研究目的
研究采用导电与非导电墨水的气溶胶喷射3D打印技术，实现工作频率超过30GHz的全增材制造毫米波电路，包括传输线、T型结功率分配器和分支线耦合器。
研究成果
实验结果表明，气溶胶喷射3D打印是实现高性能、低损耗毫米波电路制造的一项可行技术，其实测损耗与现有方法相当或更优。该方法具有高分辨率、材料适应性强和三维成型能力等优势，在毫米波应用领域展现出快速原型制作与经济高效制造的广阔前景。
研究不足
该技术尚处于发展阶段，需要进一步完善；基材厚度和介电常数与设计假设存在差异，导致电路性能出现频率偏移；印刷层的表面粗糙度有待改进；该工艺在线宽和间距上可能存在波动；针对特定应用，固化参数和材料可能需要优化。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用气溶胶喷射3D打印技术进行微带电路的增材制造。电路设计使用NI AWR设计环境软件完成，包含无通孔共面波导到微带过渡结构、T型结功率分配器和分支线耦合器，优化适用于Ka和V波段工作频率。
2：样品选择与数据来源：
样品在铜箔基底上制备，介电层采用聚酰亚胺墨水，导电迹线采用银墨水。
3：实验设备与材料清单：
设备包括Optomec气溶胶喷射5X系统、Keysight PNA网络分析仪N5227A、GGB工业公司GSG共面波导探针、弗吉尼亚二极管公司VNA扩展器、奥林巴斯BX41M显微镜及AEP科技公司NanoMap-500LS轮廓仪。材料包含聚酰亚胺墨水（5%聚酰胺酸溶于NMP溶剂）、科莱恩Prelect TPS 50银纳米粒子墨水以及铜接地平面。
4：7A、GGB工业公司GSG共面波导探针、弗吉尼亚二极管公司VNA扩展器、奥林巴斯BX41M显微镜及AEP科技公司NanoMap-500LS轮廓仪。材料包含聚酰亚胺墨水（5%聚酰胺酸溶于NMP溶剂）、科莱恩Prelect TPS 50银纳米粒子墨水以及铜接地平面。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：通过300微米喷嘴打印25层聚酰亚胺墨水构建介电基底并在氮气环境中固化。银墨水使用100微米喷嘴打印三层后进行烧结处理。优化了打印参数（流速、温度）。采用网络分析仪配合SOLT校准的探针测量高达110GHz的电性能。
5：数据分析方法：
测量并分析S参数以确定回波损耗、插入损耗和总损耗。使用NI AWR AXIEM电磁求解器进行制造后仿真验证结果并估算材料特性。
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Network Analyzer
N5227A
Keysight
Used for measuring S-parameters of the fabricated circuits up to 67 GHz.
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VNA Extender
WR10
Virginia Diodes
Extends the measurement capability to W-band (75-110 GHz) for network analysis.
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Microscope
BX41M
Olympus
Used for dimensional analysis and inspection of the manufactured circuits.
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Aerosol Jet 5X System
5X
Optomec
Used for aerosol jet 3D printing of conductive and non-conductive inks to fabricate microstrip circuits.
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CPW Probes
67A-GSG-250-C
GGB Industries
Used for probing the conductor-backed coplanar waveguide transitions during electrical measurements.
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Profilometer
NanoMap-500LS
AEP Technology
Used to measure the thickness and surface profile of the printed layers.
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Polyimide Ink
Used as the non-conductive dielectric material for printing the substrate layers.
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Silver Ink
Prelect TPS 50
Clariant
Used as the conductive material for printing the metal traces.
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