可重新配置的天线——能够从远处实时调整频率或辐射波束等财产的天线，是未来通信网络系统（如6G）不可或缺的组成部分。但目前许多可重新配置的天线设计都存在缺陷：它们在高温或低温下会出现故障，功率受限或需要定期维修。

为了解决这些限制，宾夕法尼亚州立工程学院的电气工程师将电磁体与柔顺机构相结合，这与活页夹或弓箭背后的机械工程概念相同。他们今天（2月13日）在《自然通讯》（NatureCommunications）上发表了他们的可重构兼容机制的贴片天线概念验证。

通讯作者GalestanMackertichSengerdy表示：“柔顺机构是一种工程设计，它结合了材料本身的元素，在施加力时产生运动，而不是需要铰链才能运动的传统刚体机构。”，他是该学院电气工程与计算机科学学院（EECS）的博士生和全职研究员。“兼容的机制使物体能够在特定方向上反复弯曲，并能够承受恶劣的环境。”

当应用于可重构天线时，其投诉机制使臂以可预测的方式弯曲，从而改变其工作频率，而无需使用铰链或轴承。

“就像变色龙触发皮肤上的微小隆起物移动，从而改变其颜色一样，可重构天线可以通过配置其机械财产，在柔顺机制的支持下，从低到高再到后改变其频率，”论文合著者、EECS副研究教授索耶·坎贝尔（SawyerCampbell）说。

兼容机制的设计取代了以日本折纸艺术命名的现有折纸设计技术，这些技术可重新配置，但在鲁棒性、长期可靠性和高功率处理能力方面没有相同的优势。

“折纸天线设计以其紧凑的折叠和存储能力而闻名，随后可以在应用程序中部署，”MackertichSengerdy说。“但一旦这些折纸折叠结构展开，它们通常需要一个复杂的加固结构，这样它们就不会扭曲或弯曲。如果不仔细设计，这些类型的设备将在现场受到环境和操作寿命的限制。”

该团队使用商用电磁仿真软件演示并设计了一个圆形、虹膜形贴片天线原型。然后，他们对其进行3D打印，并在宾夕法尼亚州的消声室中测试其疲劳失效以及频率和辐射方向图保真度，该室用电磁波吸收材料绝缘，防止信号干扰天线测试。

据研究人员介绍，尽管设计用于演示特定频率的原型只比手掌略大，但该技术可以扩展到集成电路级别，用于更高的频率，或用于更低频率的应用。

研究人员表示，由于3D打印的兴起，顺应机制研究越来越受欢迎，这使得无休止的设计变化成为可能。正是麦基奇·森格迪在机械工程方面的背景使他有了将这类特殊的柔顺机构应用于电磁学的想法。