Автоматизированное изготовление схем и антенн

Космический центр Джонсона, Хьюстон, Техас

Новаторы из Космического центра имени Джонсона НАСА разработали экономичный метод создания схем и антенн на основе ткани, сочетая традиционную вышивку с автоматизированным фрезерованием. Эта технология обеспечивает более высокую поверхностную проводимость, улучшенный контроль импеданса, расширенный потенциал конструкции и применения, а также больший выбор материалов для оптимизации производительности.

В современном производстве электронного текстиля используется техника вышивки, называемая электронной вышивкой, при которой схемы непосредственно вышиваются проводящей нитью на ткани. Этот автоматизированный производственный процесс сочетает в себе этапы электронной вышивки и фрезерования, что расширяет возможности применения электронного текстиля для сильноточных и высокоскоростных применений.

Изготовление начинается с двух макетов желаемого токопроводящего рисунка. После сборки слоев проводящего и непроводящего материалов выполняется электронная вышивка второй разметкой и токопроводящей нитью для скрепления слоев между собой и обозначения рисунка токопроводящего материала. Закрепленный узел передается на автоматизированный фрезерный или лазерный станок, который вырезает желаемый проводящий рисунок и освобождает ненужные части проводящего материала.

Полученный электронный текстиль плотно сплетается вместе, обеспечивая более высокую поверхностную проводимость и контроль импеданса. Первоначальные сравнительные испытания, оценивающие характеристики спиральных антенн на тканевой основе, разработанных с помощью этого метода, по сравнению с обычными антеннами, не выявили потери в характеристиках по нескольким показателям, включая коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН), диаграмму направленности и соотношение осей.

Предыдущие попытки автоматизировать изготовление схем и антенн терпели неудачу либо из-за сложности производственного оборудования и связанных с этим затрат, либо из-за ограничений конструкции и применения получаемого электронного текстиля. Этот метод изготовления обеспечивает преимущества в экономии затрат и труда, а также предоставляет возможности для разработки моделей проектирования с более высокой геометрической сложностью и улучшением производительности.

Потенциальные области применения включают легкие тканевые антенны для самолетов с тканевой обшивкой и беспилотных автономных транспортных средств (БПЛА); современные датчики/антенны для скафандров; цифровая боевая одежда, в которую можно встроить скрытную и гибкую электронику; а также беспроводная или сотовая сеть, RFID, датчики, GPS.

НАСА активно ищет лицензиатов для коммерциализации этой технологии. Пожалуйста, свяжитесь с консьержем по лицензированию НАСА по адресу: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра у вас должен быть включен JavaScript. или позвоните по телефону 202-358-7432, чтобы начать обсуждение лицензирования. Для получения дополнительной информации посетите здесь.

Эта статья впервые появилась в октябрьском выпуске журнала Tech Briefs Magazine за 2022 год.

Больше статей из этого выпуска читайте здесь.

Больше статей из архива читайте здесь.

ПОДПИСАТЬСЯ