Радарный датчик обнаруживает движения размером до 1/100 волоса

Новый датчик из США использует технологию радара миллиметрового диапазона, обладает лучшей в мире точностью и доступной ценой.

Прототип датчика радара миллиметрового диапазона, способного измерять чрезвычайно малые вибрации. Фото: Омид Момени/UC Davis — Прототип датчика радара миллиметрового диапазона, способного измерять чрезвычайно малые вибрации. Фото: *Омид Момени/UC Davis*

Группа инженеров Калифорнийского университета в Дэвисе разработала прототип недорогого, энергоэффективного радиолокационного датчика, который по размеру не больше кунжутного семени и может обнаруживать движения размером до 1/100 толщины человеческого волоса, сообщило издание Interesting Engineering 30 октября. Новое исследование опубликовано в журнале IEEE Journal of Solid-State Circuits.

Согласно исследованию, новая конструкция делает «невыполнимую миссию» возможной, позволяя датчику обнаруживать мельчайшие движения объектов в микроскопическом масштабе. Датчик обещает найти множество потенциальных применений в таких областях, как безопасность, биометрический мониторинг и помощь людям с нарушениями зрения.

Прототип датчика использует технологию радара миллиметрового диапазона. Миллиметровые волны — это электромагнитные частоты в диапазоне 30–300 гигагерц, лежащие между микроволнами и инфракрасным излучением. Он используется для питания высокоскоростных сетей связи, таких как 5G, и популярен благодаря своим возможностям обнаружения на малых расстояниях.

По словам команды, радар миллиметрового диапазона испускает быстро движущиеся электромагнитные волны в цели, чтобы проанализировать их движение, положение и скорость по отраженным эхо-сигналам. Миллиметровые волны имеют ряд преимуществ, например, они чувствительны к едва заметным движениям и способны фокусироваться на чрезвычайно маленьких объектах.

Большинство современных датчиков миллиметрового диапазона имеют проблемы с энергопотреблением и фильтрацией фонового шума. Команда Калифорнийского университета в Дэвисе также обнаружила большое количество фонового шума во время разработки нового датчика. При попытке уловить едва заметный сигнал о небольшом истончении листьев их датчики перегружаются и теряют сигнал.

Чтобы преодолеть проблему помех, команда изменила конструкцию и структуру датчика. Это изменение помогает устранить шум из показаний датчика. В результате датчик может обнаруживать изменения в положении цели размером до 1/100 ширины человеческого волоса и определять вибрации размером до 1/1000 ширины человеческого волоса.

По словам исследовательской группы, эта способность делает новый датчик равным или превосходящим самые точные датчики в мире. Это недорогое устройство может в ближайшем будущем помочь в разработке современных радаров миллиметрового диапазона.

Ту Тао (по данным Interesting Engineering )

Ссылка на источник