В Америке на основе оригами создали радиочастотные фильтры, меняющие форму

Созданные оригами-фильтры могут применяться в антенных и электромагнитных системах.

2109 0 0

отправить по e-mail

В Америке на основе оригами создали радиочастотные фильтры, меняющие форму

Исследователи из Технологического института Джорджии разработали метод создания радиочастотных фильтров на основе техники оригами. Они имеют регулируемые размеры, позволяя устройствам менять то, какие сигналы блокируются в широком диапазоне частот.

Новый подход к созданию перестраиваемых фильтров может иметь множество применений: от антенных систем, способных адаптироваться к условиям окружающей среды, до следующего поколения электромагнитных систем маскировки, которые могут отражать или поглощать различные частоты.

Команда сосредоточилась на конкретном методе оригами Miura-Ori, кфигуры из которого могут расширяться и сжиматься, как аккордеон. Результаты исследования были опубликованы 10 декабря в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

«Шаблон Miura-Ori имеет бесконечное число возможных позиций. Пространственный фильтр, созданный таким способом, может достичь аналогичной универсальности, изменяя частоту, которую он блокирует, при сжатии или расширении фильтра», – Глаусио Паулино, технический директор Raymond Allen Jones и профессор Технологической школы гражданского строительства и инженерии в Джорджии.

Исследователи использовали специальный принтер, отбирающий листы, которые можно было сложить по шаблону оригами. Затем струйным принтером нанесились линии серебряных чернил на эти перфорации, формируя дипольные элементы, которые давали объекту способность к радиочастотной фильтрации.

Команда разработчиков. Фото: Роб Фелт

Чтобы предотвратить разрушение диполей вдоль линии сгиба, перфорации были подвешены в месте расположения каждого серебряного элемента и затем продолжены на другой стороне. Кроме того, вдоль каждого из диполей был сделан отдельный разрез, чтобы образовать «мостик», позволяющий серебру изгибаться постепенно. Для тестирования различных положений фильтра команда использовала 3D-отпечатанные рамки.

Исследователи обнаружили, что однослойный фильтр в форме Miura-Ori блокирует узкую полосу частот, в то время как несколько слоев сложенных фильтров могут обеспечить более широкую полосу заблокированных частот.

Созданные конструкции могут использоваться антенными системами в компактном виде до развертывания или в космических применениях.

«Устройство на базе Miura-Ori может как развернуться, так и перенастроиться на широкий диапазон частот по сравнению с традиционными частотно-избирательными поверхностями, которые обычно используют электронные компоненты для регулировки частоты. Такие устройства могут быть хороши для использования в качестве отражателей для кубов следующего поколения или других устройств космической связи», – сказал Абдулла Наруз, аспирант Georgia Tech, работавший над проектом.

У использования метода оригами также есть и физические преимущества: «Образец Miura-Ori демонстрирует замечательные механические свойства, несмотря на то, что он собирается из листов, толщина которых не превышает одной десятой миллиметра. Эти свойства могут сделать легкие, но прочные конструкции, которые можно легко транспортировать», – сказала Лариса Новелино, аспирантка Georgia Tech, работавшая над проектом.

Фото на обложке: Серебряные диполи располагаются поперек складок шаблона Миури-Ори, чтобы обеспечить частотную блокировку. Роб Фелт

Наш журнал ММ Поддержать ММ

Технологии

Машины и Механизмы