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17 Jan, 2023

Des antennes imprimées en 3D développées par des chercheurs de l’EEE pourraient apporter la 5G et la 6G aux communautés isolées

Des antennes imprimées en 3D développées par des chercheurs de l’EEE pourraient apporter la 5G et la 6G aux communautés isolées

Des chercheurs de l’université de Sheffield ont mis au point des antennes radio imprimées en 3D qui pourraient permettre aux personnes vivant dans des communautés isolées de bénéficier de signaux de téléphonie mobile plus puissants et de connexions internet plus rapides.

Les antennes à ondes millimétriques imprimées en 3D sont beaucoup plus rapides et moins chères à produire que celles actuellement utilisées par l’industrie des télécommunications, mais présentent le même niveau de performance.

Le développement pourrait contribuer à stimuler l’innovation, à accélérer la production de nouveaux prototypes et à faciliter le déploiement des nouvelles infrastructures 5G et 6G au Royaume-Uni et dans le monde entier.

Les antennes à ondes millimétriques (mmWave), qui ont été conçues, fabriquées et testées par des chercheurs du département d’ingénierie électronique et électrique de l’Université de Sheffield, ont des performances en matière de radiofréquences qui correspondent à celles produites à l’aide de techniques de fabrication conventionnelles. Les antennes imprimées en 3D pourraient accélérer le développement de nouvelles infrastructures 5G et 6G et contribuer à ouvrir l’accès à ces technologies aux personnes vivant dans des zones reculées, tant au Royaume-Uni que dans le reste du monde. 

Antennes radio imprimées en 3D

Les antennes actuellement utilisées pour construire les réseaux de télécommunication sont généralement lentes et coûteuses à fabriquer. Cela freine l’innovation, retarde le développement de prototypes et rend difficile la construction de nouvelles infrastructures. Les chercheurs de Sheffield ont mis au point une nouvelle conception qui permet de fabriquer des antennes radio beaucoup moins chères et plus rapides grâce à l’impression 3D, sans compromettre les performances. Cette technique permet de produire des antennes en quelques heures seulement, pour quelques livres sterling seulement, mais avec des performances similaires à celles des antennes fabriquées de manière conventionnelle, dont la création coûte généralement des centaines de livres.

Vous trouverez ci-dessous quelques tracés de surface 3D créés au laboratoire de mesure – ces tracés montrent une comparaison entre un exemple fabriqué de manière traditionnelle et l’antenne imprimée en 3D créée par l’équipe de l’université de Sheffield. Les antennes utilisent des nanoparticules d’argent, qui ont d’excellentes propriétés électriques pour la radiofréquence, et ont été testées à diverses fréquences utilisées par les réseaux 5G et 6G, jusqu’à 48 GHz. Leur gain et leur réponse dans le domaine temporel – affectant la direction et la force du signal qu’elles peuvent recevoir et transmettre – sont presque indiscernables de ceux fabriqués traditionnellement.

Image des tracés de surface 3D des antennes mesurées

Eddie Ball, du groupe de recherche sur les communications de l’université de Sheffield, a déclaré : Cette conception imprimée en 3D pourrait changer la donne pour l’industrie des télécommunications. Il nous permet de prototyper et de produire des antennes pour les réseaux 5G et 6G à un coût bien inférieur et beaucoup plus rapidement que les techniques de fabrication actuelles. La conception pourrait également être utilisée pour produire des antennes à une échelle beaucoup plus grande et donc avoir la capacité de couvrir plus de zones et d’apporter les réseaux mobiles les plus rapides à des parties du monde qui n’y ont pas encore accès.

Les tests de radiofréquence de l’antenne ont été réalisés dans le laboratoire national de mesure des ondes millimétriques de l’UKRI de l’université de Sheffield, à la pointe de l’industrie. Le laboratoire de mesure des ondes millimétriques peut mesurer des systèmes sur puce et des antennes jusqu’à 110 GHz, ce qui est inestimable pour la recherche sur les communications, comme celle menée sur l’antenne imprimée en 3D.

L’équipe travaillant sur l’antenne imprimée en 3D dans l’installation mmWave, qui est basée au département d’ingénierie électronique et électrique de Sheffield, comprend Matt Davies, Benedict Davies, Sumin David Joseph, Steve Marsden, Eddie Ball et Jon Willmott. La recherche a été financée par le Defence and Security Accelerator et le Defence Science and Technology Laboratory du gouvernement britannique.

https://www.sheffield.ac.uk/eee/news/3d-printed-antennas-developed-eee-researchers-could-bring-5g-and-6g-remote-communities

https://www.sheffield.ac.uk/mm-wave