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DWebinar0824

3D打印上太空 卫星天线直接印

日本电机兼航太设备大厂三菱电机(Mitsubishi Electric),公开最新的3D打印技术,装在卫星上的3D打印机,能在太空中打印碟型天线,让通讯卫星的天线不用从地面搬上太空,大幅改善卫星设计,节省火箭酬载空间,且这种3D打印机可装在10~30厘米小型卫星上,实验证明可打印出具实用性的天线。

应用大量通讯卫星辅助甚至代替地面基站,被视为5G推广及6G实用的关键技术,而为节省卫星生产发射成本,以利大量部署,趋势是简化与缩小卫星,以便一次发射多枚卫星,但这会碰上天线尺寸与电波波长的物理限制,不能无限缩小。

而三菱的小型卫星用3D打印机,使用特殊的紫外线硬化树脂,朝太阳方向打印便能自动固化,且这种树脂能承受摄氏400度高温,不怕固化同时被太阳光蒸发;而在地球上的测试中,直径16.5厘米的13.5GHz通讯天线,增益比超过20dB的实用门槛,达23.5dB,已达可用水准。

基本上,波长越短的电波,需要越精密的天线,目前三菱电机在地面上模拟太空环境的测试,已能制成Ku波段的13.5GHz频率用天线,对于波长更长、尺寸更大的天线,3D打印天线的可用性应该也不成问题。

在太空中打印3D天线的优点,首先是天线不占用火箭货舱空间,也不需要保护天线的结构,对方形或长方形的卫星来说,需要空间减半并不夸张;而因天线不需承受发射过程的加速应力,无风无雨的太空也不需要过于考虑结构强度,因此节省的重量可能高于3D打印机与材料重量,可望减低卫星总重。

目前三菱电机尚未公布天线预期使用寿命,但至少对定位为可消耗性的小型卫星而言,因太空中无风无雨,应足以撑过使用周期。

现在三菱电机已开始对外推销,与研究机构或太空相关业者合作,进行进一步研讨,除确定技术可靠性外,同时进行事业可行性研发,不仅能用在通讯卫星,还能用在雷达等遥测领域,成为平价轻型电波卫星的重要技术。

需携带天线的卫星,占用空间受限于天线的问题,三菱电机以3D打印技术克服。此为三菱电机的卫星3D打印碟型天线展示影片。YouTube截取画面


【本文由Fii新加坡商鸿运科股份有限公司台湾分公司赞助,DIGITIMES独立报导】


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