总部位于马萨诸塞州的3D打印机制造商Inkbit推出了通过增材制造生产的梯度折射率（GRIN）透镜，专为射频（RF）和毫米波（mmWave）系统设计，并与特拉华大学（UD）合作开发。这些部件于2026年6月7日至12日举行的IEEE国际微波理论与技术研讨会（IMS）上展出。

这一公告标志着高频电磁元件制造方式的转变：曾经需要组装多个介电部件的透镜，现在可以作为一个单一梯度结构打印，其尺寸和频率达到了早期增材制造方法未能企及的水平。

诸如Luneburg透镜之类的器件依赖于在整个元件中连续变化的介电常数梯度。传统生产方法通过堆叠离散的同心介电壳层来近似这一梯度，这种方法引入了信号损耗，限制了介电常数调谐的精度，并且难以规模化。

增材制造提供了一条绕过几何问题的途径，但早期的尝试也有其自身的权衡。打印的透镜通常局限于较小的电尺寸或仅在窄带宽内工作，未能达到高频工业应用的要求。

Inkbit的方法将其视觉控制喷射（VCJ）平台与专为RF用途开发的材料相结合。VCJ依赖实时计算机视觉来监控和校正打印过程中的材料沉积，从而能够生产具有严格几何公差的亚波长晶格结构。

透镜采用环烯烃热固性树脂（COT）打印，该树脂专为介电性能设计。据Inkbit称，COT在100 GHz频率下的损耗角正切为0.0018，公司声称这是可增材制造树脂中最低的介电损耗，同时具有稳定的热机械性能。这种组合使得分级晶格结构能够以最小的衰减引导电磁波。

与特拉华大学的合作生产了一个直径100毫米的Luneburg透镜，在Ka波段、U波段和W波段进行了测试，工作频率达到100 GHz。该部件的孔径超过30个波长，实测增益超过34 dBi。研究结果发表在SPIE期刊《光学工程》上，标题为“使用视觉控制材料喷射制造和分析电大尺寸Luneburg透镜”。

作为无源波束赋形器件，GRIN透镜无需外部电源即可工作，且附加重量极轻，使其在功耗或重量是限制因素的应用中成为有源天线阵列的替代方案。其几何结构支持高方向性、宽角度覆盖和减小的旁瓣干扰。

该技术面向向毫米波频率迈进的应用领域，包括电信、航空航天和国防。公司确定的潜在用例包括自主无人机通信、战场网络、卫星地面站和相控阵雷达。透镜的数据吞吐能力也使其成为人工智能（AI）数据中心互连、汽车雷达和工业传感阵列的候选方案。

Inkbit目前正在与工业合作伙伴合作开展定制项目，并已在网站上列出标准评估透镜供销售，使工程团队能够在自己的RF工作流程中测试这些部件。

Inkbit战略的核心在于将曾经的多部件组装问题简化为一次打印任务。由堆叠介电壳层构建的Luneburg透镜在每个界面处都会引入损耗和公差误差，且所需人工成本使单位成本居高不下。将整个介电常数梯度作为一个连续晶格打印，完全消除了这些界面——但要实现孔径超过30个波长、频率高达100 GHz，需要早期增材制造平台无法同时提供的几何精度和介电纯度。Inkbit的赌注是VCJ的闭环精度和COT树脂能够同时跨越这两个门槛。

该领域的先前努力说明了这些上限所在。2021年，总部位于波士顿的Fortify与材料制造商罗杰斯公司合作，使用数字光处理（DLP）技术打印了单一梯度结构的Luneburg式GRIN透镜。由此产生的Radix介电材料的损耗角正切为0.0043——是Inkbit报告的COT值的两倍多——且演示的透镜电尺寸较小，通常针对Ku波段和Ka波段操作。特拉华大学自身早期的工作也遵循了相同的轨迹。2020年，其研究人员与美国陆军合作，使用熔融沉积建模将Luneburg透镜打印为Ka波段的单片式5G组件。最近，加州大学领导的一个团队打印了19 GHz天线，重量减轻了90%以上——证实了单片式方法，但频率仅为当前所声称数值的一小部分。

每项努力都证明了该概念的一部分。这一结果使Inkbit跻身于迄今为止报道的市场上最强大的商用增材制造Luneburg透镜平台之列。