Circuito de tecido automatizado e fabricação de antenas

Centro Espacial Johnson, Houston, TX

Inovadores do Johnson Space Center da NASA desenvolveram um método econômico para criar circuitos e antenas baseados em tecido, combinando bordado convencional com fresagem automatizada. A tecnologia permite maior condutividade superficial, melhor controle de impedância, design expandido e potencial de aplicação, além de maior escolha de materiais para desempenho otimizado.

A produção moderna de têxteis eletrônicos utiliza uma técnica de bordado chamada e-broidery que costura diretamente padrões de circuitos com fio condutor nos têxteis. Este processo de fabricação automatizado combina etapas de bordado eletrônico e fresagem para expandir a aplicação de têxteis eletrônicos para usos de alta corrente e alta velocidade.

A fabricação começa com dois layouts do padrão condutor desejado. Após a montagem das camadas de materiais condutores e não condutores, o bordado eletrônico é realizado com o segundo layout e fio não condutor para fixar as camadas juntas e designar o padrão para o material condutor. O conjunto seguro é transferido para uma fresadora automatizada ou máquina de corte a laser, que corta o padrão condutor desejado e libera as porções desnecessárias do material condutor.

Os têxteis eletrônicos resultantes são firmemente entrelaçados, proporcionando maior condutividade superficial e controle de impedância. Testes de comparação iniciais que avaliaram o desempenho de antenas espirais baseadas em tecido desenvolvidas com este método, em comparação com antenas convencionais, não indicaram perda de desempenho em múltiplas métricas, incluindo relação de onda estacionária de tensão (VSWR), padrão de radiação e desempenho de relação axial.

Esforços anteriores para automatizar circuitos de tecido e fabricação de antenas falharam na complexidade do hardware de fabricação e nos custos associados, ou nas limitações de design e aplicação dos têxteis eletrônicos resultantes. Este método de fabricação oferece benefícios em economia de custos e mão de obra e oferece oportunidades para o desenvolvimento de padrões de projeto com maior complexidade geométrica e melhorias de desempenho.

As aplicações potenciais incluem antenas de tecido leve para aeronaves com revestimento de tecido e veículos autônomos não tripulados (UAVs); sensores/antenas avançados para trajes espaciais; vestuário digital para campo de batalha que pode ser incorporado com eletrônicos furtivos e flexíveis; bem como redes sem fio ou celulares, RFID, sensores, GPS.

A NASA está buscando ativamente licenciados para comercializar esta tecnologia. Entre em contato com o Concierge de Licenciamento da NASA em Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa do JavaScript habilitado para visualizá-lo. ou ligue para 202-358-7432 para iniciar discussões sobre licenciamento. Para mais informação, visite aqui .

Este artigo foi publicado pela primeira vez na edição de outubro de 2022 da Tech Briefs Magazine.

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