Исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе представили экспериментальный датчик, который может стать переломным моментом в области радаров миллиметрового диапазона. Проект, получивший название "миссия невыполнима", представляет собой инновационный подход к созданию более точных и эффективных радаров.
Радары миллиметрового диапазона используют электромагнитные волны для отслеживания движения объектов, определяя их положение и скорость. Новый датчик обладает уникальной конструкцией, позволяющей обнаруживать вибрации и изменения положения цели с невероятной точностью, превосходящей многие существующие модели. При этом размер датчика, сравнимый с кунжутным семенем, делает его дешевым в производстве и обеспечивает длительное время автономной работы.
Профессор Омид Момени и его лаборатория на факультете электротехники и вычислительной техники возглавили этот проект, финансируемый Фондом пищевых и сельскохозяйственных исследований (FFAR). Основная цель проекта - разработка доступного датчика для отслеживания состояния воды в растениях. Представленный радар становится ключевым элементом, демонстрируя техническую революцию в данной области. Работа над проектом опубликована в журнале IEEE Journal of Solid-State Circuits.
Миллиметровые волны представляют собой электромагнитную частоту между микроволнами и инфракрасным излучением. Они широко используются в быстрых сетях связи, таких как 5G, и обладают высокой чувствительностью к изменениям на малом расстоянии. Однако работа с ними может быть сложной из-за высокого энергопотребления и ограниченных характеристик полупроводников.
Команда столкнулась с вызовом в поисках подходящего источника сигнала для датчика, так как шумы в окружающей среде затрудняли регистрацию слабых сигналов. Аспирант-электротехник Хао Ван предложил революционную идею: нейтрализовать шум самим собой. Это позволило создать датчик, способный преодолевать уровень шума и обеспечивать высокую точность измерений.
Разработанный чип Вана, помимо высокой точности, отличается простотой изготовления и энергоэффективностью. Эти характеристики решают проблемы высокого энергопотребления и ограниченных возможностей полупроводниковых транзисторов, характерные для датчиков миллиметрового диапазона. Возможности нового датчика могут расшириться на обнаружение структурной целостности зданий и улучшение виртуальной реальности.