长与频率成反比,因此波长越短,频率越高。

5G应用通常使用30 GHz至300 GHz之间的频率,这些波长的波长介于1至10 mm之间,因此被称为利用毫米波段或“ mmWaves”。

毫米波可以支持每秒数十吉比特的无线数据速率,因为更高的频率/更短的波长可以以更高的速度传输更多的数据。使用这些特定波长是网络传输4K流和其他数据密集型应用程序能力的关键。

超声波–超过100 GHz

Ultrawave项目的目标不是达到每秒数十吉比特,而是达到每秒100吉比特数据的阈值。该项目的目的是“首次提出对超过100 GHz的整个毫米波频谱进行开发” [Ultrawave]。

对应于1 – 3 mm的波长,它可以扩展到300 GHz。然而,问题在于较小的波长更容易受到衰减的影响(例如由于障碍物或距离),因此必须制定一种增强其信号的方法。

这该怎么做

Ultrawave项目简要指定毫米波行波管(TWT)的利用率。这些TWT是线圈结构,旨在放大微波范围(300 MHz – 300 GHz)内的射频信号。TWT对于增强信号强度至关重要。

由维克多·克罗泽(Viktor Krozer)教授领导的柏林歌德大学是Ultrawave项目第二阶段的牵头机构。他们对波导形状及其对信号强度的影响进行了有限元建模(FEM)分析。

波在TWT中没有波导的情况下扩展到3D空间,因此信号幅度丢失。这是对独特技术的研究,创建这些微型波导结构非常困难,需要同样独特的解决方案。

歌德大学的团队与Exaddon接触,目的是3D打印将在TWT内使用的微型波导,这是根据Krozer教授及其团队计算出的规范进行的。

利用Exaddon独特的CERES µAM打印系统,可以用直径约120 µm的纯铜印刷微小的波导,该印刷系统完全符合歌德团队提出的设计规范。

5G网络及其他:ULTRAWAVE项目
图1 Exaddon和歌德大学构建的微米结构

制造业的新时代

创建这些波导是开发将Tultrawave项目变为现实所需的尖端TWT技术的至关重要的一步。这些波导的成功制造和实施将使实现颠覆性的数据传输基础设施的实现成为现实,现代基础设施的需求正在不断增长。

这一切的核心是Exaddon全球独有的微型AM技术,以及与歌德大学的积极合作,以突破高频技术的界限。

资料来源:https://www.azonano.com/article.aspx?ArticleID=5576
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