MQ-9 Reaper無人機試驗液態金屬天線

以前，3D列印天線專門針對鏈路16，銅天線固定地印製到機體外罩上。

現在，美國空軍實驗室(AFRL)正在開發一種液態金屬天線，可以精簡飛機上的通信設備。因為不同的任務需求，飛機上常常需要配裝8、9種適用不同頻率的天線。AFRL研製了一種內部填充液態金屬的通道系統，可以根據所需的頻率和方向進行重新配置，並在70MHz到7GHz的頻率範圍間進行了測試。使用的液態金屬為鎵，其熔點為30攝氏度，通過添加銦等其他金屬形成合金，可使熔點降到-28攝氏度。這種通道系統可以採用柔性結構進行集成，形成柔性混合電子系統。

目前研究和測試在實驗室進行，下一步將整體打包放在MQ-9 Reaper無人機上進行測試，空軍實驗室工程師表示，這種液態天線技術將在7至10年間應用到飛機上。

北卡羅來納州立大學的研究者們著手製造出一種由電壓控制的可重構液態金屬天線，研究結果發表在美國物理聯合會出版的《應用物理雜誌》中。

該研究組工作的靈感來自研究者之一，北卡羅來納州立大學化學與生物分子工程系（the Department of Chemical and Biomolecular Engineering at NCSU）教授Michael Dickey的課題組近來在研究液態金屬時所觀察到的一種現象。 該現象顯示， 當在液態金屬和電解質的界面載入電壓時，液態金屬會伸展或者收縮--取決於電壓的正負值。

一般來說，構成天線的導電路徑的形狀和長度決定了天線的重要性質如工作頻率和輻射模式。如果使用諸如共晶鎵（eutectic gallium）和銦（indium）等的液態金屬製作天線，液體形狀的可改變性使我們能夠大幅度地調整天線的性質，比固體天線的可調範圍要大的多。

那麼該研究組如何製作出由電壓控制的可調天線呢？通過電化學反應使液態金屬絲縮短或者拉長，改變天線的工作頻率。施加一個低正電壓使金屬流入一個毛細管道，而低負電壓會使金屬從毛細管道里收縮回來。

正電壓「通過電化學作用將氧化物沉積在金屬表面，從而降低表面張力，而負電壓將這些氧化物移除，從而增加表面張力。表面張力的變化決定了液態金屬的流向。這些方法使「通過載入電壓(在液態金屬表面)移除和再生『氧化物表皮』成為可能，如此便可以控制液態金屬在毛細管道中的流入與流出。我們把這種現象稱之為『電化學控制毛細管作用，』其效果相當於電化學泵對於液態金屬的作用。

儘管固體天線的性能也可以通過使用電子開關來重構調整，但液態金屬天線可大幅度地提高工作頻率的可調範圍。液態金屬天線模型的可調範圍比使用電子開關的電子系統大至少兩倍。

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