波紋錐體揚聲器天線設計的橫截面圖
事實上，大多數3D打印天線都是由金屬制成的，但俄羅斯Yasar學院的兩名研究人員最近完成了一項利用PLA材料制作3D打印錐形波紋揚聲器天線的研究，該天線用于現場直播。 衛星（DBS）系統中的饋電反射器天線。 論文《采用 3D 打印技術的寬帶 Ku 波段錐形波紋揚聲器天線原型》討論了研究人員使用 FDM 3D 打印和鎳導電氣溶膠涂層制造的原型天線的設計、生產和驗證。
摘要中寫道：“CST項目設計的天線工作在Ku頻段10.5-18.5GHz寬帶。原型機通過新一代3D打印技術和導電油墨涂層實現ku波段 傳輸損耗，使得天線重量輕，成本低，生產速度快，根據測試結果，天線的雜波損耗幾乎優于20dB，最小增益值為14.5dBi，最小旁瓣電平為-18dB，頻率帶寬為1.76 ：1.與相同的高導電金屬天線相比，天線的增益損耗最多為1.5-2dB，需要更高的制造成本和生產時間。
3D打印半天線原型
通常，錐形波紋揚聲器天線用于雙極或圓極化應用，例如衛星通信，由四個主要部分組成：輸入（異相）波導、過渡、波紋輪廓（模式轉換器）和天線孔徑； 然而，這個原型只有三個。
這些天線的內表面槽和齒可用作遙感系統和衛星中反射器的饋源，因為它們具有“低交叉極化水平、低側瓣和后瓣水平以及良好的雜波損耗值的方向性和增益”。
“當輸入波導部分存在 TE11 模式傳播時，TE11 和 TM11 模式在波紋表面中傳播，輸入波導部分是光滑平坦的壁結構。TE 和 TM 模式的電場和磁場分量以相同的速率傳播，這導致了單一混合（HE11）模式，”研究人員解釋道。 “因此，天線的波紋表面實際上起到了模式轉換器的作用。混合模式傳播在輻射方向圖中提供了出色的波束對稱性，具有低交叉極化水平和高波束效率。由于這種誘導，波紋揚聲器提供了良好的寬帶性能。”
組裝天線結構
由于它們由復雜的幾何形狀組成，因此需要高精度的制造工藝來創建此類形狀。 CNC和CCM機器最常用，但它們價格昂貴且耗時較長，這就是為什么有些人選擇使用FDM3d復制的原因。
該天線專為工作在10.5至18.5GHz之間的寬頻段而設計，因此可以覆蓋DBS通信中常用的RX頻段（10.5-12.75GHz）和TX頻段（17.3-18.4GHz）以??及10.7 TX/RX遙控和遙測衛星應用中的頻段 - 12.75GHz 和 13.75-14.5GHz。 中的模擬用于優化該規格，首先使用 (PEC) 材料來加快流程，然后使用電介質 PLA 和鎳導電氣溶膠涂料電鍍。
研究人員解釋說：“此外，PEC材料的結果被用作比較的參考，以便它們可以近似為用數控機床和鋁等高導電性材料制造天線時的結果。”
“根據鍍層天線的仿真結果可以推斷，PLA/鎳材料對天線的雜波損耗性能影響不大，10-19GHz的雜波損耗值幾乎低于20dB。頻率在10GHz左右時，這個值略高于20dB，這是因為PLA上鍍層的長度降低了對包括缺相圓形波導在內的天線內部規格的激勵。因此，截止頻率波導（和天線）的雜波損耗似乎接近 10GHz，當天線的雜波損耗惡化時。
回波損耗檢測設置
2+ 用于制造 PLA 的天線原型，PLA 比 ABS 更容易、更便宜、更環保。 使用 0.4 毫米噴嘴以 50 毫米/秒的速度涂覆 0.2 毫米層，填充率為 50%，大約需要 23 小時。
檢測方向性和輻射模式
“打印后，使用三層 Super-841 鎳導電氣溶膠涂層對同一部件進行蝕刻，使鍍層長度約為 0.1 毫米。最后，通過將它們與特殊的可調節夾具系統組合在一起，將組裝好的兩半部件組裝起來。”研究人員強調，“制造步驟完成后，原型天線的總重量約為230克，足夠輕。”
檢查了天線的性能——方向性、輻射方向圖、實現的增益和雜波損耗。 據悉，研究人員還比較了由3D打印PLA和鎳制成的天線與采用CNC制成的鋁天線的成本、生產成本和重量。
毫不奇怪，研究表明 3D 影印原型制作所需的時間和金錢更少，但重量也更輕。
“雖然其涂有中等導電率的導電材料（鎳），且長度約為0.1mm，但從測試結果可以看出，該天線的增益損耗與同廠生產的三款天線相比，增益損失不超過2dB采用該技術制造的天線結構仍然表現出極其令人滿意的性能ku波段 傳輸損耗，使其在給定頻段的 E 平面和 H 平面中提供超過 17dB 的雜波損耗，14.5dBi 增益和 -18dB 峰值旁瓣電平（1.76.:1 帶寬），”研究人員總結道。 “與基于 CNC 的生產相比，所提出的制造技術具有重量輕、成本低和生產時間短的優點，盡管增益略有損失。作為推論”
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