近(jin)日(ri)，國際(ji)權(quan)威雜志《增(zeng)材(cai)制造(zao)》（Additive Manufacturing, IF:10.998）在(zai)線(xian)刊發(fa)了華中科技大(da)學光學與電子(zi)信息學院(yuan)呂文中教授團隊(dui)最新研究成果《3D打(da)印低溫燒(shao)結5G MIMO陶瓷龍勃透鏡(jing)天(tian)線(xian)》（Stereolithographic additive manufacturing of Luneburg lens using Al2O3-based low sintering temperature ceramics for 5G MIMO antenna. DOI:10.1016/j.addma.2021.102244）。博士生王飛，碩士生李子(zi)健(jian)為論(lun)文共(gong)同一作，呂文中為論(lun)文通訊作者(zhe)。

隨(sui)著5G通訊技術的快速發展，毫(hao)米波(bo)MIMO技術因(yin)其具有超高(gao)傳輸速率、超低通訊時延和更強的通信(xin)安(an)全成為5G通訊系(xi)(xi)統(tong)的關鍵技術。龍(long)勃(bo)透(tou)鏡天(tian)線(Luneburg Lens)通過(guo)天(tian)線波(bo)束(shu)的聚焦(jiao)與(yu)賦(fu)性可(ke)實(shi)現MIMO，與(yu)傳統(tong)的相控(kong)陣天(tian)線和反射器(qi)天(tian)線相比，其可(ke)實(shi)現無像差的寬(kuan)頻帶(dai)聚焦(jiao)且降低系(xi)(xi)統(tong)的復雜性與(yu)成本。理想(xiang)的龍(long)勃(bo)透(tou)鏡材料要求材料的介(jie)電常數呈階梯分(fen)布，自然(ran)界里(li)并不存在這樣的介(jie)質，需要尋(xun)找新的解決辦(ban)法。

本論文通(tong)過引入超材料結構，實現(xian)了高(gao)介電(dian)常(chang)數陶瓷介質的(de)梯度分(fen)布(bu)，并結合(he)轉換光學理論，采(cai)用SLA紫外光固(gu)化3D打印工藝制(zhi)(zhi)備(bei)，制(zhi)(zhi)備(bei)獲得了一(yi)種低剖面結構的(de)龍勃透鏡。該透鏡天線燒(shao)結溫度低（850°C燒(shao)結成型）、成型精(jing)度高(gao)（凈(jing)尺寸與設計尺寸幾(ji)乎一(yi)致）、厚度薄（約(yue)10mm），在Ku波(bo)段實現(xian)了±15°的(de)波(bo)束掃描，對饋源(yuan)的(de)增益提升超過5 dBi。該工作為(wei)復雜結構微波(bo)/射頻器件(jian)一(yi)體(ti)化成型提供了新思(si)路，有利于推進低成本陶瓷微波(bo)/射頻組(zu)件(jian)的(de)開發與制(zhi)(zhi)備(bei)。

去年以來，團隊在3D打印(yin)陶(tao)瓷微波(bo)/射頻器(qi)件領域已發表4篇重要論文，涵蓋微波(bo)介質陶(tao)瓷打印(yin)漿料(liao)、透鏡天線(xian)制備、微波(bo)陶(tao)瓷濾波(bo)器(qi)的3D打印(yin)等(deng)，研究論文有IEEE Antenn. Wirel. Pr.,2021, doi: 10.1109/LAWP.2020.3046489，Adv. Mater. Interfaces,2021,doi:10.1002/admi.202100584，Ceram. Int.,2020

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