محققان موسسه فناوری جورجیا روش جدیدی برای استفاده از ساختارهای مبتنی بر اوریگامی در ساخت فیلترهای فرکانس رادویویی طراحی کرده‌اند که ابعاد قابل تنظیم دارد. این روش می‌تواند منجر به ساخت آنتن رادیویی بهتر و کارآمدتر در حوزه‌های مختلف بشود.

این روش قابلیت فیلتر کردن برخی سیگنال‌ها در یک محدوده فرکانس گسترده را به دستگاه‌های مختلف می‌دهد. روش جدید ساخت این فیلترهای قابل تنظیم کاربردهای گسترده‌ای خواهد داشت؛ از جمله سیستم‌های آنتن رادیویی که قابلیت سازگاری آنی با محیط اطراف را دارند یا نسل بعدی سیستم‌های نامرئی‌سازی الکترومغناطیسی با قابلیت تنظیم مجدد برای بازتاب یا جذب فرکانس‌های مختلف. تیم تحقیقاتی برای طراحی این روش جدید روی یک الگوی اوریگامی خاص به نام Miura-Ori¬ تمرکز کرده‌اند که می‌تواند به شکل یک آکوردئون باز و بسته بشود.

فیلتر رادیویی تاشونده

تعداد پوزیشن‌های احتمالی الگوی Miura-Ori نامحدود است و امکان قرار گرفتن در حالت کاملا بسته تا کاملا باز را دارد. فیلتری که با این روش ساخته بشود هم دقیقا همین میزان تطبیق‌پذیری را دارد و می‌تواند فرکانس‌های مسدود شونده در حالت باز یا بسته را تغییر بدهد.

محققان برای اینکه بتوانند یک کاغذ را با الگوی اوریگامی مورد نظرشان تا بزنند، از یک پرینتر مخصوص برای خط انداختن روی کاغذ استفاده کردند. سپس از یک پرینتر جوهرافشان برای انداختن خطوطی از جوهر نقره روی خطوط برجسته استفاده کردند و به این ترتیب عناصر دوقطبی که قابلیت فیلترینگ فرکانس رادیویی را به اجسام می‌دادند، ایجاد کردند.
عناصر دوقطبی در طول خطوط تا قرار می‌گیرند تا وقتی اوریگامی فشرده می‌شود، دوقطبی‌ها خم بشوند و به یکدیگر نزدیک بشوند و در نتیجه فرکانس رزونانس آنها در طیف بالاتر برود. برای جلوگیری از شکستن عناصر دوقطبی در طول خطوط تا، خطوط برجسته در محل عناصر نقره‌ای آویزان می‌شوند و سپس به طرف دیگر ادامه می‌یابند. علاوه براین کنار هر کدام از دوقطبی‌ها، یک برش جداگانه ایجاد می‌شود تا پلی ایجاد کند که به تاشدن تدریجی نقره کمک می‌کند. برای تست کردن پوزیشن‌های مختلف فیلتر هم از فریم‌های ساخته شده با فناوری پرینت سه بعدی استفاده شد.

در ساختنی بخوانید :
دانشمندان توانستند برای اولین بار نور جامد بسازند

مزایای اوریگامی برای ساخت نسل جدید آنتن رادیویی

آزمایش‌های مکرر محققان را به این نتیجه رساند که فیلتر Miura-Ori تک‌لایه باند نازکی از فرکانس‌ها را مسدود می‌کند اما فیلترهای چندلایه انباشته شده روی یکدیگر می‌توانند باند گسترده‌تری از فرکانس‌ها را مسدود کنند.

شکل Miura-Ori در حالت باز کاملا مسطح و در حالت بسته کاملا فشرده است و به همین خاطر این فناوری برای ساخت آنتن رادیویی که باید اکثر اوقات فشرده باشد، بسیار مناسب است. آنتن رادویی به کار رفته در برنامه‌های فضایی یک مثال خوب است چون تا زمان استفاده باید در یک فضای فشرده بماند. علاوه بر این نیاز به یک صفحه تکی برای باز شدن آنتن رادیویی مصرف انرژی را هم برای آن دسته از آنتن‌ها که طی چند مرحله باز می‌شوند را کاهش می‌دهد.

دستگاهی که بر پایه Miura-Ori ساخته بشود در مقایسه با سطوح تنظیم فرکانس قدیمی که به جای تغییرات فیزیکی از قطعات الکترونیکی برای تغییر فرکانس استفاده می‌کنند، قابلیت تنظیم مجدد و پذیرش فرکانس‌های گسترده‌تری را دارد. چنین دستگاهی یک انتخاب ایده‌آل برای استفاده در بازتابنده‌های تاسواره یا سایر تجهیزات اکتشافات فضایی هستند.

مزایای استفاده از اوریگامی مزیت‌های فیزیکی هم دارد. الگوی Miura-Ori با وجود اینکه کاغذی به ضخامت کمتر از یک دهم میلیمتر ساخته می‌شود اما ویژگی‌های فیزیکی قابل‌توجهی هم دارد. چنین ویژگی‌هایی می‌تواند به ساخت ساختارهای مقاوم و در عین حال سبک که برای ترانسپورت هم مناسب هستند، کمک کند.

منبع