【摘要】 在过去的几年里，许多工作集中在使用聚合物为基础的三维三维打印印刷的高频应用上，包括矩形波导。

三维打印使用3-d印刷技术已成为一种成熟的制造技术，适用于许多不同的应用，影响到日常生活和许多科学技术领域。近年来，3-D印刷技术已经非常成功地应用于电子元件和高频运行系统的生产领域。在这些频率下，金属管矩形波导通常是首选的介质。因此，高质量波导的可靠制造对于使用这些非常高频率的工业部门(例如，电信、安全、国防、空间等)至关重要。

 

3-D印刷主要分为金属基和聚合物基，两者都需要额外的金属镀层。利用前者，可以采用粘合剂射流/烧结和选择性激光熔融(SLM)来制作这种高频波导。然而，对于在这些频率下的许多应用来说，金属基三维印刷的缺点是，没有非平凡的后期制造处理(例如，额外的金属镀层)，内部波导侧壁表现出较差的内在传导性和表面粗糙度，这两者都导致在这些频率下较差的电性能，由于表面阻力升高。然而，这样的波导和相关的喇叭天线已被证明。

 

在过去的几年里，许多工作集中在使用聚合物为基础的三维三维打印印刷的高频应用上，包括矩形波导。基于聚合物的3-d印刷比基于金属的3-d印刷具有许多优势，包括优良的内壁固有传导性、低表面粗糙度，以及实现使用传统机械加工技术以前不可能实现的元件和系统的全新设计的可能性。矩形波导已经使用各种基于聚合物的三维印刷技术制造:X波段(8.2-12.4GHz)的熔融沉积成型(FDM)，W波段(75-110GHz)的立体光刻设备(SLA)，WM-570波段(325-500GHz)的聚合物喷射(Polyjet)和WM-380波段(500-750GHz)和WM-250波段(750-1.1THz)的RECILS。

 

3-D印刷的一个应用还有待探索，那就是制作计量学中使用的人造标准。由于波导经常被用作高频电磁测量的标准，一个潜在的应用是开发一套3-d印刷波导标准，并使用这些标准校准，例如微波矢量网络分析仪(vna)。

 

3-D印刷的另一个潜在优势是，它们可以由终端用户根据需要在终端用户的位置(使用3-d打印机)制作出来。这与传统的制造工序不同，传统的制造工序是由供应商(例如制造商)生产产品，然后在不同的最终用户位置发送给客户(例如最终用户)。在计量方面，这意味着人造物标准可以由终端用户测定实验室(或在终端用户实验室)进行3-d打印。在某些情况下，还可以在终端用户位置实现计量可追溯性。例如，在微波网络分析中，精密传输线和波导被用作与通过反射线(TRL)校准技术相结合的标准。根据这些标准进行的测量的可溯源性可以通过标准的可溯源尺寸测量(例如，使用本地尺寸标准，如校准的量规块)来实现。然后可以在终端用户位置使用测定软件实现可追溯性，这些软件可以从互联网下载或通过互联网访问。这与传统的可追溯路线形成对比，即通过一系列比较(例如ISO/IEC17025认证实验室)，使用转移标准，可追溯性从国家计量学会(NMI)的主要参考标准转移到终端用户。因此，使用三维印刷有可能成为提供计量溯源的过程中的一个破坏性创新。

 

1.Adam Jones, Stepan Lucyszyn, Enrique Márquez-Segura, Nick Ridler, James Skinner, Daniel Stokes, 3-D printed primary standards for calibration of microwave network analysers, Measurement, Volume 158, 2020, 107682, ISSN 0263-2241, https://doi.org/10.1016/j.measurement.2020.107682.