Instytut Łączności

Otóż jest wiele powodów. Anteny mikrofalowe mają szereg profesjonalnych zastosowań. Gdyby nie one – na satelity nie trafiałby sygnał z nadajników i nie byłoby przekazów satelitarnych ani satelitarnej telewizji. Bez anten mikrofalowych nie byłoby też satelitarnego internetu, o którym ostatnio tak wiele się mówi. Nie byłoby też bardzo wielu ważnych i potrzebnych badań naukowych nad wpływem promieniowania elektromagnetycznego  na organizmy czy nad ochroną przed nadmiernym promieniowaniem. Jednym słowem… anteny mikrofalowe są ważne. Ale też… bardzo drogie. Im bardziej precyzyjne tym droższe. Cena jest tym bardziej wysoka, jeśli antena tubowa ma być szerokopasmowa, czyli pracująca na różnych długościach fali elektromagnetycznej. Stąd prosty wniosek: warto znaleźć sposób na tańszą produkcję.

Takiego sposobu szukają naukowcy w Zakładzie Kompatybilności Elektromagnetycznej Instytutu Łączności. A swoje doświadczenia przedstawili 3 lutego 2026 r., podczas kolejnego Seminarium Naukowego IŁ – PIB, tym razem prowadzonego przez inż. Bartosza Głowacza.

Dzień był wyjątkowo zimny; w parku otaczającym główną siedzibę Instytutu mróz był prawie 20 stopniowy. Prof. Mariusz Figurski, zastępca dyrektora IŁ-PIB ds. naukowych z humorem otworzył więc spotkanie:

- Mam nadzieję, że pan Bartosz nas tu trochę ogrzeje mikrofalami w kontekście druku 3D. 

I rzeczywiście, było gorąco i ciekawie.

Celem prac badawczych było zaprojektowanie i wykonanie anteny tubowej dwugrzbietowej pracującej w bardzo szerokim zakresie częstotliwości - od 1 do 18 GHz. Badacze chcieli nie tylko sprawdzić, czy taka antena może powstać przy użyciu druku 3D, ale również porównać jej parametry z rozwiązaniami dostępnymi na rynku.

- Chcieliśmy wykazać w jakiś sposób konkurencyjność tych naszych anten na tle już obecnych na rynku rozwiązań - podkreślał Bartosz Głowacz. 

Wybór technologii nie był przypadkowy. Zespół postawił na druk 3D jako rozwiązanie szybkie, elastyczne i znacznie tańsze od klasycznej obróbki skrawaniem.

- Mając drukarkę 3D możemy szybko reagować na dynamicznie zmieniające się wymagania i potrzeby. W przypadku CNC jest to proces czasochłonny i kosztowny. - dodał inż. Bartosz Głowacz. 

Argumentem nie do pominięcia jest też ekologia - materiał pozostały po druku można stosunkowo łatwo ponownie przetworzyć, co w przypadku odpadów metalowych z obróbki CNC jest o wiele trudniejsze.

Proces projektowania obejmował kilka etapów: modelowanie anteny, optymalizację parametrów elektromagnetycznych, projekt mechaniczny oraz przygotowanie modelu do druku. Kluczowe było także pokrycie wydrukowanych elementów warstwą przewodzącą.

Powstały trzy prototypy anten, różniące się techniką metalizacji - od natrysków farbami metalicznymi po galwanizację próżniową aluminium.

Badania potwierdziły, że możliwe jest wytworzenie działającej anteny mikrofalowej metodą druku 3D. Najlepsze parametry uzyskała antena metalizowana w procesie przemysłowym.

- Udało się wytworzyć antenę pracującą w paśmie od 1 do 18 GHz. Większość parametrów spełniła założenia projektowe, a anteny są użytkowe. - podsumował prelegent.

Jednocześnie badania ujawniły ograniczenia technologiczne - szczególnie związane z jakością metalizacji i chropowatością powierzchni po druku. Do rozważań pozostaje również kwestia wytrzymałości mechanicznej takich anten i stabilność ich pracy w dziedzinie czasu.

Zespół badawczy wskazał kilka kierunków dalszych prac: wydruk monolityczny zamiast składania elementów, poprawa obróbki powierzchni oraz bardziej kontrolowana metalizacja.

- Wydruk monolityczny mógłby ograniczyć nieszczelności elektromagnetyczne i poprawić parametry anteny. - dodał podsumowując.

Choć parametry „wydrukowanej” anteny nie były idealne, seminarium pokazało, że druk 3D może stać się realną alternatywą dla tradycyjnych metod produkcji anten - szczególnie w zastosowaniach prototypowych i badawczych a także w sytuacjach, gdy produkcję trzeba szybko uruchomić w sposób zapewniający mobilność. 

Koszt wytworzenia anteny z metalizowanego po uformowaniu plastiku, mówiąc bardziej precyzyjnie metodą przyrostową, okazał się nawet kilkunastokrotnie niższy niż w przypadku obróbki CNC, co otwiera nowe możliwości dla laboratoriów i zespołów badawczych a może też z czasem w zastosowaniach Dual Use.

Seminarium pokazało też, że druk 3D jest obiecującą technologią przyszłości a Instytut Łączności jest jednym z miejsc, gdzie ta przyszłość właśnie się kształtuje.